优化Modbus通信协议的FPGA实现:减小EMI与提高信号完整性
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更新于2024-08-09
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本文档主要探讨了在通信与网络中的Modbus通信协议的FPGA实现,特别关注电磁干扰(EMI)控制和高速数字设计中的关键要素。首先,作者强调了减少电磁辐射与上升时间的重要性,指出在设计中应遵循以下规则:
1. **规则2:优化连接器** - 增加连接器B上的接地可以减小其电感,从而减少远端回路电流,有助于抑制EMI。
2. **规则3:集中电流路径** - 将所有母卡连接器集中在主卡A上,可以避免远端返回电流,并简化信号路径。
3. **规则4:低阻抗返回路径** - 通过在卡A和C的边缘用地线包围,提供一个低阻抗的返回电流路径,进一步减少回路电流。
4. **规则5:优化I/O连接** - 避免A卡外沿直接连接到I/O电缆,选择高频时直接将电缆接到母板靠近连接器B处,以减少长路径的影响。
5. **规则6:驱动器门输出的选择** - 在实际应用中,选择满足上升时间要求的驱动器,理解辐射与上升时间之间的关系。
接着,文档介绍了多负载总线系统中的寄生电容问题,相比于串联电感,低寄生电容对于高速总线性能更为关键。多负载总线在连接器上连接多个负载,信号传输方式不同于点对点,通过优化连接器设计以减少总线上的连续畸变。
此外,文章详细讲解了高速数字电路设计中的各种功耗因素,包括地线反射、电压和电流突变的影响、不同驱动电路的静态和动态功耗等。这些内容对保证电路的高效运行和降低电磁干扰至关重要,特别是在处理快速总线操作时,需要特别关注电容和电感的影响,以及如何优化设计以减少阻抗和功耗。
最后,文档还涉及亚稳态测量、数据吞吐量等内容,这些是评估电路稳定性和性能的重要部分,尤其是在追求高速和低噪声的现代通信系统中。
本文围绕Modbus通信协议的FPGA实现,深入剖析了电磁兼容性(EMC)和高速数字设计的核心技术,包括优化线路布局、降低寄生效应、管理和控制功耗等,旨在提升通信系统的可靠性和效率。
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2023-03-06 上传
2021-07-13 上传
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Sylviazn
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