基于高速串行总线的电路交换开关模块的设计与实现

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高速串行通信技术的发展、设计及应用

高速串行通信技术的发展、设计及应用

随着对信息流量需求的不断增长,传统并行接口技术成为进一步提高数据传输速率的瓶颈。

过去主要用于光纤通信的串行通信技术——SERDES正在取代传统并行总线而成为高速接口技术的主流。

本文阐述了介绍SERDES收发机的组成和设计,并展望了这种高速串行通信技术的广阔应用前景。

SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。

它是一种时分多路复用(TDM)、点对点的通信技术,即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号,经过传输媒体(光缆或铜线),最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。

这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量,减少所需的传输信道和器件引脚数目,从而大大降低通信成本。

SERDES技术最早应用于广域网(WAN)通信。

国际上存在两种广域网标准:一种是SONET,主要通行于北美;另一种是SDH,主要通行于欧洲。

这两种广域网标准制订了不同层次的传输速率。

目前万兆(OC-192)广域网已在欧美开始实行,中国大陆已升级到2.5千兆(OC-48)水平。

SERDES技术支持的广域网构成了国际互联网络的骨干网。

SERDES技术同样应用于局域网(LAN)通信。

因为SERDES技术主要用来实现ISO模型的物理层,SERDES通常被称之为物理层(PHY)器件。

以太网是世界上最流行的局域网,其数据传输速率不断演变。

IEEE在2002年通过的万兆以太网标准,把局域网传输速率提高到了广域网的水平,并特意制订了提供局域网和广域网无缝联接的串行WAN PHY。

与此同时,SERDES技术也广泛应用于不断升级的存储区域网(SAN),例如光纤信道。

随着半导体技术的迅速发展,计算机的性能和应用取得了长足进步。

可是,传统并行总线技术——PCI 却跟不上处理器和存储器的进步而成为提高数据传输速率的瓶颈。

新一代PCI标准PCI Express正是为解决计算机IO瓶颈而提出的(见表1)。

基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现_高毅

基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现_高毅

收稿日期: 2009-11-30
修订日期: 2009-07-12
作者简介: 高 毅( 1983 - ) ,女,陕西西安人,硕士研究生,研究方向为高性能数据信号处理。
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航空计算技术
第 40 卷 第 3 期
2. 2 RapidIO 的主要协议 2. 2. 1 包控制与符号
RapidIO 的传输操作基于请求和响应机制,系统端 点器件之间基本的通信单元是包。发起者发出传输请 求,请求包被传输到相邻的交换器件,进入交换机构, 通过交换机构完整的请求包被传输到目标器件; 目标 器件根据请求完成响应操作,发送响应包,响应包再经 过交换机构回到发起者,完成一个完整的传输过程。
其中,RapidIO 是一种高性能低引脚数基于报文交 换的互连体系结构,具有高带宽、低延时、高效率、高可 靠性等优点,能够为高性能嵌入式系统内部互连通信 提供良好的解决方案。本文讨论的重点是设计和实现 能满足嵌入式数字信号并行处理技术发展趋势的串行 RapidIO 协议包交换模块。
连器件引脚数的增加,封装尺寸的增加,占用印制板面 积的增加等,进而增加产品成本。
图 5 Tsi578 两级互连图
另外,如图 4 所示,包交换芯片 Tsi578 各端口不仅 可以和高性能处理器如 DSP 相连,还可以和另外的交 换芯片构成级联。所以,为了实现嵌入式数字信号并 行处理系统各路 RapidIO 通道之间的全互连,RapidIO 包交换模块就要采用 Tsi578 两级结构。例如要从插 座 P3 上的 PP4 通道往插座 P4 上的 PP9 通道传送目的 ID 为 AA 的 RapidIO 数 据 包,见 图 3。 首 先,配 置
数字信号并行处理系统中大容量数据的高速传输和交 换功能,系统结构如图 2。

基于FPGA实现的高速串行交换模块实现方法研究

基于FPGA实现的高速串行交换模块实现方法研究
PI C E转 存 设 备
图 1 数 据 采 集 存 储 系 统 结 构 图
应 用 于 P I系 统 互 联 的 P I x rs C C E pes协 议 以 及 存 储 中
广 泛 使 用 的 Fbe光 纤 协 议 。 在 数 据 采 集 存 储 应 用 ir
采 集 卡 是 成 熟 的硬 件 设 备 ,而 针 对 不 同 的 数 据 采 集 设 备
只需 要 提 供 不 同 接 口 的 P I 转 存 卡 。因 此 针 对 于应 用 最 CE
中 , 种 接 口 的 应 用 使 得 存 储 系 统 越 来 越 复 杂 , 而 多 然 针 对 某 些 特 定 的 以 磁 盘 为 存 储 媒 介 的 系 统 , C E — P I x pes协 议 仍 然 占 据 优 势 。 标 准 的 数 据 采 集 存 储 系 统 rs
6G / b s以 上 的 高 速 串 行 接 口 模 块 ,支 持 串 行 Ra il pdO、 i rc a n l以及 其 他 多 种 串 行 协 议 。 f e h n e b 高 速 串 行 接 口 是 系 统 互 联 的 核 心 ,业 内 使 用 较
多 的 是 应 用 于 嵌 入 式 系 统 互 联 的 串 行 R pdO 协 议 、 a iI
中 图分 类 号 :T 3 17 P 9 . 文 献 标 识 码 :A
Re e r h o i h s e s a c f h g pe d
s ra r n m iso wic o u e b s d o e i lta s s i n s t h m d l a e n FP6
随 着 F G 应 用 范 围 的 不 断 扩 大 以及 对 速 度 需 求 的 P A

