隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性和集成度的大規(guī)模提高，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們正在從事100MHZ以上的電路設(shè)計(jì)，總線的工作頻率也已經(jīng)達(dá)到或者超過50MHZ，有一大部分甚至超過100MHZ。目前約80% 的設(shè)計(jì)的時(shí)鐘頻率超過50MHz，將近50% 以上的設(shè)計(jì)主頻超過120MHz，有20%甚至超過500M。當(dāng)系統(tǒng)工作在50MHz時(shí)，將產(chǎn)生傳輸線效應(yīng)和信號(hào)的完整性問題；而當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘達(dá)到120MHz時(shí)，除非使用高速電路設(shè)計(jì)知識(shí)，否則基于傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的PCB將無法工作。因此，高速電路信號(hào)質(zhì)量仿真已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師必須采取的設(shè)計(jì)手段。只有通過高速電路仿真和先進(jìn)的物理設(shè)計(jì)軟件，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的可控性。傳輸線效應(yīng)基于上述定義的傳輸線模型，歸納起來，傳輸線會(huì)對整個(gè)電路設(shè)計(jì)帶來以下效應(yīng)。 · 反射信號(hào)Reflected signals · 延時(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤Delay & Timing errors · 過沖(上沖/下沖)Overshoot/Undershoot · 串?dāng)_Induced Noise (or crosstalk) · 電磁輻射EMI radiation
標(biāo)簽： 高速電路 傳輸線 效應(yīng)分析
上傳時(shí)間： 2013-11-05
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采用Xlinx公司的Virtex5系列FPGA設(shè)計(jì)了一個(gè)用于多種高速串行協(xié)議的數(shù)據(jù)交換模塊,并解決了該模塊實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題.該交換模塊實(shí)現(xiàn)4X模式RapidIO協(xié)議與4X模式PCI Express協(xié)議之間的數(shù)據(jù)交換,以及自定義光纖協(xié)議與4X模式PCI Express協(xié)議之間的數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)了單字讀寫以及DMA操作,并提供高速穩(wěn)定的傳輸帶寬.
標(biāo)簽： FPGA 高速串行 模塊 實(shí)現(xiàn)方法
上傳時(shí)間： 2013-10-19
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現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理從視頻擴(kuò)展到了中頻甚至射頻,針對要求信號(hào)處理的處理速度越來越高、傳輸速率越來越快等特點(diǎn),給出了一款使用高性能FPGA、DAC以及經(jīng)先進(jìn)的PCB設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)、仿真的高速信號(hào)處理模塊,實(shí)現(xiàn)了對高速信號(hào)的實(shí)時(shí)接收和處理。關(guān)鍵詞:數(shù)字信號(hào)處理; 高速電路; FPGA;設(shè)計(jì)與仿真
上傳時(shí)間： 2013-10-09
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摘要: 串行傳輸技術(shù)具有更高的傳輸速率和更低的設(shè)計(jì)成本, 已成為業(yè)界首選, 被廣泛應(yīng)用于高速通信領(lǐng)域。提出了一種新的高速串行傳輸接口的設(shè)計(jì)方案, 改進(jìn)了Aurora 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式定義的弊端, 并采用高速串行收發(fā)器Rocket I/O, 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps的高速串行傳輸。關(guān)鍵詞: 高速串行傳輸; Rocket I/O; Aurora 協(xié)議 為促使FPGA 芯片與串行傳輸技術(shù)更好地結(jié)合以滿足市場需求, Xilinx 公司適時(shí)推出了內(nèi)嵌高速串行收發(fā)器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升級的小型鏈路層協(xié)議———Aurora 協(xié)議。Rocket I/O支持從622 Mbps 至3.125 Gbps的全雙工傳輸速率, 還具有8 B/10 B 編解碼、時(shí)鐘生成及恢復(fù)等功能, 可以理想地適用于芯片之間或背板的高速串行數(shù)據(jù)傳輸。Aurora 協(xié)議是為專有上層協(xié)議或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的上層協(xié)議提供透明接口的第一款串行互連協(xié)議, 可用于高速線性通路之間的點(diǎn)到點(diǎn)串行數(shù)據(jù)傳輸, 同時(shí)其可擴(kuò)展的帶寬, 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了所需要的靈活性[4]。但該協(xié)議幀格式的定義存在弊端,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。本文提出的設(shè)計(jì)方案可以改進(jìn)Aurora 協(xié)議的固有缺陷,提高系統(tǒng)性能, 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps 的高速串行傳輸, 具有良好的可行性和廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： Rocket 2.5 高速串行 收發(fā)器
上傳時(shí)間： 2013-10-13
