差分對(duì)信號(hào)的設(shè)置與布線
上傳時(shí)間： 2013-11-13
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分頻
上傳時(shí)間： 2014-12-23
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數(shù)字電路講座:寄存器計(jì)數(shù)器分頻器
標(biāo)簽： 數(shù)字電路 寄存器 分頻器 講座
上傳時(shí)間： 2013-10-27
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數(shù)字水印作為一種防護(hù)技術(shù)，在數(shù)字產(chǎn)品的保護(hù)認(rèn)證方面越發(fā)顯得重要，成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。提出了一種在空域采用分塊重復(fù)嵌入水印信息和HVS相結(jié)合的水印技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，分塊技術(shù)在空域的使用提高了水印的嵌入強(qiáng)度和降低計(jì)算復(fù)雜度，該算法在抵抗旋轉(zhuǎn)、裁剪、縮放方面等有較強(qiáng)能力；水印算法與HVS技術(shù)的有效性相結(jié)合，數(shù)字水印具有很好的掩蔽性。
標(biāo)簽： HVS 分塊 數(shù)字水印技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-10-23
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基于圖形處理器單元（GPU）提出了一種幀間差分與模板匹配相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法。在CUDA-SIFT（基于統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)的尺度不變特征變換）算法提取圖像匹配特征點(diǎn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化隨機(jī)采樣一致性算法（RANSAC）剔除圖像中由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的誤匹配點(diǎn)，運(yùn)用背景補(bǔ)償?shù)姆椒▽㈧o態(tài)背景下的幀間差分目標(biāo)檢測(cè)算法應(yīng)用于動(dòng)態(tài)情況，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)背景下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，通過(guò)提取目標(biāo)特征與后續(xù)多幀圖像進(jìn)行特征匹配的方法最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)表明該方法對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)較小、有噪聲、有部分遮擋的圖像序列具有良好的目標(biāo)檢測(cè)效果。
標(biāo)簽： 幀間差分 模板匹配 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-10-09
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摘要: 介紹了時(shí)鐘分相技術(shù)并討論了時(shí)鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的作用。 關(guān)鍵詞: 時(shí)鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號(hào): TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 025820934 (2000) 0620437203 時(shí)鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時(shí)鐘的性能好壞, 直接影響了整個(gè)電路的 性能。尤其現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)性能的越來(lái)越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時(shí)鐘設(shè)計(jì)上面。但隨著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將面臨一系列的問(wèn) 題。 1) 時(shí)鐘的快速電平切換將給電路帶來(lái)的串?dāng)_(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時(shí)鐘對(duì)電路板的設(shè)計(jì)提出了更高的要求: 我們應(yīng)引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號(hào)的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統(tǒng)時(shí)鐘高于100MHz 的情況下, 應(yīng)使用高速芯片來(lái)達(dá)到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個(gè)系統(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時(shí)鐘相應(yīng)的電磁輻射(EM I) 比較嚴(yán)重。 所以在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)高頻時(shí)鐘信號(hào)的處理應(yīng)格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號(hào)的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時(shí)鐘分相技術(shù), 以低頻的時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)高頻的處 理。 1 時(shí)鐘分相技術(shù) 我們知道, 時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)周期按相位來(lái)分, 可以分為360°。所謂時(shí)鐘分相技術(shù), 就是把 時(shí)鐘周期的多個(gè)相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時(shí)間分辨。在通常的設(shè)計(jì)中, 我們只用到時(shí)鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時(shí)鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時(shí)間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時(shí)鐘分為4 個(gè)相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時(shí)間分辨就 可以提高為原來(lái)的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過(guò)用專門(mén)的延遲線或邏輯門(mén)延時(shí)來(lái)達(dá)到時(shí)鐘分相的目的。用這種方法產(chǎn)生的相位差不夠準(zhǔn)確, 而且引起的時(shí)間偏移(Skew ) 和抖動(dòng) (J itters) 比較大, 無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間分辨。 近年來(lái)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 使高質(zhì)量的分相功能在一 片芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優(yōu)異的時(shí)鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時(shí)鐘分相技術(shù)在實(shí)際電 路中的應(yīng)用。