FPGA那些事兒--TimeQuest靜態時序分析REV7.0，FPGA開發必備技術資料--262頁。前言這是筆者用兩年構思準備一年之久的筆記，其實這也是筆者的另一種挑戰。寫《工具篇I》不像寫《Verilog HDL 那些事兒》系列的筆記一樣，只要針對原理和HDL 內容作出解釋即可，雖然《Verilog HDL 那些事兒》夾雜著許多筆者對Verilog 的獨特見解，不過這些內容都可以透過想象力來彌補。然而《工具篇I》需要一定的基礎才能書寫。兩年前，編輯《時序篇》之際，筆者忽然對TimeQuest 產生興趣，可是筆者當時卻就連時序是什么也不懂，更不明白時序有理想和物理之分，為此筆者先著手理想時序的研究。一年后，雖然已掌握解理想時序，但是筆者始終覺得理想時序和TimeQuest 之間缺少什么，這種感覺就像磁極不會沒有原因就相互吸引著？于是漫長的思考就開始了... 在不知不覺中就寫出《整合篇》。HDL 描述的模塊是軟模型，modelsim 仿真的軟模型是理想時序。換之，軟模型經過綜合器總綜合以后就會成為硬模型，也是俗稱的網表。而TimeQuest 分析的對象就是硬模型的物理時序。理想時序與物理時序雖然與物理時序有顯明的區別，但它們卻有黏糊的關系，就像南極和北極的磁性一樣相互作用著。編輯《工具篇I》的過程不也是一番風順，其中也有擱淺或者靈感耗盡的情況。《工具篇I》給筆者最具挑戰的地方就是如何將抽象的概念，將其簡化并且用語言和圖形表達出來。讀者們可要知道《工具篇I》使用許多不曾出現在常規書的用詞與概念... 但是，不曾出現并不代表它們不復存在，反之如何定義與實例化它們讓筆者興奮到夜夜失眠。《工具篇 I》的書寫方式依然繼承筆者往常的筆記風格，內容排版方面雖然給人次序不一的感覺，不過筆者認為這種次序對學習有最大的幫助。編輯《工具篇I》辛苦歸辛苦，但是筆者卻很熱衷，心情好比小時候研究新玩具一般，一邊好奇一邊疑惑，一邊學習一邊記錄。完成它讓筆者有莫民的愉快感，想必那是筆者久久不失的童心吧！？
標簽： FPGA TimeQues 靜態時序分析 Verilog HDL
上傳時間： 2022-05-02
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電子產品的設計一般先從功能框圖開始，然后細化到原理圖，還要經過很復雜和繁瑣的調試驗證過程，最終才能完成。為了驗證原理圖的正確性，都要焊接實驗板（樣板），或使用易于插件的“面包板”，每個節點都必須正確和可靠，連接或焊接過程都是細致而耗時的工作，在器件很多時幾乎是不可能完成的任務，而每次調整都要打樣，耗時長而成本高，在設計集成電路時更是如此，急需在制造之前驗證集成電路的功能。這種現實需要就迫使人們想用他辦法來解決。 根據電路理論，人們可以建立起節點方程和回路方程，通過解這些方程組成的方程組就可以得到結果，也就是說可以通過計算來獲得電路的工作情況。但包含電感、電容等器件的電路形成的是一組微分方程組，人工計算依然是累人的活，而計算機則可以大展身手，通過其強大的存儲、計算和圖形顯示能力就能輕松完成，很快得到結果。基于這種思想，人們開發出電路仿真軟件，通過快速的仿真，代替耗時且累人的反復調測，提高設計速度和效率，也節省了時間和成本。最早、最出色的仿真軟件就是SPICE。SPICE是Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis的縮寫，由美國加利福尼亞大學伯克利(Berkeley)分校的電工和計算機科學系開發，骨干是Ron Rohrer和Larry Nagel，開始是使用FORTRAN語言設計的仿真軟件，用于快速可靠地驗證集成電路中的電路設計以及預測電路的性能。第一個版本SPICE1于1971年推出，通過圍繞晶體管建立電流和電壓變量來仿真電路的行為，稱為模擬仿真或電路級仿真，且只能模擬100個晶體管的電路。1975年SPICE2發布，開始正式實用化，1983年發布的SPICE2G.6在很長時間內都是工業標準，它包含超過15000條FORTRON語句，運行于多種中小型計算機上。1985年SPICE3推出，轉為用C語言開發，易于運行于UNIX工作站，還增加了圖形后處理工具和原理圖工具，提供了更多的器件模型和分析功能。在1988年SPICE被定為美國國家標準。