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摘 要:介紹了FPGA最新一代器件Virtex25上的高速串行收發(fā)器RocketIO。基于ML505開發(fā)平臺(tái)構(gòu)建了一個(gè)高速串行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),重點(diǎn)說明了該系統(tǒng)采用RocketIO實(shí)現(xiàn)1. 25Gbp s高速串行傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了采用FPGA完成千兆串行傳輸?shù)墓δ苣繕?biāo),為后續(xù)采用FPGA實(shí)現(xiàn)各種高速協(xié)議奠定了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞: FPGA;高速串行傳輸; RocketIO; GTP 在數(shù)字系統(tǒng)互連設(shè)計(jì)中,高速串行I/O技術(shù)取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢。與傳統(tǒng)并行I/O技術(shù)相比,串行方案提供了更大的帶寬、更遠(yuǎn)的距離、更低的成本和更高的擴(kuò)展能力,克服了并行I/O設(shè)計(jì)存在的缺陷。在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中,采用現(xiàn)場可編程門陣列( FPGA)實(shí)現(xiàn)高速串行接口是一種性價(jià)比較高的技術(shù)途徑。
上傳時(shí)間： 2013-10-22
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高速串并轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)是FPGA 設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法由于采用FPGA 的內(nèi)部邏輯資源來實(shí)現(xiàn),從而限制了串并轉(zhuǎn)換的速度。該研究以網(wǎng)絡(luò)交換調(diào)度系統(tǒng)的FGPA 驗(yàn)證平臺(tái)中多路高速串并轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)為例,詳細(xì)闡述了1 :8DDR 模式下高速串并轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法和16 路1 :8 串并轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明,采用Xilinx Virtex24 的ISERDES 設(shè)計(jì)的多路串并轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)800 Mbit/ s 輸入信號(hào)的串并轉(zhuǎn)換,并且減少了設(shè)計(jì)復(fù)雜度,縮短了開發(fā)周期,能滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞:串并轉(zhuǎn)換;現(xiàn)場可編程邏輯陣列;Xilinx ; ISERDES
標(biāo)簽： FPGA 多路 串并轉(zhuǎn)換
上傳時(shí)間： 2013-11-17
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LVDS(低壓差分信號(hào))標(biāo)準(zhǔn)ANSI/TIA /E IA26442A22001廣泛應(yīng)用于許多接口器件和一些ASIC及FPGA中。文中探討了LVDS的特點(diǎn)及其PCB (印制電路板)設(shè)計(jì),糾正了某些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。應(yīng)用傳輸線理論分析了單線阻抗、雙線阻抗及LVDS差分阻抗計(jì)算方法,給出了計(jì)算單線阻抗和差分阻抗的公式,通過實(shí)際計(jì)算說明了差分阻抗與單線阻抗的區(qū)別,并給出了PCB布線時(shí)的幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞: LVDS, 阻抗分析, 阻抗計(jì)算, PCB設(shè)計(jì) LVDS (低壓差分信號(hào))是高速、低電壓、低功率、低噪聲通用I/O接口標(biāo)準(zhǔn),其低壓擺幅和差分電流輸出模式使EM I (電磁干擾)大大降低。由于信號(hào)輸出邊緣變化很快,其信號(hào)通路表現(xiàn)為傳輸線特性。因此,在用含有LVDS接口的Xilinx或Altera等公司的FP2GA及其它器件進(jìn)行PCB (印制電路板)設(shè)計(jì)時(shí),超高速PCB設(shè)計(jì)和差分信號(hào)理論就顯得特別重要。
上傳時(shí)間： 2013-10-31
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通用陣列邏輯GAL實(shí)現(xiàn)基本門電路的設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解GAL22V10的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用； 2.掌握GAL器件的設(shè)計(jì)原則和一般格式； 3.學(xué)會(huì)使用VHDL語言進(jìn)行可編程邏輯器件的邏輯設(shè)計(jì)； 4.掌握通用陣列邏輯GAL的編程、下載、驗(yàn)證功能的全部過程。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1. 通用陣列邏輯GAL22V10 通用陣列邏輯GAL是由可編程的與陣列、固定（不可編程）的或陣列和輸出邏輯宏單元（OLMC）三部分構(gòu)成。GAL芯片必須借助GAL的開發(fā)軟件和硬件，對其編程寫入后，才能使GAL芯片具有預(yù)期的邏輯功能。GAL22V10有10個(gè)I/O口、12個(gè)輸入口、10個(gè)寄存器單元，最高頻率為超過100MHz。 ispGAL22V10器件就是把流行的GAL22V10與ISP技術(shù)結(jié)合起來，在功能和結(jié)構(gòu)上與GAL22V10完全相同，并沿用了GAL22V10器件的標(biāo)準(zhǔn)28腳PLCC封裝。ispGAl22V10的傳輸時(shí)延低于7.5ns，系統(tǒng)速度高達(dá)100MHz以上，因而非常適用于高速圖形處理和高速總線管理。由于它每個(gè)輸出單元平均能夠容納12個(gè)乘積項(xiàng)，最多的單元可達(dá)16個(gè)乘積項(xiàng)，因而更為適用大型狀態(tài)機(jī)、狀態(tài)控制及數(shù)據(jù)處理、通訊工程、測量儀器等領(lǐng)域。ispGAL22V10的功能框圖及引腳圖分別見圖1-1和1-2所示。 另外，采用ispGAL22V10來實(shí)現(xiàn)諸如地址譯碼器之類的基本邏輯功能是非常容易的。