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高速数字设计

高速数字设计》是2010年电子工业出版社出版的图书,作者约翰逊·格雷厄姆。[1]
  • 基于FPGA的嵌入式导航雷达显示系统

    雷达即无线电探测和测距。雷达装在船上用于航行避让、船舶定位和引航的称为船用导航雷达。船用导航雷达是测定本船位置和预防冲撞事故所不可缺少的系统。它能够准确捕获其它船只、陆地、航线标志等物标信息,并将其显示在显示屏上。 本文围绕船用导航雷达展开了研究,研究内容分为以下几个部分: 首先介绍了雷达的概念、基本原理和主要应用,而且详细叙述了船用导航雷达的发展和工作原理及特性。 然后根据雷达的基本原理和船用导航雷达的特点,设计了基于FPGA、ARM、DSP的船用导航雷达系统,并采用了DDR SDRAM存储器。ARM、DSP和FPGA是当今主流的高速数字信号处理芯片,满足了船用导航雷达系统的要求。 最后根据VGA显示器的原理和雷达图像的叠加原理,实现了基于FPGA的VGA雷达图像叠加显示,并得到了所需的雷达图像。从结果可以看出,本系统的设计是符合要求的。

    标签: FPGA 嵌入式 导航雷达 显示系统

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:dwzjt

  • 《TMS320C6000系列DSPs的原理与应用》

    ·以高速数字信号处理器(DSPs)为基础的实时数字信号处理技术正在迅速发展,并得到广泛应用。TMS320C6000是TI公司1997年推出的DSPs产品,其定点产品峰值处理能力为2400MIPS,浮点产品峰值处理能力为1GFLOPS。本书介绍了C6000的芯片结构、特点、软件编程、硬件设计等内容,并对在C6000系统设计中出现的主要问题和解决方法进行了总结。本书的读者对象是各领域内从事信号处理的科研

    标签: C6000 320C 6000 DSPs

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:alia

  • Verilog HDL高级数字设计

    ·作者:[美]Michael D.Ciletti出版社:电子工业出版社 内容简介:本书通过大量完整的实例讲解了使用VerilogHDL进行超大规模集成电路设计的结构化建模方法、关键步骤和设计验证方法等实用内容。全书共分11章,涵盖了建模、结构平衡、功能验证、故障模拟和逻辑合成等关键问题,还有合成后设计确认、定时分析及可测性设计等内容。

    标签: Verilog nbsp HDL 数字设计

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:PresidentHuang

  • Allegro PCB Layout高速电路板设计

    电路板设计介绍1.1 现有的设计趋势.............................................................................1-21.2 产品研发流程................................................................................1-21.3 电路板设计流程.............................................................................1-31.3.1 前处理 – 电子设计资料和机构设计资料整理...................1-41.3.2 前处理 – 建立布局零件库.................................................1-81.3.3 前处理 – 整合电子设计资料及布局零件库.......................1-81.3.4 中处理 – 读取电子/机构设计资料....................................1-91.3.5 中处理 – 摆放零件............................................................1-91.3.6 中处理 – 拉线/摆放测试点/修线......................................1-91.3.7 后处理 – 文字面处理......................................................1-101.3.8 后处理 – 底片处理..........................................................1-111.3.9 后处理 – 报表处理..........................................................

    标签: Allegro Layout PCB 高速电路板

    上传时间: 2013-10-17

    上传用户:18711024007

  • 信号完整性研究

    如果你发现,以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了,同样的设计,以前 没问题,可是现在却无法工作,那么恭喜你,你碰到了硬件设计中最核心的问题:信号完整性。早一天遇到,对你来说是好事。 这个资料,短小精悍,包含了高速数字信号设计中信号完整性方面的所有知识,对于初学者来说是一份不可多得的入门经典;

