現場可編程門陣列(FPGA)是一種可實現多層次邏輯器件。基于SRAM的FPGA結構由邏輯單元陣列來實現所需要的邏輯函數。FPGA中,互連線資源是預先定制的,這些資源是由各種長度的可分割金屬線,緩沖器和.MOS管實現的,所以相對于ASIC中互連線所占用的面積更大。為了節省芯片面積,一般都采用單個MOS晶體管來連接邏輯資源。MOS晶體管的導通電阻可以達到千歐量級,可分割金屬線段的電阻相對于MOS管來說是可以忽略的,然而它和地之間的電容達到了0.1pf[1]。為了評估FPGA的性能,用HSPICE仿真模型雖可以獲得非常精確的結果,但是基于此模型需要花費太多的時間。這在基于時序驅動的工藝映射和布局布線以及靜態時序分析中都是不可行的。于是,非常迫切地需要一種快速而精確的模型。 FPGA中連接盒、開關盒都是由MOS管組成的。FPGA中的時延很大部分取決于互連,而MOS傳輸晶體管在互連中又占了很大的比重。所以對于MOS管的建模對FPGA時延估算有很大的影響意義。對于MOS管,Muhammad[15]采用導通電阻來代替MOS管,然后用。Elmore[3]時延和Rubinstein[4]時延模型估算互連時延。Elmore時延用電路的一階矩來近似信號到達最大值50%時的時延,而Rubinstein也是通過計算電路的一階矩估算時延的上下邊界來估算電路的時延,然而他們都是用來計算RC互連時延。傳輸管是非線性器件,所以沒有一個固定的電阻,這就造成了Elmore時延和Rubinstein時延模型的過于近似的估算,對整體評估FPGA的性能帶來負面因素。 本論文提出快速而精確的現場可編程門陣列FPGA中的互連資源MOS傳輸管時延模型。首先從階躍信號推導出適合50%時延的等效電阻模型,然后在斜坡輸入的時候,給出斜坡輸入時的時延模型,并且給出等效電容的計算方法。結果驗證了我們精確的時延模型在時間上的開銷少的性能。 在島型FPGA中,單個傳輸管能夠被用來作為互連線和互連線之間的連接,或者互連線和管腳之間的連接,如VPR把互連線和管腳作為布線資源,管腳只能單獨作為輸入或者輸出管腳,以致于它們不是一個線網的起點就是線網的終點。而這恰恰忽略了管腳實際在物理上可以作為互連線來使用的情況(VPR認為dogleg現象本身對性能提高不多)。本論文通過對dogleg現象進行了探索,并驗證了在使用SUBSET開關盒的情況下,dogleg能提高FPGA的布通率。
上傳時間: 2013-07-24
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現場可編程門陣列(FPGA)能夠減少電子系統的開發風險和開發成本,縮短上市時間,降低維護升級成本,故廣泛地應用在電子系統中。最新的FPGA都采用了層次化的布線資源結構,與以前的結構發生了很大的變化。由于FPGA布線資源的固定性和有限性,因此需要開發適用于這種層次化的FPGA結構并提高布線資源有效利用率的布線算法。同時由于晶體管尺寸的不斷減小,有必要在FPGA布線算法中考慮功耗和時序問題。 本論文所作的研究工作主要包括:提出一種基于Tile的FPGA結構描述方法,對FPGA功耗模型和時序模型進行了研究,實現了考慮FPGA功耗、布線資源利用率的布線算法。 在FPGA結構描述方面,本文在分析現代商用FPGA層次化結構及學術上對FPGA描述方法的基礎上,提出一種基于Tile的FPGA結構描述。由于基本Tile的重復性,采用該方法可以簡化FPGA結構的描述,同時由于該方法是以硬件結構為根據,為FPGA軟硬件提供了簡單而靈活的接口,該方法在原型系統中測試證明是正確的。 在FPGA功耗模型方面,本文研究了ASIC中關于電路功耗計算的基本方法,并將其應用到FPGA功耗分析中。在模型中的采用了混合的功耗模型,包括動態功耗模型和靜態功耗模型。動態功耗的計算采用基于節點狀態轉換率的開關級動態功耗計算和邏輯塊宏模型,靜態功耗則采用基于公式計算的晶體管漏電功耗模型和邏輯塊基于仿真的LUT/MUX表達式計算模型。這些功耗模型將運用到我們后面的功耗計算和基于功耗驅動的布線算法中。 在FPGA布線算法研究和實現方面,本文在介紹基本的搜索算法之后,介紹了將FPGA硬件結構轉變為FPGA布線程序可識別的布線資源圖的方法,并將基本的搜索算法運用的FPGA布線資源圖上,實現FPGA的基于布通率的布線算法。在此基礎上,借鑒了FPGA時序分析方法,將時序分析作為布線算法的一子模塊,對基于時序的布線算法進行了研究;同時采用了FPGA功耗模型,在布線算法實現中考慮了動態功耗的問題。最后在布線算法中實現兩種啟發式策略以提高可布線資源有效利用率。
上傳時間: 2013-04-24
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論文設計了一種FPGA結構描述方法,解決了FPGA建模問題。FPGA結構描述方法包含邏輯單元信息,互連線信息等10部分。當采用不同的FPGA芯片進行布局布線時,只需要使用結構描述方法重新定義這種FPGA芯片的結構,不需要改變布局布線工具。 為了配合FPGA編程下載,論文改進了劃分網表算法,能夠生成LUT配置信息文件。改進了布局布線算法,能夠支持更多的商用FPGA結構特征,開發的布局布線工具在可布通性上和VPR接近,布局階段能夠減少21%的邏輯單元交換次數,它在布局布線之后生成內部連接信息,布局信息和布線信息。這些信息提供給布局布線的下一階段編程下載必要的支持,可以生成位流文件下載到FPGA中。
上傳時間: 2013-07-29