Spice仿真器采用修改的節點分析法來建立電路方程組，提供非線性直流分析，非線性瞬態分析（實域分析）和線性小信號分析（頻域分析）等。其中瞬態分析是最費時的驗證方法，通常是利用數值積分法把非線性微分方程變成一組代數方程組，然后用高斯消去法來求解，因為這些線性方程僅僅在積分時刻點是有效的，而隨著仿真器進展到下一個積分步長，積分方法必須重復來得到新的線性方程組，如果信號變化得特別快，積分步長應該取得非常小以便積分方法能收斂到正確的解，因此瞬態分析需要大量的數學操作。隨著SPICE的發布，其他一些機構也加入研究行列，更有一些軟件供應商也看中這個商機，紛紛推出基于SPICE3的各種商業軟件，如XSPICE、PSPICE、ISSPICE、T-SPICE、HSPICE等等，功能更強，更方便使用，使SPICE成為電子電路仿真的主流軟件，一些軟件公司也是通過SPICE相關軟件得到發展，并逐漸成為現在的EDA軟件公司，成為知識創造財富的實例。因為SPICE仿真需要相關的元器件仿真模型庫，還催生了依靠提供器件模型為生的公司和個人，但中國人都樂于奉獻，沒錢當然不會買，這種公司在中國是無法存在的（http://www.aeng.com/spicemodeling.asp ）。SPICE軟件也有一定局限性，有些電路無法仿真或仿真時因不能收斂而失敗，特別是用于數模混合電路及脈沖電路時尤其如此。就算通過仿真，最終還是要通過實際制作電路板調試和驗證，仿真只是使這個過程大大縮短，次數大大減少，也就降低了成本。軟件能提高效率和降低成本，所以就有相應的價值，但中國人的人工費低廉而有的是時間，干得好干得快才讓人討厭，軟件在中國也就不值錢了。
上傳時間： 2022-05-25
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自1995年美國推出世界上第一臺Unimate型機器人以來，工業機器人的數量在世界范圍內不斷增長，焊接從一開始就是工業機器人應用最重要的領域之一，焊接機器人能顯著提高焊接質量和工作效率，減輕工人的勞動強度，降低生產成本和對工人操作技術的要求，它的廣泛應用和國產化、產業化，對實現我國在21世紀前半葉成為世界制造強國的目標具有非常重要的意義。本文針對一臺6R焊接機器人，系統分析了其動力學性能和結構特性。首先運用D-H方法，建立了該機器人的連桿坐標系，在此基礎上，推導了機器人的運動學正反解、求解了機器人的雅可比矩陣；對機器人進行了詳細的靜力學、動力學分析：利用Robotic Toolbox和IMatlab編程實現了機器人的運動學可視化仿真，直觀地反映了機器人各關節變量與末端位姿矩陣之間的關系，為機器人的三維圖形仿真提供了參考；利用Matiab/Simulink建立了機器人的動力學仿真模型，編制了相應的Matlabi算程序，通過動力學仿真，得到了運動過程中機器人各關節驅動力矩的變化曲線，為合理選擇驅動電機、軸承等關鍵零部件以及機器人的實時和最優控制提供了依據針對機器人操作機的機構優化設計，對機器人關鍵承載部件進行了分析和簡化，建立了關鍵承載部件的有限元分析模型，選取了最危險的受力狀況作為分析工況，對各部件進行了靜力分析，得到了各部件的應力和位移分布，獲得了各部件的最大變形，對機器入局部剛度進行了評價。
標簽： 工業機器人
上傳時間： 2022-05-30
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電力電子技術的發展使電機驅動系統擺脫了常規兩電平逆變器拓撲的限制，電機驅動系統與多電平逆變器的結合成了新的思路。多電平逆變器的輸出電平數多，因此其輸出波形更好，在大容量交流調速系統中優勢明顯。作為多電平逆變器的研究基礎，三電平逆變器應用最為廣泛，而其中首選的是二極管鉗位型三電平逆變器。因此采用二極管鉗位型三電平逆變器驅動PMSM的模型預測控制系統作為研究對象。在PMSM驅動系統中，位置與轉速的檢測是非常重要的，一般采用的方法是通過機械傳感器來進行測量，但這種測量方法在實際應用中有很多缺陷，會降低電機系統的穩定性和可靠性，同時會增加成本。而無速度傳感器技術是通過檢測電機中的電流或電壓，來對電機的實際轉速和位置信息進行估計，這種技術省略了常規使用的機械傳感器，能夠實現電機系統的高精度、高動態性能的控制。因此PMSM的無速度傳感器控制技術成為了近些年的研究熱點。主要研究內容分為以下幾個方面：（1）基于同一Pl轉速調節器，設計三電平逆變器驅動PMSM模型預測轉矩控制系統，與兩電平逆變器驅動PMSMMPTC系統對比，并對兩個系統的運行性能進行對比分析。（2）為進一步提高系統響應性能，克服未知負載轉矩擾動、增強系統魯棒性，設計擴張狀態負載轉矩觀測器，進而得到將負載轉矩觀測器和基于冪函數滑模轉速調節器相結合的復合控制器。（3）設計基于分數階滑模觀測器的PMSMMPCC系統，實現對電機轉速的快速準確估計。
