CMOS总线性能与FPGA实现Modbus通信协议

"CMOS总线的性能-通信与网络中的modbus通信协议的fpga实现" 本资源探讨了高速数字电路设计中的CMOS总线性能，特别是在一个包含20个CPU的系统中，这些CPU共享一个20位并行总线来访问RAM。总线由10英寸长、50欧姆的传输线构建，其上升时间远小于74HCT640的上升时间，因此无需添加终端匹配。设计中考虑的关键参数包括传输延时（9ns）、总线速率（33MHz，即30ns周期）以及线路的负载电容和三态门的输出电阻，这些因素将影响总线的RC上升时间和每个输出的功率消耗。 高速数字电路设计的要点包括： 1. **地弹（Ground Bounce）**：地线电压的不期望变化，可能由快速的电流变化引起，导致地线上的电压反弹，影响电路性能。 2. **引脚电感（Pin Inductance）**：封装设计中的一个重要因素，引脚电感会影响信号质量，特别是高速信号。 3. **电压裕度（Voltage Margins）**：电路设计中必须确保信号在足够的电压范围内工作，以保持正确功能。 4. **电流突变dI/dt的影响**：电流的快速变化会引发电压波动，影响信号完整性。 5. **电压突变dV/dT的影响**：电压的快速变化同样会带来问题，可能导致信号失真。 6. **输出功耗**：讨论了不同类型的驱动电路（如TTL、CMOS集电极开环、射极跟随器、推挽式）的静态和动态功耗。 7. **驱动容性负载的功耗**：当驱动电容性负载时，需要考虑额外的动态功耗。 8. **内部耗散（Internal Dissipation）**：电路内部元件转换能量产生的热量。 9. **输入功耗**：电路输入端口消耗的功率，与输入信号的变化有关。 10. **共模电感和串扰**：共模电感对信号完整性的影响，以及它如何与串扰相关联。 此外，资源提到了"Modbus通信协议的FPGA实现"，表明在通信与网络领域，该协议如何被集成到可编程逻辑器件中，用于实现设备间的通信。 高速数字设计是一门深奥的技术，涉及许多黑魔法般的技巧和理解，例如书中提及的《高速数字设计手册》涵盖了从基础概念如电容、电感、电抗，到复杂的信号完整性、电源完整性和电磁兼容性问题。书中深入剖析了这些问题对高速数字系统设计的影响，提供了解决这些问题的方法和技术。