可配置端口电路是FPGA芯片与外围电路连接关键的枢纽,它有诸多功能:芯片与芯片在数据上的传递(包括对输入信号的采集和输出信号输出),电压之间的转换,对外围芯片的驱动,完成对芯片的测试功能以及对芯片电路保护等。 本文采用了自顶向下和自下向上的设计方法,依据可配置端口电路能实现的功能和工作原理,运用Cadence的设计软件,结合华润上华0.5μm的工艺库,设计了一款性能、时序、功耗在整体上不亚于xilinx4006e[8]的端口电路。主要研究以下几个方面的内容: 1.基于端口电路信号寄存器的采集和输出方式,本论文设计的端口电路可以通过配置将它设置成单沿或者双沿的触发方式[7],并完成了Verilog XL和Hspiee的功能和时序仿真,且建立时间小于5ns和保持时间在0ns左右。和xilinx4006e[8]相比较满足设计的要求。 2.基于TAP Controller的工作原理及它对16种状态机转换的控制,对16种状态机的转换完成了行为级描述和实现了捕获、移位、输出、更新等主要功能仿真。 3.基于边界扫描电路是对触发器级联的构架这一特点,设计了一款边界扫描电路,并运用Verilog XL和Hspiee对它进行了功能和时序的仿真。达到对芯片电路测试设计的要求。 4.对于端口电路来讲,有时需要将从CLB中的输出数据实现异或、同或、与以及或的功能,为此本文采用二次函数输出的电路结构来实现以上的功能,并运用Verilog XL和Hspiee对它进行了功能和时序的仿真。满足设计要求。 5.对于0.5μm的工艺而言,输入端口的电压通常是3.3V和5V,为此根据设置不同的上、下MOS管尺寸来调整电路的中点电压,将端口电路设计成3.3V和5V兼容的电路,通过仿真性能上已完全达到这一要求。此外,在输入端口处加上扩散电阻R和电容C组成噪声滤波电路,这个电路能有效地抑制加到输入端上的白噪声型噪声电压[2]。 6.在噪声和延时不影响电路正常工作的范围内,具有三态控制和驱动大负载的功能。通过对管子尺寸的大小设置和驱动大小的仿真表明:在实现TTL高电平输出时,最大的驱动电流达到170mA,而对应的xilinx4006e的TTL高电平最大驱动电流为140mA[8];同样,在实现CMOS高电平最大驱动电流达到200mA,而xilinx4006e的CMOS驱动电流达到170[8]mA。 7.与xilinx4006e端口电路相比,在延时和面积以及功耗略大的情况下,本论文研究设计的端口电路增加了双沿触发、将输出数据实现二次函数的输出方式、通过添加译码器将配置端口的数目减少的新的功能,且驱动能力更加强大。
上传时间: 2013-06-03
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异步FIFO是用来适配不同时钟域之间的相位差和频率飘移的重要模块。本文设计的异步FIFO采用了格雷(GRAY)变换技术和双端口RAM实现了不同时钟域之间的数据无损传输。该结构利用了GRAY变换的特点,使得整个系统可靠性高和抗干扰能力强,系统可以工作在读写时钟频率漂移达到正负300PPM的恶劣环境。并且由于采用了模块化结构,使得系统具有良好的可扩充性。
上传时间: 2013-08-08
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双频式定子接地保护是目前在中小型发电机中得到广泛应用的一种发电机保护,三次谐波的变化情况是这种保护动作的依据之一。文中着重就能够从发电机机端和中性点侧电压中初步提取三次谐波的模拟滤波器的设计进行了讨论,通过分析比较各类滤波器的阻带衰减速度、通频带平坦度等特点以及生产实际装置的成本等多方面因素设计出了一款能够满足保护装置要求的模拟滤波器。从仿真及实验结果中可以看出,此款模拟滤波器具有良好的应用效果。
上传时间: 2013-10-13
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无源双端全隔离方案,是在两端通信设备接口与通信线路之间各串入一只新型无源串口隔离器,从而使两端设备接口得到"均等而有效"的保护。通过电路形式、振荡频率、元器件参数及变压器绕组匝数变比的优化创新,解决了新型隔离器串口窃电的微功耗高效率隔离传输、由单电源形成双极性逻辑电平、以及两端隔离器的通用性和自环状态下的电能平均分配等关键问题。2010年以来,大庆油田处于该隔离器保护之下的90台通信设备的接口从未因雷击损坏,并能方便地进行自环测试。
上传时间: 2014-12-24
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用单片机AT89C51改造普通双桶洗衣机:AT89C2051作为AT89C51的简化版虽然去掉了P0、P2等端口,使I/O口减少了,但是却增加了一个电压比较器,因此其功能在某些方面反而有所增强,如能用来处理模拟量、进行简单的模数转换等。本文利用这一功能设计了一个数字电容表,可测量容量小于2微法的电容器的容量,采用3位半数字显示,最大显示值为1999,读数单位统一采用毫微法(nf),量程分四档,读数分别乘以相应的倍率。电路工作原理 本数字电容表以电容器的充电规律作为测量依据,测试原理见图1。电源电路图。 压E+经电阻R给被测电容CX充电,CX两端原电压随充电时间的增加而上升。当充电时间t等于RC时间常数τ时,CX两端电压约为电源电压的63.2%,即0.632E+。数字电容表就是以该电压作为测试基准电压,测量电容器充电达到该电压的时间,便能知道电容器的容量。例如,设电阻R的阻值为1千欧,CX两端电压上升到0.632E+所需的时间为1毫秒,那么由公式τ=RC可知CX的容量为1微法。 