我們?cè)谶@方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時(shí)間性能, 必須確保分相時(shí)鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設(shè)計(jì)中, 通常用一個(gè)低頻、高精度的 晶體作為時(shí)鐘源, 將這個(gè)低頻時(shí)鐘通過(guò)一個(gè)鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個(gè)較高頻率的、比較純凈的時(shí)鐘, 對(duì)這個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動(dòng)的分 相時(shí)鐘。 這部分電路在實(shí)際運(yùn)用中獲得了很好的效果。下面以應(yīng)用的實(shí)例加以說(shuō)明。2 應(yīng)用實(shí)例 2. 1 應(yīng)用在接入網(wǎng)中 在通訊系統(tǒng)中, 由于要減少傳輸 上的硬件開(kāi)銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時(shí)鐘分為4 個(gè)相位 數(shù)據(jù), 與其同步的時(shí)鐘信號(hào)并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時(shí), 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時(shí)鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)。在接入網(wǎng)中, 數(shù)據(jù)傳 輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。 數(shù)據(jù)以68MBös 的速率傳輸, 即每 個(gè)bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個(gè)數(shù)據(jù) 幀的開(kāi)頭有一個(gè)用于同步檢測(cè)的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時(shí)鐘信號(hào), 一般時(shí)間 分辨應(yīng)該達(dá)到1ö4 的時(shí)鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說(shuō), 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率應(yīng)在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門(mén)延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的困擾。 我們?cè)谶@里使用鎖相環(huán)和時(shí)鐘分相技術(shù), 將一個(gè)16MHz 晶振作為時(shí)鐘源, 經(jīng)過(guò)鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時(shí)鐘, 再經(jīng)過(guò)分相芯片AMCCS4405 分成4 個(gè)相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個(gè)相位的68MHz 時(shí)鐘中選擇出與數(shù)據(jù)同步性最好的一個(gè)。選擇的依據(jù)是: 在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的頭部(HEAD) 都有一個(gè)8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個(gè)相位的時(shí)鐘去鎖存數(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個(gè)時(shí)鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個(gè)指定位置最先檢測(cè)出這 個(gè)KWD, 就認(rèn)為下一相位的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個(gè)判別原理, 我們?cè)O(shè)計(jì)了圖4 所示的時(shí)鐘分相選擇電路。 在板上通過(guò)鎖相環(huán)89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時(shí)鐘: 用這4 個(gè) 時(shí)鐘分別將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位, 將移位的數(shù)據(jù)與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認(rèn)為檢 出了KWD。將4 路相關(guān)器的結(jié)果經(jīng)過(guò)優(yōu)先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時(shí)鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對(duì)68MHz 的時(shí)鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實(shí)現(xiàn)了同步時(shí)鐘的獲取, 這部分 電路目前已實(shí)際地應(yīng)用在某通訊系統(tǒng)的接 入網(wǎng)中。 2. 2 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 高速、高精度的模擬- 數(shù)字變換 (ADC) 一直是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分。高速的ADC 價(jià)格昂貴, 而且系統(tǒng)設(shè)計(jì) 難度很高。以前就有人考慮使用多個(gè)低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時(shí)鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時(shí)鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時(shí)鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(dòng)(Aperture J itters) , 無(wú)法達(dá)到很 好的時(shí)間分辨。 現(xiàn)在使用時(shí)鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術(shù)應(yīng)用在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中: 以4 分相后 圖6 分相技術(shù)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集率 的80MHz 采樣時(shí)鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘, 對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號(hào)經(jīng)過(guò) 緩沖、調(diào)理, 送入ADC 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 采集到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器(M EM )。各個(gè) 采集通道采集的是同一信號(hào), 不過(guò)采樣 點(diǎn)依次相差90°相位。通過(guò)存儲(chǔ)器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時(shí)鐘為80MHz 的采 集系統(tǒng)達(dá)到320MHz 數(shù)據(jù)采集率(如圖6 所示)。 3 總結(jié) 靈活地運(yùn)用時(shí)鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于高頻時(shí)鐘的時(shí)間性能, 并 避免了高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中一些問(wèn)題, 降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
標(biāo)簽： 時(shí)鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-12-17
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PCB布線的直角走線、差分走線和蛇形線基礎(chǔ)理論