基于I2C总线的大型开关矩阵设计与实现

基于I2C总线的大型开关矩阵设计与实现

基于I2C总线的大型开关矩阵设计与实现
1 引言
自动测试设备在军事及工业领域的应用越来越广泛,然而在电路单元尤其是电路板测试中,由于被测单元种类多,被测通道数量大,传统的开关矩阵体积大、切换速度慢、电气性能差。

已不能满足现代测试仪器高速、便携的要求。

本文介绍了一种采用USB 接口,利用I2C 总线传输数据,由CPLD 控制多路复用器件的大型开关矩阵结构,具有较高的切换速度及较好的电气性能,并满足了小型化的要求。

2 系统结构及功能
开关矩阵主要实现自动测试设备与被测电路单元之间的信息交换,功能如下:
(1)将程控电源系统输出的电源自动加至被测电路单元要求的引脚上;
(2)将自动测试设备信号源分系统输出的信号转接至被测电路单元要求的引脚上;
(3)将被测电路单元输出的信号转接至自动测试设备的适当测量通道上;
(4)为被测电路单元提供必要的外接元件,如负载、调整旋钮、大体积器件等。

不同的被测电路单元其连接器定义不同,每个插针都可能被定义为电源、输入信号、输出信号、外接元件端子之一。

并且现代电子设备的电路单元通道数很多,大量的信号通道对ATE 的开关矩阵设计提出了严峻的挑战。

本文所
设计的开关矩阵采取针床连接方式,可有效连接多种接插件。

通过单片机控制的多路复用器,可将信号加至所需的被测通道,系统结构框3 硬件设计
3.1 测试电路结构。

一种串行高速芯片互连接口逻辑设计与实现_李仁刚

一种串行高速芯片互连接口逻辑设计与实现_李仁刚

Tx 发送器主要由分路调整控制逻辑、乱序扰码 逻辑、RocketIO 等组成部分。分路调整控制逻辑将 收到的上层数据通过分路 MUX 分配到全宽 N 通道 或者半宽 N /2 通道,并且在非全宽模式下调整选择 使用的数据传输通道组合[5]; 乱序扰码逻辑负责产 生 PRBS 序 列,根 据 随 机 数 据 的 长 短 ( 如 PRBS7、 PRBS23 等) 可选择 ROM 查表法或 LFSR 算法实现 每周期生成伪随机数据; RocketIO 负责高速信号的 对外传输。其主要完成如下功能:
1 串行链路互连结构实现
在计算机系统中,总线的性能对整个系统的性 能和功能都有直接影响。如 1 图所示为系统处理器 等芯片间高速串行总线互连的结构示意图,以协议 状态机以及控制模块为核心,通过灵活的硬线连接 逻辑机制配合各个感知功能模块和控制单元,以及 其他配置存储单元完成高效高可靠的物理链路互 连。该串行总线体系结构能够最大限度的兼顾自 适应互连需求和高带宽连接需求,能够在数据传输 故障时触发 带 内 复 位、重 新 进 行 链 路 检 测、自 适 应 的剔除故障数据通道或者时钟通道、无故障数据通 道自动降宽重组。同时互连协议支持可变位宽和 自动位整理 功 能,有 效 降 低 系 统 功 耗,提 高 了 传 输 性能和稳定性。
( 5) 通过时钟通道完成时钟的发送。 Rx 接收器主要包括: 分路调整控制逻辑、序列 解扰逻辑、偏移校正逻辑等组成部分。分路调整控 制逻辑通过 DEMUX 完成链路传输宽度的选择,在 非全宽模式下调整选择使用的数据传输通道组合; 解扰逻辑与扰码逻辑是一对反操作,目的是将输出 的串行数据变为白噪声,消除因为规则数据产生的 EMI 干扰,扰码原理是将 TX 发送数据和 PRBS 并行 序列异或,解扰码原理和扰码实现方法相同,将 RX

