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Logic Picture-Based Dynamic Power Estimation for Unit Gate-Delay Model CMOS Circuits
1
作者 Omnia S. Ahmed Mohamed F. Abu-Elyazeed +2 位作者 Mohamed B. Abdelhalim Hassanein H. Amer Ahmed H. Madian 《Circuits and Systems》 2013年第3期276-279,共4页
In this research, a fast methodology to calculate the exact value of the average dynamic power consumption for CMOS combinational logic circuits is developed. The delay model used is the unit-delay model where all gat... In this research, a fast methodology to calculate the exact value of the average dynamic power consumption for CMOS combinational logic circuits is developed. The delay model used is the unit-delay model where all gates have the same propagation delay. The main advantages of this method over other techniques are its accuracy, as it is deterministic and it requires less computational effort compared to exhaustive simulation approaches. The methodology uses the Logic Pictures concept for obtaining the nodes’ toggle rates. The proposed method is applied to well-known circuits and the results are compared to exhaustive simulation and Monte Carlosimulation methods. 展开更多
关键词 Dynamic Power ESTIMATION logic PICTURES CMOS digital logic Circuits TOGGLE Rate unit-Delay Model
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基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元设计
2
作者 尹智勇 都业林 +2 位作者 张哲 赵春燕 黄涛 《自动化仪表》 CAS 2024年第4期24-29,共6页
针对新一代轨道车辆控制系统的高可靠、高安全、高冗余、高集成等要求,为了使车载计算机在复杂运行环境下快速、准确、高效地完成网络传输、数据计算和输出控制,设计了基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元(DLU),并在软件的配合下实现... 针对新一代轨道车辆控制系统的高可靠、高安全、高冗余、高集成等要求,为了使车载计算机在复杂运行环境下快速、准确、高效地完成网络传输、数据计算和输出控制,设计了基于三取二冗余容错架构的数字逻辑单元(DLU),并在软件的配合下实现了对车辆关键控制电路的安全服役功能。该控制单元采用三取二冗余控制策略。程序采用抢占式多任务实时操作的控制逻辑。系统采用电源模块、信号采集模块、信号输出模块和处理器模块并行启动和运算电路。输出采用具有自反馈校正的同步校验信号机制。通过可用性和安全性这两个方面的综合对比分析,验证了三取二架构DLU在正常运行下基本功能的实现和在失效模式下对系统运行保护的冗余切换功能。在发生单个或多个故障时,三取二架构不仅确保了系统控制的完整性和可靠性,而且最大限度保障了系统资源的可用性。该设计为DLU在车辆的实际应用中提供了利用率高和满足高安全等级的可行设计方案。 展开更多
关键词 轨道车辆控制系统 数字逻辑单元 三取二 冗余容错 表决策略 故障导向安全
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城轨列车逻辑控制装置运行数据健康管理技术研究
3
作者 佘云祥 李天一 杨楠 《机械》 2023年第3期41-46,共6页
列车可编程逻辑控制单元产品应用现场替代列车大量继电器、接触器,降低运维成本提升安全性的同时,产生了大量输入采集、输出控制、点位监测数据。提出一套针对现场多设备、多物理量、多尺度、多概率的评估方法,并分析了借助数字孪生技... 列车可编程逻辑控制单元产品应用现场替代列车大量继电器、接触器,降低运维成本提升安全性的同时,产生了大量输入采集、输出控制、点位监测数据。提出一套针对现场多设备、多物理量、多尺度、多概率的评估方法,并分析了借助数字孪生技术构建列车控制信息模型的可行性。构建了健康管理系统控制信息模型,其中包括关系型数据库和非关系型数据库的构建。目前,LCU应用现场列车内嵌综合健康管理系统已应用于部分城轨列车可编程逻辑控制单元装车现场,应用情况良好。 展开更多