上傳時間： 2022-06-24
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從典型的表面貼裝工廠的實踐來看，半導體失效原因主要分為與材料有關的失效、與工藝有關的失效，以及電學失效。通常與材料和工藝有關的失效發生的較為頻繁，而且失效率很高，但是占有90%以上的失效并不是真正的失效，有經驗的工藝工程師和失效分析工程師可以通過 射線焊點檢測儀、掃描電子顯微鏡、能量分散譜、于同批產品交叉試驗就可以確定失效與否，從而找到真正的原因。本文基于摩托羅拉汽車電子廠的實踐簡要介紹前兩種失效形式，著重研究電學失效的特點和形式，前兩種失效形式往往需要靠經驗來判斷，而電學失效更需要一定的理論知識給與指導分析。電學失效中，首先介紹芯片失效分析手段、分析程序，以及國內外失效分析實驗室設備情況，在電學失效分析中所面臨的最大挑戰是失效點的定位和物理分析，在摩托羅拉汽車電子廠實踐中發現，對產品質量影響最主要的是接孔（Via）失效，它是汽車整車裝配廠客戶的主要抱怨以及影響產品可靠性導致整車召回的主要原因之一。本文基于接孔失效實際案例中的統計數據，討論了接孔失效的失效分布狀態函數，回歸了威布爾曲線，計算出分布參數m和c：在阿列里烏斯（Arhenius）失效模型的基礎上建立了接孔失效模型，并計算模型參數溫度壽命加速因子，從而估算出受器件影響的產品的壽命。本文目的旨在基于表面貼裝工廠的具體芯片失效統計數據，進行實際工程的失效分析，探索企業建立失效分析以控制產品質量、提高產品可靠性的機制
標簽： 半導體芯片
上傳時間： 2022-06-26
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《現代永磁同步電機控制原理及MATLAB仿真》的隨書matlab仿真文件，囊括了各種電機的不同控制算法的仿真模型，對于電機控制的算法理解十分有用。主要內容包括三相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術、三相電壓源逆變器PWM 技術、三相永磁同步電機的直接轉矩控制、三相永磁同步電機的無傳感器控制技術、六相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術、六相電壓源逆變器WM 技術和五相永磁同步電機的數學建模及矢量控制技術等。每種控制技術都通過了MATLAB 仿真建模并進行了仿真分析。
上傳時間： 2022-06-30
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電力系統潮流計算是研究電力系統的重要手段之一。通過電力系統潮流計算，能夠計算出各個節點的電壓和功率分布，檢查節點電壓和潮流分布是否符合要求；同時，能夠分析出合理的潮流分布，從而降低全網絡的網損；除此之外，在正常檢修及特殊運行方式下，還能通過潮流計算得知電廠開機方式，為預想事故、設備退出等情況作出理想的調整方案。為了完成本次設計，需要學習電力系統仿真軟件PSS/E了解其各個功能，學會軟件中數據卡的填寫，以及各個元件的模型。并通過對電力系統穩態書中的簡單例題進行仿真，了解自己學習該軟件的程度。接著通過仿真軟件PSS/E對IEEE39節點系統進行潮流計算，在仿真成功的基礎上，分析改變系統無功功率對系統電壓的影響，改變有功功率對系統電壓相角的影響以及改變變壓器的變比對系統電壓的影響，同時對IEEE39節點系統進行經濟調度，分析如何合理分配發電機的有功出力，降低網損，以達到經濟運行的效果。在分析中，多次用到舉例和對比的方法，大大提高了實驗結果的可靠性。最后通過上述仿真，得到的實驗結論如下：通過調節電力系統的無功功率能夠改善系統節點的電壓；得到了負荷的有功功率與系統電壓的相角的變化關系；得到了變壓器變比與電壓的關系；還得到了不同煤耗率的發電機與其所承擔的負荷的關系，具體參見論文正文。