基于Xilinx FPGA高速串行接口的设计与实现毕业设计

基于Xilinx FPGA高速串行接口的设计与实现毕业设计

基于Xilinx FPGA高速串行接口设计与实现摘要由于时钟抖动,扭曲,队列同步和串扰噪声和各种非理想因素,进一步完善面临巨大的挑战并行传输率。

因此,串行传输,已成为高速数据传输系统在深亚微米主要选择。

在串行传输系统为了实现高速信号传输,并可节约电能和降低成本,数据更倾向于使用低摆幅模式,LVDS和CML是低电压,小的摆动,差分信号的串行传输方式,所以它被广泛地应用于PCI。

快递网络物理层和高速度SERDES电路。

但这个标准的LVDS传输率只能达到3Gbps,以实现独立设计以满足5Gbps的要求及以上的高速PCI。

表达应用,本文研究了伪标准的LVDS 121(PLVDS)和CML的启动界面的设计研究。

基于传输信号的理论,非理想因素和传输线的行为的信号完整性分析;提出了考虑高速串行传输系统的电路级和版图级设计;在PLVDS结束与CML 收发器电路的设计,并提出了改进方案。

其中,无歪斜单端差挠度问题提高plvds收发电路,电路的性能与加速管的改进;电平转换电路的信号快速切换到低水平的高水平,没有后续电路的调整,因此,延时小;双共模反馈电流开关电路的共模电平的控制,另一个环控制输出摆幅,输出更稳定;微分预加重技术使驱动能力强、降低码间干扰。

用于CML收发器的若干关键技术,有源负反馈技术和有源电感技术不仅可以有效地扩大信号的带宽,而且可以提高电路,电路的性能,降低了电路的功耗,减少了芯片的面积;均衡技术是有效减少传输线效应符号间干扰所引起的信号失真,提高信号质量。

同时也采用三级结构的樱桃。

胡珀限幅放大器电路,均衡电路进一步放大到比较器输出低摆幅信号可以识别的电压幅值。

在本文中,0.131cm CMOS技术实现两个PCI。

表达物理层PLVD和CML高速串行数据传输接口的基础上。

仿真结果表明,两种接口电路的传输速率高达5Gbps,完全符合PCI Express表示应用要求。

主题词:PLVDS,CML,预加重,均衡,有源负反馈,电压比较器,失效保护Design and implementation of high-speed serial interface based on Xilinx FPGAAbstractDue to clock jitter, skew, queue synchronization and crosstalk noise and various non-ideal factors, parallel transmission rate to further improve the face enormous challenges. So that the serial transmission has become a high-speed data transmission system in deep sub-micron main choice. In the serial transmission system in order to realize the high-speed signal transmission, and can save power and reduce the cost, the data tend to use low swing mode, LVDS and CML is the low voltage, small swing, differential signal serial transmission mode, so they are widely used in PCI.Express network physical layer and high speed SerDes circuit in. But this standard LVDS transmission rate can only reach 3Gbps, in order to achieve the independent design to meet the requirements of 5Gbps and above high speed PCI.Express application, this paper studies a pseudo standard LVDS 121 (PLVDS) and a CML interface to start the design research. Based on the theory of transmission signal, the signal integrity analysis of nonideal factors and transmission linebehavior; then put forward considering the high-speed serial transmission system circuit level and layout level design; at the end of the PLVDS and the CML transceiver circuit design and put forward the improvement scheme. Among them, no skew single-ended to differential deflection problem to improve the PLVDS transceiver circuit, the circuit performance is improved with the accelerating tube; level conversion circuit the signal quickly switched to a high level from low level, without a subsequent circuit is adjusted, therefore, the time delay is small; with double common-mode feedback current switching circuit in a the loop control of common mode level, another loop control output swing, the output is more stable; differential pre-emphasis technology makes stronger driving capability and reduce intersymbol interference. Several key technologies used in a CML transceiver, the active negative feedback technology and active inductor technology not only can effectively expand the bandwidth of signal, but also can improve the performance of circuit, circuit, reduce the power consumption of the circuit, reduce the area of chip; equalization technology is effective to reduce the transmission line effect and intersymbol interference caused by signal distortion, the signal quality isimproved. At the same time also uses three levels of structure of Cherry.Hooper limiting amplifier circuit, the equalization circuit outputs low swing signal for further amplification to the comparator can identify the voltage amplitude. In this paper, 0.131xm CMOS technology to achieve two for PCI.Express physical layer PLVDS and CML high-speed serial data transmission interface based on. Layout simulation results show that, two kinds of interface circuit transmission rate up to 5Gbps, fully meet the requirements of PCI.Express application.Key Words:PLVDS,CML,Pre—emphasis,Equalization,Active Negative Feedback,Limiting Amplifier,Fail—Safe目录摘要 (I)Abstract (III)引言 (2)1绪论 (4)1.1高速串行技术背景的研究 (4)1.2 HSST(High Speed Serial Technology)现状发展概况 (4)1.2.1 LVDS相关介绍 (5)2 Virtex-5 FPGA设计原理和参数 (10)2.1 Virtex-5介绍 (10)2.2 FPGA 设计方法 (13)2.3 Xilinx FPGA 相关软件介绍 (13)3.1 TS20l链接口简介 (17)3.2 FPGA与TS20l硬件连接及可行性分析 (21)3.3 FPGA仿真设计 (22)3.4实际硬件调试 (29)4 B3G TDD系统中RocketIO 接口资源需求分析与设计 (32)5 B3G TDD系统MAC层高速串口实现与仿真测试 (37)1.MAC高层协议处理模块 (38)2.数据转接模块 (39)5.2 RocketIO接口仿真与测试 (40)5.2.1 RocketIO 接口仿真 (40)5.2.2 单板测试和板间测试 (43)5.3 本章小结 (46)结论 (47)参考文献 (48)附录A 信号处理板 (50)附录B FPGA RocketIO仿真代码 (51)附录C Xilinx硬件部分 (55)FPGA+DSP硬件部分致谢 (55)引言在数字系统的互连设计,高速串行I/O技术替代传统的并行I / O技术已成为发展趋势。

