一种高速时钟分配电路单粒子效应测试系统设计

时钟分配电路是电子系统中信号处理单元参考时钟及多路时钟分配的关键元器件,其跟随系统在宇宙空间中容易受宇宙射线辐照发生单粒子效应,进而影响系统性能指标甚至基本功能。为此,提出一种针对数字单元翻转的微测试方法,结合分段存储技术完成高速时钟分配电路的单粒子效应的在线测试系统设计。另外,在HI-13串列加速器与HIRFL回旋加速器上进行了试验验证,成功监测到单粒子翻转、单粒子功能中断等典型单粒子效应。最后根据试验数据并结合FOM方法进行了电路在轨故障率推算,这对于集成电路研制阶段的测试评估与应用阶段的系统验证都有重要意义。

应用于红外大面阵数据传输的接口电路设计

红外大面阵(2560×2048)数字读出电路对芯片数据接口有高速、低功耗、强驱动能力的需求。采用0.18μm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺设计了4∶1并串转换电路、电平转换电路以及采用预加重技术的低压差分信号(Low Voltage Differential Signal,LVDS)驱动器电路。并串转换电路采用双沿采样的树形结构降低时钟频率,电平转换电路采用正反馈结构提升速度,LVDS驱动电路采用可编程电流大小的预加重副通路对主通路进行高频分量补偿,以保证驱动能力和提升高速信号的完整性。接口的数据传输速率可达到1 Gbit/s。当负载电容为2 pF时,一个通道的功耗为15.8 mW@1 Gbit/s;当负载电容为8 pF且打开预加重时,一个通道的功耗为19 mW@1Gbit/s,输出电压摆幅为350 mV,输出共模电平为1.21 V,LVDS驱动电路的所有参数均满足标准协议。

采用谐振补偿的无线电能传输实验设计

针对传统串、并联谐振电路实验内容单一、缺少应用实践问题。设计了无线电能传输系统实验。在巩固实验原理的基础上,增加了谐振补偿、线圈耦合、整流滤波和工作负载等,考虑无线电能传输系统的工程应用效率和性能,设计了不同谐振补偿组合方式下电能传输效率探索实验,并通过LED直观表征电路工作状态。实验设计具有一定的综合性,强化了理论知识与工程实践之间的联系,相比以验证性内容为主的谐振实验更易激发学生学习兴趣,有利于提高课程的教学效果。

基于遗传算法的业务标签优先级排序系统

常规标签排序系统的标签序列覆盖范围和排序损失较大、查准率较小,因此,提出了基于遗传算法的业务标签优先级排序系统。利用前端、中间层、服务器端、业务标签显示端组成系统整体架构,优化标签主板串口电路;通过标记标签、未标记标签重要程度计算用户兴趣向量,根据向量的元素顺序为业务标签分配权重,并计算标签序列学习效用函数。采用遗传算法求取函数值最大的标签序列,获得每个标签对应的优先级排位。随机抽取标签数据集设计对比实验,结果表明,设计系统排序后的标签序列,缩小了覆盖范围,降低了排序损失,提升了查准率,标签排序性能得到明显改善。

一种串口服务器的芯片设计

阐述基于GD32F407微处理器,移植RT-Thread嵌入式实时操作系统,使用LWIP轻量级开源TCP/IP协议栈,实现了串口服务器的搭建,完成对网口、串口的数据监听和双向传输,可通过Web访问方式修改波特率等参数。

利用STM32F4下载PIC单片机程序的原理及实现

针对传统PIC系列芯片采用Microchip公司推出的PICKIT下载器对程序进行下载存在局限性的问题,在基于ICSP协议的基础上,采用STM32F407对PIC12F1572芯片进行程序下载。代码事先通过编译以HEX文件的形式经由STM32F407发送给PIC12F1572芯片,经校验无误后写入PIC芯片内。实验结果表明,该方法不仅能摆脱利用PICKIT下载程序所带来的局限性,而且能实现多路下载,大大提高了下载效率。

