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 題。 1) 時(shí)鐘的快速電平切換將給電路帶來的串?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(shí)來達(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, 無法實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間分辨。 近年來半導(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, 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)過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時(shí)鐘, 再經(jīng)過分相芯片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 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), 不過采樣 點(diǎn)依次相差90°相位。通過存儲(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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AT89C2051驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的電路和源碼:AT89C2051驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)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(shí)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(shí)間： 2014-01-09
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MCS-51系列單片機(jī)指令A(yù)表MCS-51系列單片機(jī)指令d表MCS-51系列單片機(jī)指令c表MCS-51系列單片機(jī)指令i表MCS-51系列單片機(jī)指令j表MCS-51系列單片機(jī)指令l表MCS-51系列單片機(jī)指令m表MCS-51系列單片機(jī)指令n表MCS-51系列單片機(jī)指令i表MCS-51系列單片機(jī)指令s表MCS-51系列單片機(jī)指令x表
上傳時(shí)間： 2014-03-27
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51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)(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() */
標(biāo)簽： 51單片機(jī) 驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī) C語言
上傳時(shí)間： 2013-11-09
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當(dāng)許多編程人員從事這項(xiàng)工作但又不使用源代碼管理工具時(shí)，源代碼管理幾乎不可能進(jìn)行。Visual SourceSafe是Visual Basic的企業(yè)版配備的一個(gè)工具，不過這個(gè)工具目的是為了保留一個(gè)內(nèi)部應(yīng)用版本，不向公眾發(fā)布（應(yīng)當(dāng)說明的是，M i c r o s o f t并沒有開發(fā)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(yùn)行情況和在生產(chǎn)環(huán)境中安裝 Visual SourceSafe的進(jìn)程都沒有詳細(xì)的文字說明。另外，Visual SourceSafe像大多數(shù)M i c r o s o f t應(yīng)用程序那樣經(jīng)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(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)。例如，Visual SourceSafe的三個(gè)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(xiàng)不是放在最合適的菜單上。在程序開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)Visual SourceSafe時(shí)存在的復(fù)雜性，加上它的非標(biāo)準(zhǔn)化外觀和文檔資料的不充分，使得許多人無法實(shí)現(xiàn)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(shù)人員無法啟動(dòng)Visual SourceSafe并使之運(yùn)行，其中有一位是管理控制系統(tǒng)項(xiàng)目師。盡管如此，Visual SourceSafe仍然不失為一個(gè)很好的工具，如果你花點(diǎn)時(shí)間將它安裝在你的小組工作環(huán)境中，你一定會(huì)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(dǎo)原則來幫助你創(chuàng)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(xiàng)目和開發(fā)小組所需的資源量，這個(gè)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(shí)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(biāo)簽： L. Professor algorithm developed
上傳時(shí)間： 2014-12-21
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二: 普通計(jì)算器的設(shè)計(jì)說明: 1 普通計(jì)算器的主要功能(普通計(jì)算與逆波蘭計(jì)算): 1.1主要功能: 包括 a普通加減乘除運(yùn)算及帶括號(hào)的運(yùn)算 b各類三角與反三角運(yùn)算（可實(shí)現(xiàn)角度與弧度的切換） c邏輯運(yùn)算， d階乘與分解質(zhì)因數(shù)等 e各種復(fù)雜物理常數(shù)的記憶功能 f對(duì)運(yùn)算過程的中間變量及上一次運(yùn)算結(jié)果的儲(chǔ)存. G 定積分計(jì)算器（只要輸入表達(dá)式以及上下限就能將積分結(jié)果輸出） H 可編程計(jì)算器（只要輸入帶變量的表達(dá)式后，再輸入相應(yīng)的變量的值就能得到相應(yīng)的結(jié)果） I 二進(jìn)制及八進(jìn)制的計(jì)算器 j十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的功能。 *k (附帶各種進(jìn)制間的轉(zhuǎn)化器)。 L幫助與階乘等附屬功能
標(biāo)簽： 運(yùn)算 1.1 計(jì)算器 計(jì)算
上傳時(shí)間： 2013-11-26
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給定n 個(gè)物品, 物品i重為wi 并且價(jià)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(jià)值的物品的子集且它的容量 ≤W ． 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2015-04-21
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最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)問題 設(shè)某一機(jī)器由n個(gè)部件組成，每一種部件都可以從m個(gè)不同的供應(yīng)商處購得。設(shè)w(i,j)是從供應(yīng)商j處購得的部件i的重量,C(i,j)是相應(yīng)的價(jià)格。 設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)先列式分支限界法，給出總價(jià)格不超過c的最小重量機(jī)器設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： 機(jī)器 設(shè)計(jì)問題 部件
上傳時(shí)間： 2014-01-22
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