高速串行通信数据传输网络通信接口模块设计说明书

高速串行通信数据传输网络通信接口模块设计说明书

6th International Conference on Machinery, Materials, Environment, Biotechnology and Computer (MMEBC 2016)A Circuit Design Based on high-speed serial communications datatransfer network communication interface moduleFan Tiansuo, Hu Longtao, Zuo Dongguang, Li Fengchen, Zhou Bing, ChenhaoXi'an Research Institute of High Technology, Xi'an 710025, China****************Keywords: Data Module;The power supply circuit; Communication Interface.Abstract. Automation control and other consumer devices, industrial control and other fields, external communication interface many devices is still low speed serial port, but the low-speed serial inherent disadvantages: inability to concentrate, comprehensive, accurate and real-time monitoring data, which requires the design of serial communication data transfer network communication module; embedded system hardware design is the basis for successful design, and the design data module circuit basic circuit is the key to the success of the system hardware, the paper describes the hardware design of serial communication data transfer network communication module, and details the basic circuit design of the data module. the test results show that the basic circuit design fully meet the requirements of the system functions.IntroductionIn the field of automation and control, external communication interface many devices is still low speed serial ports. Thus, the disadvantages of the existing system are: inability to concentrate, comprehensive, accurate and real-time monitoring data. With the advent of Ethernet in the industrial, commercial areas of large-scale use of momentum and network automation, users and suppliers is an urgent need real-time access to data and can be controlled at any time and any place, so remote rapid failure analysis and processing , remote maintenance equipment, in order to improve quality, increase productivity and reduce overall costs. Completely replace these serial communication devices are neither economic nor feasible. This requires design data transfer module serial communication network communications. Embedded system hardware design is the basis for successful design, and the design of the data module circuit basic circuit is the key to the success of the system hardware.Organization of the TextThe overall design of the system hardware overviewThe main function of the serial communications data transfer network communication module is complete networked serial devices, and provides serial, Ethernet port and U SB port three downloadFig.1 Frames turn serial communication network communications hardware modules To achieve the study converter module, first choose a hardware platform that is embeddedprocessor. Because ARM is based on reduced instruction set (RISC) 32-bit core, high code efficiency, fast, strong overall performance in the ARM architecture-based embedded CPU, based on the SEP3203 ARM7TDMI embedded microprocessor architecture has a more good technical support, so this converter selection SEP3203 as the hardware platform; the same time, a system, the basic circuit is essential that the power supply circuit, a clock circuit, monitoring and watchdog circuit, JTAG circuit, a power supply circuit for the entire system to provide power to the system clock circuit to provide clock work, monitoring and watchdog circuit to ensure reliable operation of the entire system, JTAG circuit for the system debugging; because users need to have serial converter, USB and Ethernet port download capabilities and the baud rate of industrial equipment is generally from 2400 to 57600, so this converter to have a RS232 / 485 serial ports, USB and Ethernet interfaces; SEP3203 according to the start-up mode and program code storage requirements, data module must be present a memory, in order to meet the user's display function, a display function must be viewed by the user. The basic circuit design is the basis for the entire system design, the following describes the basic circuit design system.The basic circuit design of systemThe design of power supply circuitThe quality of the power supply circuit, a direct impact on the stability of applications, reliability, power consumption, cost, and battery life and reliability. First Mains AC220V get through ACDC module DC5V power supply, input power supply of the entire system; 5V ~ 3.3V LDO is the result of the converted, it to Garfield and other peripheral circuits require 3.3V power supply; 5V ~ 2.5V LDO is the converted, and R2 (10K) and C6 (10uF) composed of a delay circuit, the delay AMS1172.5 power supply Garfield core chip circuitry. For conversion chip LDO, the current from the power ripple system, stability and price considerations, we use the AMS1117 series, the input voltage of the chip is 3.0 ~ 12V, output current up to 800mA, AMS1117 can be adjusted to 1.5V, 1.8 V, 2.5V, 2.85V and several voltage 5V, 3.3V and 2.5 respectively by L DO voltage conversion chip AMS1117_3.3 and AM S1117 _ 2 5 composition obtained, the conversion circuit shown in Figure 2.Fig.2 AMS1117(5V~3.3 V) and 5V~2.5V LDO circuitThe design of Clock circuitPassive system uses 10MHz crystal to provide the master clock when the system is operating in Normal mode, the system clock generated by the CPU inside a PLL frequency multiplier circuit, can be up to 100MHz (typical operating frequency is 75MHz); through another PLL frequency multiplier circuit generate 48MHz clock, which supplied USB use; when the system is operating in Slow mode, the direct use of an external crystal oscillator as the system clock. By setting the PMC (Power Management Module) PMDR (mode register) corresponding bit system can enter Slow, Normal, Sleep, Idle mode.RTC clock module system uses passive crystal 32.768kHz clock to provide real-time control module. In low-power mode and the system reset process, RTC module maintain normal work, to avoid the other operating result in the loss of the system clock. Typically, the crystal oscillation circuit schematic of FIG.3[4].Fig.3 Crystal/ceramic oscillation circuitIn Figure 3, C1 is the phase adjusting capacitor; C2 for the gain adjustment capacitors; resistor RS is used to prevent excessive crystal drive. In the crystal oscillator, the resistance RF10M. Only high-speed crystal oscillator may only require Rs (100 <Rs <1k). C1 general frequency crystal oscillator circuit, C2 take 15pF.According to the schematic above crystal oscillation circuit, the system clock circuit design shown in Figure 4. Since the PLL circuit chip of both frequency and signal amplification purification function, so the system can lower external clock signal to obtain a higher operating frequency, due to reduced clock speed switching caused by high-frequency noise.Fig.4 Clock circuitThe design of monitoring and watchdog reset circuitThis circuit is designed using