测量电路如图2所示。A为AT89C2051内部构造的电压比较器,AT89C2051 图2 的P1.0和P1.1口除了作I/O口外,还有一个功能是作为电压比较器的输入端,P1.0为同相输入端,P1.1为反相输入端,电压比较器的比较结果存入P3.6口对应的寄存器,P3.6口在AT89C2051外部无引脚。电压比较器的基准电压设定为0.632E+,在CX两端电压从0升到0.632E+的过程中,P3.6口输出为0,当电池电压CX两端电压一旦超过0.632E+时,P3.6口输出变为1。以P3.6口的输出电平为依据,用AT89C2051内部的定时器T0对充电时间进行计数,再将计数结果显示出来即得出测量结果。整机电路见图3。电路由单片机电路、电容充电测量电路和数码显示电路等 图3 部分组成。AT89C2051内部的电压比较器和电阻R2-R7等组成测量电路,其中R2-R5为量程电阻,由波段开关S1选择使用,电压比较器的基准电压由5V电源电压经R6、RP1、R7分压后得到,调节RP1可调整基准电压。当P1.2口在程序的控制下输出高电平时,电容CX即开始充电。量程电阻R2-R5每档以10倍递减,故每档显示读数以10倍递增。由于单片机内部P1.2口的上拉电阻经实测约为200K,其输出电平不能作为充电电压用,故用R5兼作其上拉电阻,由于其它三个充电电阻和R5是串联关系,因此R2、R3、R4应由标准值减去1K,分别为999K、99K、9K。由于999K和1M相对误差较小,所以R2还是取1M。数码管DS1-DS4、电阻R8-R14等组成数码显示电路。本机采用动态扫描显示的方式,用软件对字形码译码。P3.0-P3.5、P3.7口作数码显示七段笔划字形码的输出,P1.3-P1.6口作四个数码管的动态扫描位驱动码输出。这里采用了共阴数码管,由于AT89C2051的P1.3-P1.6口有25mA的下拉电流能力,所以不用三极管就能驱动数码管。R8-R14为P3.0-P3.5、P3.7口的上拉电阻,用以驱动数码管的各字段,当P3的某一端口输出低电平时其对应的字段笔划不点亮,而当其输出高电平时,则对应的上拉电阻即能点亮相应的字段笔划。
上传时间: 2013-12-31
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QuartusII中利用免费IP核的设计 作者:雷达室 以设计双端口RAM为例说明。 Step1:打开QuartusII,选择File—New Project Wizard,创建新工程,出现图示对话框,点击Next;
上传时间: 2014-12-28
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基于Actel FPGA 的双端口RAM 设计双端口RAM 芯片主要应用于高速率、高可靠性、对实时性要求高的场合,如实现DSP与PCI 总线芯片之间的数据交换接口电路等。但普通双端口RAM 最大的缺点是在两个CPU发生竞争时,有一方CPU 必须等待,因而降低了访问效率。IDT 公司推出的专用双端口RAM 芯片解决了普通双端口RAM 内部竞争问题,并融合了中断、旗语、主从功能。它具有存取速度快、功耗低、可完全异步操作、接口电路简单等优点,但缺点也非常明显,那就是价格太昂贵。为解决IDT 专用双端口RAM 芯片的价格过高问题,广州致远电子有限公司推出了一种全新的基于Actel FPGA 的双端口RAM 的解决方案。该方案采用Actel FPGA 实现,不仅具有IDT 专用双端口RAM 芯片的所有性能特点,更是在价格上得到了很大改善,以A3P060双端口RAM 为例,在相同容量(2K 字节)下,其价格仅为IDT 专用芯片的六分之一。
上传时间: 2013-10-22
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QuartusII中利用免费IP核的设计 作者:雷达室 以设计双端口RAM为例说明。 Step1:打开QuartusII,选择File—New Project Wizard,创建新工程,出现图示对话框,点击Next;
上传时间: 2013-10-18
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基于Actel FPGA 的双端口RAM 设计双端口RAM 芯片主要应用于高速率、高可靠性、对实时性要求高的场合,如实现DSP与PCI 总线芯片之间的数据交换接口电路等。但普通双端口RAM 最大的缺点是在两个CPU发生竞争时,有一方CPU 必须等待,因而降低了访问效率。IDT 公司推出的专用双端口RAM 芯片解决了普通双端口RAM 内部竞争问题,并融合了中断、旗语、主从功能。它具有存取速度快、功耗低、可完全异步操作、接口电路简单等优点,但缺点也非常明显,那就是价格太昂贵。为解决IDT 专用双端口RAM 芯片的价格过高问题,广州致远电子有限公司推出了一种全新的基于Actel FPGA 的双端口RAM 的解决方案。该方案采用Actel FPGA 实现,不仅具有IDT 专用双端口RAM 芯片的所有性能特点,更是在价格上得到了很大改善,以A3P060双端口RAM 为例,在相同容量(2K 字节)下,其价格仅为IDT 专用芯片的六分之一。
上传时间: 2013-10-19
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用C++编写的双三次样条插值算法
上传时间: 2013-12-20
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