CMOS总线性能与FPGA实现Modbus通信协议
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更新于2024-08-09
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"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。
2014-06-28 上传
2021-07-13 上传
2023-04-04 上传
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啊宇哥哥
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