Maxim has introduced the small size, low power consumption MAX823, it has a 5-pin up (microprocessor) supervisory circuits, and a watchdog input and manual input of the chip, the circuit shown in Figure 4.Reset circuit monitor main function is the power supply voltage or below the set threshold generates a reset output to ensure that the microprocessor SEP3203 work at the power supply voltage, the system clock is stable and reliable conditions. In the circuit, when the supply voltage drops to a specified threshold value, RESET goes low, the MAX823 output low voltage reset pulse, reset control, after the power supply voltage restored, RESET goes high after a time delay . MR pin of MAX823 to manual reset input pin that allows the user or an external power supply system under normal conditions will reset the microprocessor, provides a convenient system testing, uninterrupted work is necessary for the system function. Watchdog manually reset the system C51 has delayed work to eliminate manual input jitter.Fig.5 Reset and watchdog circuit monitoringWatchdog Timer works: when the system is working, the impact of the software clock or otherfactors will fall into an infinite loop, the watchdog timer WDI can detect pulses regularly sent∀microprocessor. If the trigger signal is not received within the specified time, then that system fails, the output is low, it will send an alarm signal and interrupts the microprocessor work. The watchdog output is connected to the output of the power supply monitor reset signal is generated when the system receives a reset command to stop WDI pin, the chip's RESET control system reset.CPU software Under normal circumstances must be within a certain period of time to clear the watchdog dog operation, clearing the dog in many ways [5], we use the dog's task clear way to set a highest priority task and clear the dog, a minimum priority tasks accumulating counter. In the high-priority task of detecting counter at a certain time if there is an increase, if the counter is 0, then during this time, the lowest-priority task has not been run, indicating that certain tasks occur an infinite loop, you need to reset .The design of JTAG interface circuitJoint Test Action Group (Joint Test Action Group, JTAG) protocol is an international standard test, mainly used for chip testing and system simulation, debugging, JTAG embedded debugging technology is a technology, it inside the chip package special test circuit test access port (T est access port, TAP), through a dedicated TAG testing tools to test the internal nodes. Currently most of the more sophisticated devices support JT AG protocols such as ARM, DSP, FPGA devices, etc., SEP3203 chip also supports JTAG protocol. Standard JTAG interface is a 5 line: nTRST, TMS, TCK, TDI, TDO, were selected as a reset signal, the test mode, the test clock, test data input and test data output.Fig6 JTAG debug connector with the connection diagram SEP3203Fig.7 JTAG debug interfaceJTAG testing allows multiple devices through the JTAG interface connected together in series to form a JTAG chain, to achieve the various devices were tested. JTAG interface also commonly used for in-system programming (In System Programmable, ISP) function, such as Flash devices programming. Through the JTAG interface, for all components within the chip access, so it is a simple and efficient means for developing and debugging embedded systems. Currently, JTAG connection interface, there are two criteria, namely 14-pin connector and 20-pin interface, oursystem uses the 20-pin connector. Figure 6 is a JTAG interface and SEP3203 microprocessor system connection diagram. FIG. 7 is the actual JTAG circuit connection diagram.Functional and performance testingAfter the hardware design is completed, the data module debugging, and some of the data measured during the operation of the main module. With these data, the overall performance can have a general understanding.Tab.1 The operating current and the operating voltage of microprocessorOperating Voltage(v)Operating current(mA)SEP3203microprocessor3.3,2.5 300Tab.2 System Voltage Test ChartTheoryvalue(v)Actual measured value(v) Deviation(v) Externaloutput voltage5 5.10 0.105V~3.3V LDO 3.3 3.45 0.155V~2.5V LDO 2.5 2.56 0.06 On the PC side running serial debugging assistant, the software is available free from the Internet, be set according to the actual operating environment to run the software. After testing, the module forwards the data properly.SummaryAt present, some equipment also uses traditional serial port (RS232) throughLetter, since these do not have the complete serial protocol specification, not a good judge of right and wrong packets, poor reliability during long-distance transmission, and can not access through IP Internet, and online monitoring. Therefore, the development of serial communication transfer network communication module has practical significance and socio-economic value. This module uses A RM processor as the core of the system, replacing the past low-grade CPU, embedded real-time operating system can be ported to the system hardware platform. Low CPU use of a single task structured programming, can not achieve real-time systems such requirements; embedded real-time operating system, multi-task programming, synchronization, mutual exclusion primitive operations without user programming between tasks to achieve.RTOS task scheduling algorithm determines the execution order of tasks more enhanced real-time performance of this module. This paper introduces the basic circuit design data module, that is a power supply circuit, a clock circuit, monitoring and watchdog circuit, JT AG interface circuit design, the final test to verify the feasibility of the program.References[1] Wang Shuilian. Development of special purpose fuse testing system [D]. Harbin Institute Of Technology,2013.[2] Ma Shaojie, Zhang He. Classification and correction strategy of fixed distance error for air blast Fuze [J]. Journal of Ballistics,2008,20(3):75-78.[3] Wang Bing, RUAN Chaoyang. General Technology of System on Chip Based Programmable Fuze ESA Monitor[J]. Journal of Detection &Control,2013,35(3):61-64.[4] Fang Shaojun,Li Guolin,Shang Yaling. General Design of the Control Circult for a Contact Airburst Fuze[J]. Journal of Detection & Control,2006, 28 (1): 21-24.[5] Zhanwen XI,,Weirong NIE,,Qilei LI. A MEMS Interrupter Mechanism for Fuse Safety & Arming Device [J].International Conference on Mechanical Engineering and Mechanics, 2009, 3:51-56[6] Wang Bing, Mo Jianjun. Knowledge Acquisition System Constructed by C++ Builder[J].JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION,2002, 14(10):1356-1358.[7] Zhang Yajun,Zhang Jianjun,Qi Xihong,Cheng Linlin. Development of automatic detecting instrument for many kinds of fuse circuit board [J]. Mine Warfare & Ship Self-defence,2014,22 (2): 30-33.。