    标签: 信号完整性

    上传时间: 2013-11-19

    上传用户:哈哈hah

  • 时钟分相技术应用

    摘要: 介绍了时钟分相技术并讨论了时钟分相技术在高速数字电路设计中的作用。 关键词: 时钟分相技术; 应用 中图分类号: TN 79  文献标识码:A   文章编号: 025820934 (2000) 0620437203 时钟是高速数字电路设计的关键技术之一, 系统时钟的性能好坏, 直接影响了整个电路的 性能。尤其现代电子系统对性能的越来越高的要求, 迫使我们集中更多的注意力在更高频率、 更高精度的时钟设计上面。但随着系统时钟频率的升高。我们的系统设计将面临一系列的问 题。 1) 时钟的快速电平切换将给电路带来的串扰(Crosstalk) 和其他的噪声。 2) 高速的时钟对电路板的设计提出了更高的要求: 我们应引入传输线(T ransm ission L ine) 模型, 并在信号的匹配上有更多的考虑。 3) 在系统时钟高于100MHz 的情况下, 应使用高速芯片来达到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但这种芯片一般功耗很大, 再加上匹配电阻增加的功耗, 使整个系统所需要的电流增大, 发 热量增多, 对系统的稳定性和集成度有不利的影响。 4) 高频时钟相应的电磁辐射(EM I) 比较严重。 所以在高速数字系统设计中对高频时钟信号的处理应格外慎重, 尽量减少电路中高频信 号的成分, 这里介绍一种很好的解决方法, 即利用时钟分相技术, 以低频的时钟实现高频的处 理。 1 时钟分相技术 我们知道, 时钟信号的一个周期按相位来分, 可以分为360°。所谓时钟分相技术, 就是把 时钟周期的多个相位都加以利用, 以达到更高的时间分辨。在通常的设计中, 我们只用到时钟 的上升沿(0 相位) , 如果把时钟的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系统的时间分辨能力就可以 提高一倍(如图1a 所示)。同理, 将时钟分为4 个相位(0°、90°、180°和270°) , 系统的时间分辨就 可以提高为原来的4 倍(如图1b 所示)。 以前也有人尝试过用专门的延迟线或逻辑门延时来达到时钟分相的目的。用这种方法产生的相位差不够准确, 而且引起的时间偏移(Skew ) 和抖动 (J itters) 比较大, 无法实现高精度的时间分辨。 近年来半导体技术的发展, 使高质量的分相功能在一 片芯片内实现成为可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能优异的时钟 芯片。这些芯片的出现, 大大促进了时钟分相技术在实际电 路中的应用。我们在这方面作了一些尝试性的工作: 要获得 良好的时间性能, 必须确保分相时钟的Skew 和J itters 都 比较小。因此在我们的设计中, 通常用一个低频、高精度的 晶体作为时钟源, 将这个低频时钟通过一个锁相环(PLL ) , 获得一个较高频率的、比较纯净的时钟, 对这个时钟进行分相, 就可获得高稳定、低抖动的分 相时钟。 这部分电路在实际运用中获得了很好的效果。下面以应用的实例加以说明。2 应用实例 2. 1 应用在接入网中 在通讯系统中, 由于要减少传输 上的硬件开销, 一般以串行模式传输 图3 时钟分为4 个相位 数据, 与其同步的时钟信号并不传输。 但本地接收到数据时, 为了准确地获取 数据, 必须得到数据时钟, 即要获取与数 据同步的时钟信号。在接入网中, 数据传 输的结构如图2 所示。 数据以68MBös 的速率传输, 即每 个bit 占有14. 7ns 的宽度, 在每个数据 帧的开头有一个用于同步检测的头部信息。我们要找到与它同步性好的时钟信号, 一般时间 分辨应该达到1ö4 的时钟周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 这就是说, 系统时钟频率应在300MHz 以 上, 在这种频率下, 我们必须使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型门延迟为340p s) , 如前所述, 这样对整个系统设计带来很多的困扰。 我们在这里使用锁相环和时钟分相技术, 将一个16MHz 晶振作为时钟源, 经过锁相环 89429 升频得到68MHz 的时钟, 再经过分相芯片AMCCS4405 分成4 个相位, 如图3 所示。 我们只要从4 个相位的68MHz 时钟中选择出与数据同步性最好的一个。选择的依据是: 在每个数据帧的头部(HEAD) 都有一个8bit 的KWD (KeyWord) (如图1 所示) , 我们分别用 这4 个相位的时钟去锁存数据, 如果经某个时钟锁存后的数据在这个指定位置最先检测出这 个KWD, 就认为下一相位的时钟与数据的同步性最好(相关)。 根据这个判别原理, 我们设计了图4 所示的时钟分相选择电路。 在板上通过锁相环89429 和分相芯片S4405 获得我们所要的68MHz 4 相时钟: 用这4 个 时钟分别将输入数据进行移位, 将移位的数据与KWD 作比较, 若至少有7bit 符合, 则认为检 出了KWD。将4 路相关器的结果经过优先判选控制逻辑, 即可输出同步性最好的时钟。这里, 我们运用AMCC 公司生产的 S4405 芯片, 对68MHz 的时钟进行了4 分 相, 成功地实现了同步时钟的获取, 这部分 电路目前已实际地应用在某通讯系统的接 入网中。 2. 2 高速数据采集系统中的应用 高速、高精度的模拟- 数字变换 (ADC) 一直是高速数据采集系统的关键部 分。高速的ADC 价格昂贵, 而且系统设计 难度很高。以前就有人考虑使用多个低速 图5 分相技术应用于采集系统 ADC 和时钟分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于时钟分相电路产生的相位不准确, 时钟的 J itters 和Skew 比较大(如前述) , 容易产生较 大的孔径晃动(Aperture J itters) , 无法达到很 好的时间分辨。 现在使用时钟分相芯片, 我们可以把分相 技术应用在高速数据采集系统中: 以4 分相后 图6 分相技术提高系统的数据采集率 的80MHz 采样时钟分别作为ADC 的 转换时钟, 对模拟信号进行采样, 如图5 所示。 在每一采集通道中, 输入信号经过 缓冲、调理, 送入ADC 进行模数转换, 采集到的数据写入存储器(M EM )。各个 采集通道采集的是同一信号, 不过采样 点依次相差90°相位。通过存储器中的数 据重组, 可以使系统时钟为80MHz 的采 集系统达到320MHz 数据采集率(如图6 所示)。 3 总结 灵活地运用时钟分相技术, 可以有效地用低频时钟实现相当于高频时钟的时间性能, 并 避免了高速数字电路设计中一些问题, 降低了系统设计的难度。