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很多網友渴望自己設計電路原理圖(SCH)、電路板(PCB),同時希望從原始SCH到PCB自動布線、再到成品PCB電路板的設計周期可以縮短到1天以內!是不是不可能呢?當然不是,因為現在的EDA軟件已經達到了幾乎無所不能的地步!由于電子很重實踐,可以說,不曾親自設計過PCB電路板的電子工程師,幾乎是不可想象的。 很多電子愛好者都有過學習PROTEL的經歷,本人也是一樣,摸索的學習,耐心的體會,充分的體會什么是成功之母。不希望大家把不必要的時間浪費在學習PROTEL的初期操作上,在這里做這個教程是為了給渴望快速了解和操作PROTEL的初學者們一個走捷徑的機會,教程大家都可以看到,可以省走很多不必要的彎路及快速建立信心,網絡的魅力之一就在于學習的效率很高。由于本人的水平很有限,所以教程做的比較淺,就是教大家:1.畫畫簡單的原理圖(SCH)2.學會創建SCH零件 2.把原理圖轉換成電路板(PCB) 3.對PCB進行自動布線 4.學會創建PCB零件庫 5.學會一些常用的PCB高級技巧。鑒于此,如果您這方面已經是水平很高的專業人士,無需看此教程。 同時也愿這些簡單的圖片教程可以使大家在今后的電子電路設計之路上所向披靡。 關于教程涉及軟件版本:此教程采用的樣板軟件是PROTEL99SE漢化版,99SE是PROTEL家族中目前最穩定的版本,功能強大。采用了*.DDB數據庫格式保存文件,所有同一工程相關的SCH、PCB等文件都可以在同一*.DDB數據庫中并存,非常科學,利于集體開發和文件的有效管理。還有一個優點就是自動布線引擎很強大。在雙面板的前提下,可以在很短的時間內自動布通任何的超復雜線路! 關于軟件的語言:采用的是主菜單漢化版,有少量的深層對話框是英文的,重要的細節部分都在教程中作了中文注釋,希望大家不要對少量的英文抱有恐懼的心理,敢于勝利是學習的一個前提。再就是不要太急于求成,有一顆平常心可以避免欲速則不達的問題。我可以向大家保證,等大家學會了自動布線,就會對設計PCB信心百倍。 5天(每天2小時),你就可以搞定PROTEL99SE的常規操作了。
上傳時間: 2013-11-18
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Altium Designer 6 三維元件庫建模教程 文檔名稱:AD系列軟件三維元件庫建模教程 文檔描述:介紹在 AltiumDesigner集成開發平臺下三維模型建立和使用方法 文檔版本:V1.0 作 者:林加添(lineay) 編寫時間:2009 年1 月 QQ:181346072 第一章:介紹 在傳統的電子整機設計過程中,電路設計部門和結構設計部門(或者由外部設計工作室設計)往往是被分為 兩個完全獨立的部門,因此在新產品開發過程中,都是結構設計好了,然后出內部 PCB 位置圖給 PCB 工程師, 而結構工程師并不了解電路設計過程中一些要點。對 PCB布局一些高度較高元器件位置很多并不符合 PCB 工程 師電路設計的要求。以至 PCB 工程師不得不將就結構工程師所設計的元件布局。最后產品出來時,因為 PCB 布 局不合理等各種因素,問題百出。這不僅影響產品開發速度。也會導致企業兩部門之間發生沖突。 然而目前國內大多的電子企業都是停留于這種狀態,關鍵原因目前電路部門和結構部門沒有一個有效、快捷 的軟件協作接口來幫助兩個部分之間更好協調工作、來有效提高工作效率。而面對競爭日益激烈的市場。時間就 是金錢,產品開發周期加長而導致開發成本加劇,也延誤了產品上市的時間。這不僅降低了企業在市場的競爭力 也加速了企業倒退的步伐。對于企業來說,都希望有一個有效的協調接口來加速整機的開發速度,從而提高產品
上傳時間: 2013-10-22
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針對手機的高頻和射頻,說明手機PCB布板時的注意事項。
上傳時間: 2013-11-15
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解決EMI問題的辦法很多,現代的EMI抑制方法包括:利用EMI抑制涂層、選用合適的EMI抑制零配件和EMI仿真設計等。本文從最基本的PCB布板出發,討論PCB分層堆疊在控制EMI輻射中的作用和設計技巧。
上傳時間: 2013-10-09
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制作單面印制電路板,根據電路的需要選用合適的敷銅板材料,對于一般條件要求不高的民用產品,如收音機、電視機、電子儀器、儀表等,選用酚醛紙基敷銅板制作,也可選用環氧紙基或環氧玻璃布敷銅箔板的。
標簽: 電路板
上傳時間: 2013-10-13
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工藝流程波峰焊中的成型工作,是生產過程中效率最低的部分之一,相應帶來了靜電損壞風險并使交貨期延長,還增加了出錯的機會。雙面貼裝A面布有大型IC器件,B面以片式元件為主充分利用PCB空間,實現安裝面積最小化,效率高單面混裝* 如果通孔元件很少,可采用回流焊和手工焊的方式一面貼裝、另一面插裝* 如果通孔元件很少,可采用回流焊和手工焊的方式
上傳時間: 2013-11-14