基于STM32的高速USB通信模块设计与实现

基于STM32的高速USB通信模块设计与实现

基于STM32的高速USB通信模块设计与实现USB(Universal Serial Bus)是一种通用串行总线标准,可用于连接计算机与外部设备,例如打印机、键盘、鼠标等。

STM32是一种基于ARM Cortex-M内核的单片机系列,具有高性能和丰富的外设。

本文将介绍基于STM32的高速USB通信模块的设计与实现。

首先,我们需要选择一个适合的STM32单片机型号。

在选择时,我们应考虑USB的速度要求、外设的功能要求以及单片机的处理能力和资源。

在高速USB通信中,我们可以选择STM32F4系列,因为它具有高速USB2.0 OTG(On-The-Go)接口和丰富的外设,适合高速数据传输。

接下来,我们需要设计硬件电路。

在设计过程中,我们需要包括STM32单片机、USB接口芯片、时钟电路、电源电路、外设等。

其中,USB接口芯片起着桥接STM32和USB总线的作用,负责协议转换和数据传输。

时钟电路为单片机提供稳定的时钟信号。

电源电路为单片机和外设提供适当的电源供应。

完成硬件设计后,我们需要进行软件编程。

首先,我们需要在STM32单片机上配置USB外设,并初始化必要的寄存器。

接下来,我们需要编写USB协议栈的驱动程序,实现设备枚举和数据传输。

在数据传输方面,我们可以选择使用Bulk传输方式,它适用于大容量数据传输,且具有较高的效率。

在软件编程过程中,我们还需要编写应用层代码,实现与外部设备的通信。

例如,我们可以编写一个USB打印机驱动程序,实现打印机的功能。

在编写驱动程序时,我们需要根据USB设备类的规范进行开发,以确保驱动程序与外部设备兼容。

在实现阶段,我们需要对硬件电路进行布线和焊接,以及对软件进行调试和优化。

在调试过程中,我们可以使用调试器和示波器等工具进行实时监测和调试。

最后,我们可以进行性能测试和稳定性测试,以验证设计的可靠性和性能。

在测试过程中,我们可以使用基准测试工具和负载测试工具,以模拟实际应用场景,并检查系统的数据传输速度和稳定性。

基于DS100MB203的高速信号开关电路设计

基于DS100MB203的高速信号开关电路设计
相对于并行传输技术,串行传输技术的引脚数 量少、扩展能力强,采用点对点的连接方式,能提供 比更高的带宽,因此广泛用于嵌入式高速传输领域。 SerDes(Serializer-Deserializer)是串行器和解串器的 简称,串行器(Serializer)为 SerDes 发送端(Tx), 解串器(Deserializer)为接收端(Rx)[2]。SerDes 不 传送时钟信号,SerDes 在接收端集成了 CDR(Clock Data Recovery)电路,利用 CDR 从数据的边沿信息 中抽取时钟,并找到最优的采样位置。SerDes 采用 差分方式传送数据。SerDes 需要参考时钟(Reference Clock),一般也是差分的形式,以降低噪声 [3]。
2020 年 7 月 10 日第 37 卷第 13 期
doi:10.19399/ki.tpt.2020.13.001
Telecom Power Technology
Jul. 10,2020,Vol. 37 No. 13
研制开发
基于 DS100MB203 的高速信号开关电路设计
陈旭 (北京航天创智科技有限公司,北京 100089)
DS100MB203 共有 54 个管脚,管脚功能如下所述 [4]。 (1)D_IN0+/- 和 D_IN1+/- 为芯片一分二通道 选择开关的输入端,是 CML 差分信号,芯片内置 50 Ω 上拉电阻,输入到该管脚的信号需要通过交流 耦合的方式连接;D_OUT0+/- 和 D_OUT1+/- 为芯片 二选一通道选择开关的输出端,电平标准也为 CML 差分信号,差分阻抗 100 Ω。
关键词:高速信号;切换开关;去加重;均衡
Design of High Speed Signal Switch Circuit Based on DS100MB203

基于VHDL的高速串行AD转换器控制设计与实现

基于VHDL的高速串行AD转换器控制设计与实现

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收稿日期: $%%!’%!’#( 作者简介: 胡远望 ( 电子、 *+,