高性能串行接口控制器的设计

阐述Verilog HDL语言设计了一种高性能的串行接口控制器。这种控制器具有解析和封装数据帧的功能,使处理器从繁杂的数据处理事务中解放出来,从而提高了系统的整体性能。经过ModelSim软件仿真,测试结果表明,所设计的控制器具备了数据完整性和可靠性,可用于低速设备的异步串行通信。

一种具有系统加速功能的机载智能IO模块设计

针对传统机载IO模块在工作中占用大量主处理器计算资源,且软硬件开发工作耦合度较高的问题,设计了一种机载智能IO模块。机载智能IO模块以可编程逻辑电路为控制中枢,实现完全自主的运行方式,具有状态机,状态1为周期运行模式,状态2为机内自检测模式,为每种状态设计了时间轴,并创建了基于同步串行数据总线的机载智能IO模块与主处理模块的实时信息交互机制。机载智能IO模块具有自主化、智能化、数字化的特点,可有效提升机载机电管理设备的系统运行效率,并降低机载机电管理设备的软件开发难度。

基于数字式控制DC-DC开关的通信电源设计

为提高通信电源效率,使设计的通信电源满足其投产使用后的功率需求,基于数字式控制DC-DC开关,开展通信电源设计方法的研究。计算电源的固定工作周期与电源降压转换器的输出电压,完成基于数字式控制DC-DC开关的电源降压转换器设计;采用减小磁芯体积的方式,优化通信电源磁芯的选择,引进面积乘积法(Area Product,AP),计算通信电源磁芯的截面面积,以此完成通信电源磁芯选择与匝数计算;根据通信电源的作业范围,主动调整供电电压电路节点分布,以此为依据,进行电源数字/模拟(Digital-to-Analog,A/D)电路与串口的通信设计。通过实验证明:所提出通信电源设计方法的应用效果良好,可以在确保通信电源输出功率符合要求的同时,使通信电源的效率在90%以上,通过此种方式,发挥出通信电源在实际应用中的更高价值与效能。

新型串联磁路混合励磁直线涡流制动器特性分析

提出了一种新型串联磁路混合励磁直线涡流制动器结构方案,其气隙磁场由初级励磁绕组和永磁体共同产生,因此具有气隙磁感应强度的幅值大、可调节和励磁损耗小等优点。本文首先详细介绍了串联磁路混合励磁直线涡流制动器的基本结构和工作原理。其次,根据等效磁路法和分层理论推导出了导体板中的涡流损耗与制动力的解析表达式,即建立了串联磁路混合励磁直线涡流制动器的解析模型。然后,通过二维有限元法验证了解析模型的准确性和有效性。最后,具体分析了混合励磁涡流制动器的电磁参数对力特性曲线的影响,为混合励磁涡流制动器的优化设计提供了理论依据。

一种适用于高速串行数据通信的发送器

介绍了一种采用深亚微米 CMOS工艺实现的单片集成发送器的设计 .该发送器适用于高速串行硬盘接口 ,主要由时钟发生器、并串转换电路和片内阻抗匹配的线驱动器三大模块组成 .发送器采用 0 .18μm六层金属单层多晶N阱 CMOS工艺实现 ,芯片面积 1.3mm× 0 .78mm .测试结果表明时钟发生器可工作在 1.5 GHz的频率下 ,数据可以正常发送 .发送器总体功耗为 95 m W,输出共模电平 2 70 m V ,单端输出幅度 2 70 m V.

分数阶模拟电容和模拟电感的设计

基于波特图频域近似算法和阻容分抗电路设计出分数阶模拟电容,利用广义阻抗变换电路把α(0<α<1)阶模拟电容转换为α阶模拟电感,把分数阶模拟电容的阶次扩展至0~2阶.采用Multisim软件对分数阶模拟电感、分数阶LC串联电路仿真,结果与理论分析基本一致.