    标签: 时钟 分相 技术应用

    上传时间: 2013-12-17

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  • 中兴通讯硬件巨作:信号完整性基础知识

    中兴通讯硬件一部巨作-信号完整性 近年来,通讯技术、计算机技术的发展越来越快,高速数字电路在设计中的运用越来 越多,数字接入设备的交换能力已从百兆、千兆发展到几十千兆。高速数字电路设计对信 号完整性技术的需求越来越迫切。 在中、 大规模电子系统的设计中, 系统地综合运用信号完整性技术可以带来很多好处, 如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能、提高产品可靠性。 数字电路在具有逻辑电路功能的同时,也具有丰富的模拟特性,电路设计工程师需要 通过精确测定、或估算各种噪声的幅度及其时域变化,将电路抗干扰能力精确分配给各种 噪声,经过精心设计和权衡,控制总噪声不超过电路的抗干扰能力,保证产品性能的可靠 实现。 为了满足中兴上研一所的科研需要, 我们在去年和今年关于信号完整性技术合作的基 础上,克服时间紧、任务重的困难,编写了这份硬件设计培训系列教材的“信号完整性” 部分。由于我们的经验和知识所限,这部分教材肯定有不完善之处,欢迎广大读者和专家 批评指正。 本教材的对象是所内硬件设计工程师, 针对我所的实际情况, 选编了第一章——导论、 第二章——数字电路工作原理、第三章——传输线理论、第四章——直流供电系统设计, 相信会给大家带来益处。同时,也希望通过我们的不懈努力能消除大家在信号完整性方面 的烦脑。 在编写本教材的过程中,得到了沙国海、张亚东、沈煜、何广敏、钟建兔、刘辉、曹 俊等的指导和帮助,尤其在审稿时提出了很多建设性的意见,在此一并致谢!

    标签: 中兴通讯 硬件 信号完整性 基础知识

    上传时间: 2013-11-15

    上传用户:大三三

  • 高速PCB设计须知

    DSP系统的降噪技术,PowerPCB在印制电路板设计中的应用技术,PCB互连设计过程中最大程度降低RF效应的基本方法

    标签: PCB

    上传时间: 2013-10-11

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  • PCB板材选取与高频PCB制板要求

    本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析,给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案,进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点

    标签: PCB 板材 高频

    上传时间: 2013-11-10

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  • 高速PCB经验与技巧

    EDA技术已经研发出一整套高速PCB和电路板级系统的设计分析工具和方法学,这些技术涵盖高速电路设计分析的方方面面:静态时序分析、信号完整性分析、EMI/EMC设计、地弹反射分析、功率分析以及高速布线器。

    标签: PCB 经验

    上传时间: 2013-10-15

    上传用户:frank1234