為實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程，每片ispGAL22V10需要有四個(gè)在系統(tǒng)編程引腳，它們是串行數(shù)據(jù)輸入(SDI)，方式選擇(MODE)、串行輸出(SDO)和串行時(shí)鐘(SCLK)。這四個(gè)ISP控制信號(hào)巧妙地利用28腳PLCC封裝GAL22V10的四個(gè)空腳，從而使得兩種器件的引腳相互兼容。在系統(tǒng)編程電源為+5V，無需外接編程高壓。每片ispGAL22V10可以保證一萬次在系統(tǒng)編程。 ispGAL22V10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示。 2.編譯、下載源文件 用VHDL語言編寫的源程序，是不能直接對芯片編程下載的，必須經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件對其進(jìn)行編譯，綜合等最終形成PLD器件的熔斷絲文件(通常叫做JEDEC文件，簡稱為JED文件)。通過相應(yīng)的軟件及編程電纜再將JED數(shù)據(jù)文件寫入到GAL芯片，這樣GAL芯片就具有用戶所需要的邏輯功能。 3.工具軟件ispLEVER簡介 ispLEVER 是Lattice 公司新推出的一套EDA軟件。設(shè)計(jì)輸入可采用原理圖、硬件描述語言、混合輸入三種方式。能對所設(shè)計(jì)的數(shù)字電子系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真。編譯器是此軟件的核心，能進(jìn)行邏輯優(yōu)化，將邏輯映射到器件中去，自動(dòng)完成布局與布線并生成編程所需要的熔絲圖文件。軟件中的Constraints Editor工具允許經(jīng)由一個(gè)圖形用戶接口選擇I/O設(shè)置和引腳分配。軟件包含Synolicity公司的“Synplify”綜合工具和Lattice的ispVM器件編程工具，ispLEVER軟件提供給開發(fā)者一個(gè)簡單而有力的工具。
上傳時(shí)間： 2013-11-17
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第一部分 信號(hào)完整性知識(shí)基礎(chǔ).................................................................................5第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設(shè)計(jì)流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報(bào)方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計(jì)算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號(hào)完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報(bào)方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號(hào)的反射.................................................................................................252.6.1 反射機(jī)理和電報(bào)方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號(hào)的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計(jì)算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號(hào)的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計(jì)中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計(jì)抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計(jì).............................................................................................855.3 同步開關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時(shí)序.................................................................................................1006.1 普通時(shí)序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時(shí)序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時(shí)序約束條件...................................................................................1063.2 高速設(shè)計(jì)的問題.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的組件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系統(tǒng)......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自動(dòng)布線器.......................................................2303.4 高速設(shè)計(jì)的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索...............................................................................2313.4.2 空間解決方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓?fù)淠０弪?qū)動(dòng)設(shè)計(jì)...................................................................2313.4.4 時(shí)序驅(qū)動(dòng)布局...................................................................................2323.4.5 