基于FPGA的并串转换电路硬件实现

并串转换电路在通信接口中具有广泛的应用,可编程逻辑阵列由于具备灵活、可重构等特点非常适应于并串转换硬件电路的实现。为了解决硬件电路结构中资源与性能的矛盾,分析比较了移位寄存器、计数器与组合逻辑条件判定三种不同的并串转换硬件电路结构,并通过设计仿真对其进行了功能验证和性能评估。实验结果表明采用移位寄存器的实现方法具有最优的速度性能,采用计数器的实现方法具有最优的性价比,采用组合逻辑条件判定的实现方法具有最少的寄存器资源消耗,可根据实际应用需求合理选择并串转换硬件电路实现方式。

一种小面积低功耗串行AES硬件加解密电路

通过分析AES算法的基本原理,对AES算法中的子模块SubBytes和Mixcolumns的硬件电路实现方法进行优化,提出一种新的key硬件电路实现方式,并在key的实现电路中采用低功耗设计。与目前的大多数实现电路相比,该电路可以有效减小芯片面积,降低电路功耗。采用串行AES加密/解密电路结构,经综合仿真后,芯片面积为8 054门,最高工作频率为77.4 MHz,对128位数据加密的速率为225 Mbps,解密速率达到183 Mbps,可满足目前大部分无线传感网络数据交换速率的需求。

基于IGBT串联运行的动态均压研究

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)串联运行易于实现IGBT的扩容, 但同时也带来了不均压的问题。设计了以L,R为感性负载的实验电路,采用仿真软件PSpice仿真分析出IGBT串联运行时动态不均压原因是吸收电路参数不一致、门极驱动信号延时不同、门极驱动电路参数不一致引起的。并提出了IGBT串联运行动态均压措施(选同型号IGBT、吸收电路参数与结构一致、门极驱动信号同步、门极电路参数一致)。

MC68HC908GP32 MCU的Flash存储器在线编程技术

文章阐述了Flash存储器的主要特点,分析了Motorola M68HC08系列内嵌Flash存储器结构特点,以MC68HC908GP32 MCU为例讨论了Flash存储器的编程要点,并给出了在线编程实例,对技术难点进行了分析。

Proteus仿真技术与模拟电路教学整合的实践探索

在模拟电路课堂教学中合理地运用P roteus软件的仿真技术可以使抽象、乏味的模拟电路理论教学变得生动、直观,提高教学效果。通过实例介绍了P roteus在模拟电路理论教学中应用的优势。

基于RS485接口的煤矿井下通信总线的研究

详细分析了影响RS485总线通信质量的各种因素,并根据煤矿井下的特殊环境设计了满足本质安全特性要求的RS485接口电路。通过AT89C52的单片机系统与PLC之间的通信,进一步验证了该设计的正确性、合理性和实用性。

真空断路器触头温度在线监测系统研究

介绍一种利用光纤温度传感器测量真空断路器触头温度的在线监测系统。针对电气化铁道中广泛应用的真空断路器特点 ,采用单片机、I2 C母线、串行数据传送等技术 ,设计了结构简单、新颖、具有良好人机界面的在线监测系统 ,并进行了实验。

1.25 Gbps并串转换CMOS集成电路

分析了由超高速易重用单元构造的树型和串行组合结构 ,实现了在输入半速率时钟条件下 1 0路到1路吉比特率并串转换。通过理论推导着重讨论了器件延时和时钟畸变对并串转换的影响 ,指出了解决途径。芯片基于 0 .3 5μm CMOS工艺 ,采用全定制设计 ,芯片面积为 2 4.1 9mm2 。串行数据输出的最高工作速率达到 1 .62 Gbps,可满足不同吉比特率通信系统的要求。在 1 .2 5 Gbps标准速率 ,工作电压 3 .3 V,负载为 5 0 Ω的条件下 ,功耗为 1 74.84m W,输出电压峰 -峰值可达到 2 .42 V,占空比为 49% ,抖动为 3 5 ps rms。测试结果和模拟结果一致 ,表明所设计的电路结构在性能、速度、功耗和面积优化方面的先进性。文中设计的芯片具有广泛应用和产业化前景。