基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现

基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现

基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现
高毅;刘永强;梁小虎
【期刊名称】《航空计算技术》
【年(卷),期】2010(040)003
【摘要】RapidIO包交换模块是嵌入式数字信号并行处理系统中的关键模块,为系统中的各个数据处理模块、信号处理模块交换和传输高速数据.从计算技术的发展趋势和需求出发,介绍了高速互连技术的发展,特别是RapidIO技术在嵌入式系统中的应用,以及基于串行RapidIO协议的包交换模块的设计与实现.
【总页数】4页(P123-126)
【作者】高毅;刘永强;梁小虎
【作者单位】中国航空计算技术研究所,陕西,西安,710068;中国航空计算技术研究所,陕西,西安,710068;中国航空计算技术研究所,陕西,西安,710068
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
【相关文献】
1.基于串行RapidIO协议的信息传输模块的设计与实现 [J], 高颖;曹峰;李兵强;常晨晨;
2.基于TS1578的串行RapidIO交换模块设计 [J], 张静;李汉波
3.基于串行RapidIO协议的信息传输模块的设计与实现 [J], 高颖;曹峰;李兵强;常晨晨
4.IDT拓展高性能串行RapidIO中央包交换器系列 [J], 无
5.高性能串行RapidIO中央包交换器 [J],
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基 于 高 速 串行 总 线 的 电路 交换 开 关 模 块 是 V S X
系统 中的一 个 关 键 。 系统 中所 有 V S模 块 的 串行 接 X
口都 通过母 板 连 接 到 电路 交 换 开 关 模 块上 , 过 电路 通
然在 航 电 系统 中 占有 不 可 动 摇 的 地 位 。基 于 以 上 原
字信 号并行 处理 技术 在航 空 电子 系统 中 占有 越 来越 重
要 的地位 。多个 并 行 的信 号 处理 模 块 、 据 处 理 模 块 数
之 间的数 据传输 效率 就成 为 了制约 整个 数字 信 号并 行
处理 系统 性能 的瓶 颈 j 。传 统 的并 行 总 线 效 率 低 、 走
够 满足新 一代航 空电子 系统 中数字信号并行 处理 高速 率、 高可靠性和低延迟等 需求。
关 键 词 : 空 电子 ; 航 并行 处理 ; X ; 换 开 关 V S交
中 图分 类 号 :P 7 T23
文献标识码 : A
文 章 编 号 :6 1 64 2 1 ) 1 0 2 — 3 17 — 5 X(0 0 0 — 13 0
1 系统 结 构
高速 串行 总线 的应 用并 不意 味着 对传统 机 载 航 电 系统通 常选用 的高 可靠 性 并 行 总 线 技术 的完 全 抛 弃 。 传统 的并 行总线 , 以其 高 可靠 性和 广泛 的应 用基 础 , 仍
2 电路 交换 开关 模 块 的 结 构 和 特 点
线多 , 而高 速 串行 总线 技术 不仅 能满 足 可靠 性 、 时性 实 和低 延迟 等航 电系 统 的需 求 , 能 满 足 高传 输 速 率 和 还 统一 网络 的发展 趋 势 , 合 高 速 串 行 开关 结 构 还 可 实 结
现重 配置 , 从而 支 持 系 统 容错 和重 构 。本 文 讨 论 的 重 点就是 如何设 计 和实现 能满 足新 一代 航 电系统 数 字 信 号并行处 理技 术发 展趋 势 的基 于高速 串行 总线 的 电路
高 毅 , 永 强 , 小冬 刘 赵