上傳時(shí)間： 2013-10-10
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EDA （Electronic Design Automation）即“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，以EDA軟件為開(kāi)發(fā)環(huán)境，以硬件描述語(yǔ)言為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以可編程器件PLD為實(shí)驗(yàn)載體(包括CPLD、FPGA、EPLD等)，以集成電路芯片為目標(biāo)器件的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。“工欲善其事，必先利其器”，因此，EDA工具在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所占的份量越來(lái)越高。下面就介紹一些目前較為流行的EDA工具軟件。 PLD 及IC設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的EDA工具，一般至少要包含仿真器（Simulator）、綜合器（Synthesizer）和配置器（Place and Routing, P&R）等幾個(gè)特殊的軟件包中的一個(gè)或多個(gè)，因此這一領(lǐng)域的EDA工具就不包括Protel、PSpice、Ewb等原理圖和PCB板設(shè)計(jì)及電路仿真軟件。目前流行的EDA工具軟件有兩種分類方法：一種是按公司類別進(jìn)行分類，另一種是按功能進(jìn)行劃分。 若按公司類別分，大體可分兩類：一類是EDA 專業(yè)軟件公司，業(yè)內(nèi)最著名的三家公司是Cadence、Synopsys和Mentor Graphics；另一類是PLD器件廠商為了銷售其產(chǎn)品而開(kāi)發(fā)的EDA工具，較著名的公司有Altera、Xilinx、lattice等。前者獨(dú)立于半導(dǎo)體器件廠商，具有良好的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性，適合于學(xué)術(shù)研究單位使用，但系統(tǒng)復(fù)雜、難于掌握且價(jià)格昂貴；后者能針對(duì)自己器件的工藝特點(diǎn)作出優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高資源利用率，降低功耗，改善性能，比較適合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)單位使用。 若按功能分，大體可以分為以下三類。 (1) 集成的PLD/FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境 由半導(dǎo)體公司提供，基本上可以完成從設(shè)計(jì)輸入（原理圖或HDL）→仿真→綜合→布線→下載到器件等囊括所有PLD開(kāi)發(fā)流程的所有工作。如Altera公司的MaxplusⅡ、QuartusⅡ，Xilinx公司的ISE，Lattice公司的 ispDesignExpert等。其優(yōu)勢(shì)是功能全集成化，可以加快動(dòng)態(tài)調(diào)試，縮短開(kāi)發(fā)周期；缺點(diǎn)是在綜合和仿真環(huán)節(jié)與專業(yè)的軟件相比，都不是非常優(yōu)秀的。 (2) 綜合類 這類軟件的功能是對(duì)設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行邏輯分析、綜合和優(yōu)化，將硬件描述語(yǔ)句（通常是系統(tǒng)級(jí)的行為描述語(yǔ)句）翻譯成最基本的與或非門(mén)的連接關(guān)系（網(wǎng)表），導(dǎo)出給PLD/FPGA廠家的軟件進(jìn)行布局和布線。為了優(yōu)化結(jié)果，在進(jìn)行較復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)，基本上都使用這些專業(yè)的邏輯綜合軟件，而不采用廠家提供的集成PLD/FPGA開(kāi)發(fā)工具。如Synplicity公司的Synplify、Synopsys公司的FPGAexpress、FPGA Compiler Ⅱ等。 (3) 仿真類 這類軟件的功能是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真，包括布局布線（P&R）前的“功能仿真”（也叫“前仿真”）和P&R后的包含了門(mén)延時(shí)、線延時(shí)等的“時(shí)序仿真”（也叫“后仿真”）。復(fù)雜一些的設(shè)計(jì)，一般需要使用這些專業(yè)的仿真軟件。因?yàn)橥瑯拥脑O(shè)計(jì)輸入，專業(yè)軟件的仿真速度比集成環(huán)境的速度快得多。此類軟件最著名的要算Model Technology公司的Modelsim，Cadence公司的NC-Verilog/NC-VHDL/NC-SIM等。 以上介紹了一些具代表性的EDA 工具軟件。它們?cè)谛阅苌细饔兴L(zhǎng)，有的綜合優(yōu)化能力突出，有的仿真模擬功能強(qiáng)，好在多數(shù)工具能相互兼容，具有互操作性。比如Altera公司的 QuartusII集成開(kāi)發(fā)工具，就支持多種第三方的EDA軟件，用戶可以在QuartusII軟件中通過(guò)設(shè)置直接調(diào)用Modelsim和 Synplify進(jìn)行仿真和綜合。 如果設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)不是很大，對(duì)綜合和仿真的要求不是很高，那么可以在一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成整個(gè)設(shè)計(jì)流程。如果要進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則常規(guī)的方法是多種EDA工具協(xié)調(diào)工作，集各家之所長(zhǎng)來(lái)完成設(shè)計(jì)流程。
上傳時(shí)間： 2013-11-19
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信號(hào)完整性是高速數(shù)字系統(tǒng)中要解決的一個(gè)首要問(wèn)題之一，如何在高速PCB 設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮信號(hào)完整性因素,并采取有效的控制措施,已經(jīng)成為當(dāng)今系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。在這方面，差分線對(duì)具有很多優(yōu)勢(shì)，比如更高的比特率 ,更低的功耗 ,更好的噪聲性能和更穩(wěn)定的可靠性等。目前，差分線對(duì)在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電路中最關(guān)鍵的信號(hào)往往都要采用差分線對(duì)設(shè)計(jì)。介紹了差分線對(duì)在PCB 設(shè)計(jì)中的一些要點(diǎn)，并給出具體設(shè)計(jì)方案。
上傳時(shí)間： 2014-12-24
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誤區(qū)一：認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑，或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑，或者對(duì)高速信號(hào)傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。雖然差分電路對(duì)于類似地彈以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑，其實(shí)在信號(hào)回流分析上，差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的，即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流，最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外，還存在相互之間的耦合，哪一種耦合強(qiáng)，那一種就成為主要的回流通路。
上傳時(shí)間： 2014-12-22
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