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PCB 布線原則連線精簡原則連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求線條簡單明了,特別是在高頻回路中,當然為了達到阻抗匹配而需要進行特殊延長的線就例外了,例如蛇行走線等。安全載流原則銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決于以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標準),可以根據這個基本的關系對導線寬度進行適當的考慮。印制導線最大允許工作電流(導線厚50um,允許溫升10℃)導線寬度(Mil) 導線電流(A) 其中:K 為修正系數,一般覆銅線在內層時取0.024,在外層時取0.048;T 為最大溫升,單位為℃;A 為覆銅線的截面積,單位為mil(不是mm,注意);I 為允許的最大電流,單位是A。電磁抗干擾原則電磁抗干擾原則涉及的知識點比較多,例如銅膜線的拐彎處應為圓角或斜角(因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。一、 通常一個電子系統中有各種不同的地線,如數字地、邏輯地、系統地、機殼地等,地線的設計原則如下:1、 正確的單點和多點接地在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHZ,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHZ 時,如果采用一點接地,其地線的長度不應超過波長的1/20,否則應采用多點接地法。2、 數字地與模擬地分開若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應盡量使它們分開。一般數字電路的抗干擾能力比較強,例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V,CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍,而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常,所以這兩類電路應該分開布局布線。3、 接地線應盡量加粗若接地線用很細的線條,則接地電位會隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm 以上。4、 接地線構成閉環路只由數字電路組成的印制板,其接地電路布成環路大多能提高抗噪聲能力。因為環形地線可以減小接地電阻,從而減小接地電位差。二、 配置退藕電容PCB 設計的常規做法之一是在印刷板的各個關鍵部位配置適當的退藕電容,退藕電容的一般配置原則是:?電電源的輸入端跨½10~100uf的的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采Ó100uf以以上的電解電容器抗干擾效果會更好¡���?原原則上每個集成電路芯片都應布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可Ã4~8個個芯片布置一¸1~10uf的的鉭電容(最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感,最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容)。���?對對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,ÈRA、¡ROM存存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容¡���?電電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線¡三¡過過孔設¼在高ËPCB設設計中,看似簡單的過孔也往往會給電路的設計帶來很大的負面效應,為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到£���?從從成本和信號質量兩方面來考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。例如¶6- 10層層的內存模¿PCB設設計來說,選Ó10/20mi((鉆¿焊焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使Ó8/18Mil的的過孔。在目前技術條件下,很難使用更小尺寸的過孔了(當孔的深度超過鉆孔直徑µ6倍倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗¡���?使使用較薄µPCB板板有利于減小過孔的兩種寄生參數¡���? PCB板板上的信號走線盡量不換層,即盡量不要使用不必要的過孔¡���?電電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好¡���?在在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地過孔¡四¡降降低噪聲與電磁干擾的一些經Ñ?能能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關鍵地方¡?可可用串一個電阻的方法,降低控制電路上下沿跳變速率¡?盡盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,ÈRC設設置電流阻尼¡?