( 中国航 空计 算技术 研 究所 , 西 西安 706 ) 陕 10 8
摘 要: 电路 交换开关模块是新一代航空电子 系统 中实现数 字信 号并行 处理的 关键模 块 , 为数 字信
号 并行 处理 系统 中的 各 个 数 据 处 理 模 块 、 号 处 理 模 块提 供 高 速 数 据 传 输 与 交换 。从 新 一 代 航 空 信 电子 系统 并行 处 理 的 发展 趋 势 及 需 求 的 角 度 出发 , 绍 了 电路 交换 开 关 模 块 的 设 计 和 实 现 。 电路 介 交换 开 关模 块 采 用 M 1 3 2 1 1交叉 开 关 构成 交换 结 构 , 能够 快 速 交换 高速 信 号 , 支持 重 配 置 和 重 构 , 能
组 成高 速 串行互 连 网络 。有 多种 串行 开关协 议 映射 在
V S 中 , 如 串 行 R pdO、1 Ggbt以 太 网 、 C X 例 a iI 0 ia i PI E pes If iad等 。本文 介绍 的 电路 交换 开关 模 块 x rs、ni bn n 实 现 的就是 串行 R pdO高速 信 号 的交 换 。 a il
( u l tr 、 d a s ) 网状 ( s ) a meh ;
海 、 、 各种信 息 的及 时传输 和处 理 。随着 综 合 化程 陆 空
度 的不断 提高 , 够 实 时并 行 处 理 多 种航 电信 号 的数 能
e 容V .兼 ME总线 的 电 气 特 性 、 件 和部 分 机 械 软 结构 , 过混合 型 结构 以兼 容现 有 的 C T 通 O S开 发产 品 。 V S结 构 , X 在兼 容传 统高 可靠 性并 行 V ME总线 的 同时 又增 加 了 高 速 串行 差 分 信 号 组 l 。通 过 新 型 的 2 j P O连 接器 , X V S将 V ME并行 总 线 与 串行 开 关 互 连结 合在 一起 。例 如 图 l 就是 根据 V S串行 开关 配 置 , , X 将
因, 支持 串 行 开 关 技 术 的 V ME总 线 结 构—— V T 4 IA l ( x ) 成为 了一种 适 时之选 , 主要 特征 如下 : v s就 其 a 。在 P / O上采 用 高速差 分 连接 器 Mut i T一 oJ lG g i R
交 换 开关模 块上 的交换 芯片 实现 信息 通讯 。 电路交 换 开关模 块 应至少 能 够支持 1个 数据 处 理 模块 , 4~6个 信号处 理模 块 和 4路 系统 外部 互连 , 留有 2~ 并 4个 模
第4 0卷
第 1 期
航 空 计 算 技 术
Ae o a ia mpu i c i u r n utc lCo tng Te hn q e
Vo. 140 No. 1
21 0 0年 1月
Jn 2 1 a .0 0
基 于高 速 串行 总线 的 电路 交 换 开 关 模 块 的 设 计 与 实 现
交换开关 模块 。
2个 交换 开关 模块 和多 个 V S处 理 模 块互 连 起 来 , X 各
个 V S处 理模 块之 间既 可 以通 过 V 6 线 组成 并 X ME 4总 行 互 连 网络 , 可 以通 过 每个 模 块 引 出 的 2个 串行 通 也 道 连接 到交 换开 关模 块上 , 过交换 开 关模 块 的配 置 , 通
引言 现代 航 空 电 子 系 统 中 有 雷 达 、 信 、 航 、 别 通 导 识
( N ) 电子 战 、 示 等 一 系列 子 系 统 , C I、 显 以实 现 对 来 自
c .提供 多种 开关 结构 协议 的子 规范 ; d .拓 扑 结 构 包 括 单 星 形 ( ige s r 、 星 形 s l t )双 n a
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