摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統時鐘頻率的升高。我們的系統設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 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, 使整個系統所需要的電流增大, 發 熱量增多, 對系統的穩定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統時鐘頻率應在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 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統 ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統時鐘為80MHz 的采 集系統達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
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AT89C2051驅動步進電機的電路和源碼:AT89C2051驅動步進電機的電路和源碼 程序:stepper.c stepper.hex/* * STEPPER.C * sweeping stepper's rotor cw and cww 400 steps * Copyright (c) 1999 by W.Sirichote */＃i nclude c:\mc5151io.h /* include i/o header file */ ＃i nclude c:\mc5151reg.hregister unsigned char j,flag1,temp; register unsigned int cw_n,ccw_n;unsigned char step[8]={0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x90} #define n 400/* flag1 mask byte 0x01 run cw() 0x02 run ccw() */main(){ flag1=0; serinit(9600); disable(); /* no need timer interrupt */ cw_n = n; /* initial step number for cw */ flag1 |=0x01; /* initial enable cw() */while(1){ { tick_wait(); /* wait for 10ms elapsed */energize(); /* round-robin execution the following tasks every 10ms */ cw(); ccw(); } }}cw(){ if((flag1&0x01)!=0) { cw_n--; /* decrement cw step number */ if (cw_n !=0) j++; /* if not zero increment index j */ else {flag1&=~0x01; /* disable cw() execution */ ccw_n = n; /* reload step number to ccw counter */ flag1 |=0x02; /* enable cww() execution */ } }
上傳時間： 2013-11-21
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The CAT9555 is a CMOS device that provides 16-bitparallel input/output port expansion for I²C and SMBuscompatible applications. These I/O expanders providea simple solution in applications where additional I/Osare needed: sensors, power switches, LEDs,pushbuttons, and fans.
上傳時間： 2014-01-09
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MCS-51系列單片機指令A表MCS-51系列單片機指令d表MCS-51系列單片機指令c表MCS-51系列單片機指令i表MCS-51系列單片機指令j表MCS-51系列單片機指令l表MCS-51系列單片機指令m表MCS-51系列單片機指令n表MCS-51系列單片機指令i表MCS-51系列單片機指令s表MCS-51系列單片機指令x表
上傳時間： 2014-03-27
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51單片機驅動步進電機(含電路圖和源程序代碼） 源程序:stepper.c stepper.hex /* * STEPPER.C * sweeping stepper's rotor cw and cww 400 steps * Copyright (c) 1999 by W.Sirichote */ ＃i nclude c:\mc5151io.h /* include i/o header file */ ＃i nclude c:\mc5151reg.h register unsigned char j,flag1,temp; register unsigned int cw_n,ccw_n; unsigned char step[8]={0x80,0xc0,0x40,0x60,0x20,0x30,0x10,0x90} #define n 400 /* flag1 mask byte 0x01 run cw() 0x02 run ccw() */
上傳時間： 2013-11-09
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當許多編程人員從事這項工作但又不使用源代碼管理工具時，源代碼管理幾乎不可能進行。Visual SourceSafe是Visual Basic的企業版配備的一個工具，不過這個工具目的是為了保留一個內部應用版本，不向公眾發布（應當說明的是，M i c r o s o f t并沒有開發Visual SourceSafe，它是M i c r o s o f t公司買來的） 。雖然Visual SourceSafe有幫助文本可供參考，但該程序的一般運行情況和在生產環境中安裝 Visual SourceSafe的進程都沒有詳細的文字說明。另外，Visual SourceSafe像大多數M i c r o s o f t應用程序那樣經過了很好的修飾，它包含的許多功能特征和物理特征都不符合 Microsoft Wi n d o w s應用程序的標準。例如，Visual SourceSafe的三個組件之一（Visual SourceSafe Administrator）甚至連F i l e菜單都沒有。另外，許多程序的菜單項不是放在最合適的菜單上。在程序開發環境中實現Visual SourceSafe時存在的復雜性，加上它的非標準化外觀和文檔資料的不充分，使得許多人無法實現和使用 Visual SourceSafe。許多人甚至沒有試用 Vi s u a l S o u r c e S a f e的勇氣。我知道許多高水平技術人員無法啟動Visual SourceSafe并使之運行，其中有一位是管理控制系統項目師。盡管如此，Visual SourceSafe仍然不失為一個很好的工具，如果你花點時間將它安裝在你的小組工作環境中，你一定會為此而感到非常高興。在本章中我并不是為你提供一些指導原則來幫助你創建更好的代碼，我的目的是告訴你如何使用工具來大幅度減少管理大型項目和開發小組所需的資源量，這個工具能夠很容易處理在沒有某種集成式解決方案情況下幾乎無法處理的各種問題。
上傳時間： 2013-10-24
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This algorithm was developed by Professor Ronald L. Rivest of MIT and can be found presented in several languages. What I provide to you here is a C++ derivative of the original C implementation of Professor Rivets. The library code itself is platform-independant and has been tested in Redhat Linux. I ve included the sample code and makefile that I used for the Linux test. The demo, however, was written with Visual C++ 6 on a Windows 2000 platform.
標簽： L. Professor algorithm developed
上傳時間： 2014-12-21
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二: 普通計算器的設計說明: 1 普通計算器的主要功能(普通計算與逆波蘭計算): 1.1主要功能: 包括 a普通加減乘除運算及帶括號的運算 b各類三角與反三角運算（可實現角度與弧度的切換） c邏輯運算， d階乘與分解質因數等 e各種復雜物理常數的記憶功能 f對運算過程的中間變量及上一次運算結果的儲存. G 定積分計算器（只要輸入表達式以及上下限就能將積分結果輸出） H 可編程計算器（只要輸入帶變量的表達式后，再輸入相應的變量的值就能得到相應的結果） I 二進制及八進制的計算器 j十六進制轉化為十進制的功能。 *k (附帶各種進制間的轉化器)。 L幫助與階乘等附屬功能
上傳時間： 2013-11-26
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給定n 個物品, 物品i重為wi 并且價值為 vi ，背包所能承載的最大容量為 W. 0-1 背包問題即是選擇含有著最大總價值的物品的子集且它的容量 ≤W ． 用動態規劃實現
上傳時間： 2015-04-21
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最小重量機器設計問題 設某一機器由n個部件組成，每一種部件都可以從m個不同的供應商處購得。設w(i,j)是從供應商j處購得的部件i的重量,C(i,j)是相應的價格。 設計一個優先列式分支限界法，給出總價格不超過c的最小重量機器設計。
上傳時間： 2014-01-22
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