使使用滿足系統要求的最低頻率時鐘¡?時時鐘應盡量靠近到用該時鐘的器件,石英晶體振蕩器的外殼要接地¡?用用地線將時鐘區圈起來,時鐘線盡量短¡?石石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線¡?時時鐘、總線、片選信號要遠ÀI/O線線和接插件¡?時時鐘線垂直ÓI/O線線比平行ÓI/O線線干擾小¡? I/O驅驅動電路盡量靠½PCB板板邊,讓其盡快離¿PC。。對進ÈPCB的的信號要加濾波,從高噪聲區來的信號也要加濾波,同時用串終端電阻的辦法,減小信號反射¡? MCU無無用端要接高,或接地,或定義成輸出端,集成電路上該接電源、地的端都要接,不要懸空¡?閑閑置不用的門電路輸入端不要懸空,閑置不用的運放正輸入端接地,負輸入端接輸出端¡?印印制板盡量使Ó45折折線而不Ó90折折線布線,以減小高頻信號對外的發射與耦合¡?印印制板按頻率和電流開關特性分區,噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠一些¡?單單面板和雙面板用單點接電源和單點接地、電源線、地線盡量粗¡?模模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數字電路信號線,特別是時鐘¡?對¶A/D類類器件,數字部分與模擬部分不要交叉¡?元元件引腳盡量短,去藕電容引腳盡量短¡?關關鍵的線要盡量粗,并在兩邊加上保護地,高速線要短要直¡?對對噪聲敏感的線不要與大電流,高速開關線并行¡?弱弱信號電路,低頻電路周圍不要形成電流環路¡?任任何信號都不要形成環路,如不可避免,讓環路區盡量小¡?每每個集成電路有一個去藕電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容¡?用用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲能電容,使用管狀電容時,外殼要接地¡?對對干擾十分敏感的信號線要設置包地,可以有效地抑制串擾¡?信信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應大于所有器件的標稱延遲時間¡環境效應原Ô要注意所應用的環境,例如在一個振動或者其他容易使板子變形的環境中采用過細的銅膜導線很容易起皮拉斷等¡安全工作原Ô要保證安全工作,例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值,高壓線應圓滑,不得有尖銳的倒角,否則容易造成板路擊穿等。組裝方便、規范原則走線設計要考慮組裝是否方便,例如印制板上有大面積地線和電源線區時(面積超¹500平平方毫米),應局部開窗口以方便腐蝕等。此外還要考慮組裝規范設計,例如元件的焊接點用焊盤來表示,這些焊盤(包括過孔)均會自動不上阻焊油,但是如用填充塊當表貼焊盤或用線段當金手指插頭,而又不做特別處理,(在阻焊層畫出無阻焊油的區域),阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指,容易造成誤解性錯誤£SMD器器件的引腳與大面積覆銅連接時,要進行熱隔離處理,一般是做一¸Track到到銅箔,以防止受熱不均造成的應力集Ö而導致虛焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的過孔時,必須做一個孔蓋,以防止焊錫流出等。經濟原則遵循該原則要求設計者要對加工,組裝的工藝有足夠的認識和了解,例È5mil的的線做腐蝕要±8mil難難,所以價格要高,過孔越小越貴等熱效應原則在印制板設計時可考慮用以下幾種方法:均勻分布熱負載、給零件裝散熱器,局部或全局強迫風冷。從有利于散熱的角度出發,印制板最好是直立安裝,板與板的距離一般不應小Ó2c,,而且器件在印制板上的排列方式應遵循一定的規則£同一印制板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列,發熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集³電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上(入口處),發熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規模集成電路等)放在冷卻Æ流最下。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印刷板上方布置£以便減少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域(如設備的µ部),千萬不要將它放在發熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局¡設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動的路徑,合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式,可以有效地降低印制電路的溫升。此外通過降額使用,做等溫處理等方法也是熱設計中經常使用的手段¡
上傳時間: 2013-11-24
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