以約束條件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì).......................................................................2323.4.6 設(shè)計(jì)后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的進(jìn)階運(yùn)用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括：................................2344.2 圖形化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...........................................................................2344.3 全面的信號(hào)完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 設(shè)計(jì)前和設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取.......................................................2354.6 仿真設(shè)置顧問...........................................................................................2354.7 改變設(shè)計(jì)的管理.......................................................................................2354.8 關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)...........................................................................................2364.8.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形顯示器........................................................................2364.8.3 集成化的在線分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的運(yùn)用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信號(hào)的仿真.......................................................................................2435.3 眼圖模式的使用.......................................................................................249第四部分：HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 進(jìn)行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 進(jìn)行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 處理信號(hào)完整性原理圖的具體問題.......................................................2591.3 在LineSim 中如何對傳輸線進(jìn)行設(shè)置...................................................2601.4 在LineSim 中模擬IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中進(jìn)行串?dāng)_仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的進(jìn)一步介紹..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串?dāng)_仿真..........................................................................309
標(biāo)簽： PCB 內(nèi)存 仿真技術(shù)
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高速PCB設(shè)計(jì)指南之（一~八 ）目錄 2001/11/21 一、1、PCB布線2、PCB布局3、高速PCB設(shè)計(jì) 二、1、高密度（HD）電路設(shè)計(jì)2、抗干擾技術(shù)3、PCB的可靠性設(shè)計(jì)4、電磁兼容性和PCB設(shè)計(jì)約束 三、1、改進(jìn)電路設(shè)計(jì)規(guī)程提高可測性2、混合信號(hào)PCB的分區(qū)設(shè)計(jì)3、蛇形走線的作用4、確保信號(hào)完整性的電路板設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 四、1、印制電路板的可靠性設(shè)計(jì) 五、1、DSP系統(tǒng)的降噪技術(shù)2、POWERPCB在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)3、PCB互連設(shè)計(jì)過程中最大程度降低RF效應(yīng)的基本方法 六、1、混合信號(hào)電路板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2、分區(qū)設(shè)計(jì)3、RF產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中降低信號(hào)耦合的PCB布線技巧 七、1、PCB的基本概念2、避免混合訊號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)陷阱3、信號(hào)隔離技術(shù)4、高速數(shù)字系統(tǒng)的串音控制 八、1、掌握IC封裝的特性以達(dá)到最佳EMI抑制性能2、實(shí)現(xiàn)PCB高效自動(dòng)布線的設(shè)計(jì)技巧和要點(diǎn)3、布局布線技術(shù)的發(fā)展 注：以上內(nèi)容均來自網(wǎng)上資料，不是很系統(tǒng)，但是對有些問題的分析還比較具體。由于是文檔格式，所以缺圖和表格。另外，可能有小部分內(nèi)容重復(fù)。
標(biāo)簽： PCB 設(shè)計(jì)指南
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