上傳時間： 2022-06-30
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本書總結了作者多年的教學實踐經驗，將電子線路課程內容與電子線路的計算機輔助分析及設計緊密結合起來，以適應教學改革的需要，全書共 分 為 10 章 ，內容是，緒論，PSp,ee 的主要分析功能 介 紹，電路 元器件和模型，電路宏模 型，半導體器件基礎，模擬集成電路的基本單元電路，反饋放大電路，集成運算放大器及其應用電路，脈沖波形的產生與處理電路，正弦自激振蕩電路。本書從 電子線路的計算機輔助分析 與設 計的基本概念出 發，系統介紹 了用 PSp, ce 教件分析與設計模擬電路的技術與方法，并對摸擬電子線路的主要內容進行了系統、深人的分析計算和總結討論，使讀者不但能夠更探人地學習和理解電子線路課程中各章節的內容，而且能初步掌握電路模擬的方法與技術，為正確使用和設計模擬集成電路，更快地進人電子設計自動化領域打下良好的基礎。本書可作為高等學校電子、通信、自動化類及其它相近專業本科生的教材，也可作為研究生和從事電路與系統設計的科技人員的技術參考書，或者作為電 子線路 CAD 的培訓教材，
上傳時間： 2022-07-10
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本文針對傳統放大器信噪分離能力弱，無法檢測微弱信號這一現狀，設計了一個基于AD630的鎖相放大器。系統以開關式相關器為鎖相放大器的核心部分進行設計，具有電路簡單、運行速度快、線性度高、動態范圍大、抗過載能力強等優點。本文設計的鎖相放大器硬件主要包括信號通道模塊、參考通道模塊、相關器模塊、電源模塊、電壓檢測模塊、顯示模塊等部分。信號通道模塊的輸入級通過并聯多個放大器的方式有效降低了噪聲，通過跟蹤帶通濾波電路提高了信噪比；參考通道模塊包含參考電壓放大器、鎖相環電路和相移器電路三個部分，可以將輸入信號放大10~10000倍：相關器模塊是鎖相放大器的核心部分，采用高信噪比的AD630芯片進行電路設計，包括相敏檢波電路（PSD）和低通濾波電路；電源模塊由集成三端穩壓器構成，通過模擬電源和數字電源隔離的方式有效降低了電源紋波：電壓檢測模塊通過電阻分壓的方式提高了可檢測范圍；顯示模塊為數字電壓表ZF5135-DC2V，直觀顯示被檢測信號。本文利用Altium Designer軟件繪制PCB板對電路進行了測試，結果表明系統能夠準確檢測到uV級別的信號，并且信噪比較高。相位差在0~360°范圍內連續調節時，能夠將較微弱的信號從噪聲的背景中提取出來并進行放大。同時該系統各級電路之間采用直接耦合的方式，對于頻率較低的信號，仍然能進行鎖相放大。設計中對鎖相放大器理想和非理想模型進行了仿真對比，結果表明在未摻雜噪聲時，信號通道將輸入信號放大10倍，相位改變180°。最后根據行為級建模和電路實物焊接兩種方法進一步分析驗證了鎖相放大器的工作機理。
上傳時間： 2022-07-11
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建立了小電流接地系統的仿真模型，利用電磁暫態程序PSCAD/EMTDC全面仿真了不同故障情況對故障穩態和暫態電壓、電流幅值特征和相位特征產生的影響，（這句話太拗口）并得到了相應的零序電壓及零序電流的幅值、相位及波形。通過對仿真數據及波形的進一步分析，得出了小電流接地系統發生單相接地故障時的運行特點，驗證了小電流接地故障穩態和暫態分析理論的科學性、合理性。為了提取配電網單相接地故障選線和故障測距的暫態故障特征量，基于PSCAD/EMTDC的仿真環境，搭建了小電流接地系統的配電網絡仿真模型并綜合考慮不同短路時刻、不同接地電弧電阻、不同故障距離和線路長度等多個因素，對配電網小電流接地系統的單相接地故障進行了大量仿真。在配電網單相接地短路故障后的第1個工頻周波（0~0.02s）內故障線路的零序電流包絡線的變化速度比非故障線路變化緩慢，包絡面積大，但與非故障線路首半波極性相反。仿真分析表明此暫態特性不受短路時刻、電弧電阻、故障距離和消弧線圈被償度的影響，為單相接地故障選線和故障測距的研究提供了理論依據。
上傳時間： 2022-07-22
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