关键词 城轨列车 数字孪生 可编程逻辑控制单元 内嵌综合健康管理系统 数据分析
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面向基础教学的数字电路实验平台研制 被引量:7
4
作者 刘彦飞 代永红 +2 位作者 周立青 严秦梦颖 罗美露 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第1期170-174,共5页
在目前课程学时逐渐减少,教学培养要求却不断提高的情况下,分析了数字电路课程的基础内容与教学目标,在不增加学时的同时,丰富了实验内容,提高学时的利用效率,在积极开展课程设计的要求等背景下设计、研制了数字电路教学实验平台。在教... 在目前课程学时逐渐减少,教学培养要求却不断提高的情况下,分析了数字电路课程的基础内容与教学目标,在不增加学时的同时,丰富了实验内容,提高学时的利用效率,在积极开展课程设计的要求等背景下设计、研制了数字电路教学实验平台。在教学平台中设计了常规芯片的验证与演示模块,减少器件损耗;为了方便并行数字信号的实验,设计了8位二进制数字信号单元。其他具有特色的功能还包括:三态逻辑笔功能单元、FPGA可编程单元、单脉冲发生单元、DAC、ADC单元、液晶显示单元等。平台的设计是在已用的平台改进而来的,对基础课程教学和初学者提供了方便。 展开更多
关键词 数字电路教学 实验平台 数字逻辑设计 三态逻辑笔 FPGA模块
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三种改进结构型BiCMOS逻辑单元的研究 被引量:9
5
作者 成立 李春明 +2 位作者 高平 王振宇 史宜巧 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期486-492,共7页
为满足低压、高速、低耗数字系统的应用需求 ,通过采用改进电路结构和优化器件参数的方法 ,设计了三种改进结构型BiCMOS逻辑单元电路。实验结果表明 ,所设计电路不但具有确定的逻辑功能 ,而且获得了高速、低压、低耗和接近于全摆幅的特... 为满足低压、高速、低耗数字系统的应用需求 ,通过采用改进电路结构和优化器件参数的方法 ,设计了三种改进结构型BiCMOS逻辑单元电路。实验结果表明 ,所设计电路不但具有确定的逻辑功能 ,而且获得了高速、低压、低耗和接近于全摆幅的特性 ,它们的工作速度比高速CMOS和原有的互补对称BiCMOS(CBiCMOS)电路快约一倍 ,功耗在 6 0MHz频率下仅高出 1 4 9~ 1 71mW ,但延迟 功耗积却比原CBiCMOS电路平均降低了4 0 3%。 展开更多
关键词 双极互补金属氧化物半导体器件 超大规模集成电路 数字逻辑单元 改进结构型 输出逻辑摆幅 延迟一功耗积
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三种低压高速低耗BiCMOS三态逻辑门 被引量:5
6
作者 成立 王振宇 +1 位作者 张兵 武小红 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期166-170,共5页
采用0.35μm BiCMOS工艺技术,设计了三种高性能的BiCMOS三态逻辑门电路,并提出了改进三态门电路结构和优化器件参数的方法和措施。仿真和实验结果表明.所优化设计的BiCMOS三态门的电源电压均小于3.3V,工作速度比常用的CMOS三态门快... 采用0.35μm BiCMOS工艺技术,设计了三种高性能的BiCMOS三态逻辑门电路,并提出了改进三态门电路结构和优化器件参数的方法和措施。仿真和实验结果表明.所优化设计的BiCMOS三态门的电源电压均小于3.3V,工作速度比常用的CMOS三态门快约5倍。功耗在60MHz下仅高出约2.2~3.7mW.而延迟一功耗积却比该常用的CMOS三态门平均降低了38.1%,因此它们特别适用于低压、高速、低功耗的数字系统。 展开更多
关键词 超大规模集成电路 双极互补金属氧化物半导体器件 三态逻辑门电路 数字逻辑单元 延迟-功耗积
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数字化保护逻辑分析单元的研制 被引量:2
7
作者 杨永标 丁孝华 周捷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期93-96,共4页
数字化保护逻辑分析单元包含保护逻辑记录单元和保护逻辑辅助分析单元。保护逻辑记录单元采用基于PowerPC8270的硬件平台和基于嵌入式Linux操作系统的软件平台,实时监视二次保护单元GOOSE网的虚遥信变位(即保护单元逻辑动作变位),启动... 数字化保护逻辑分析单元包含保护逻辑记录单元和保护逻辑辅助分析单元。保护逻辑记录单元采用基于PowerPC8270的硬件平台和基于嵌入式Linux操作系统的软件平台,实时监视二次保护单元GOOSE网的虚遥信变位(即保护单元逻辑动作变位),启动波形文件记录。保护逻辑辅助分析单元提取和打开波形文件,通过分析波形时序图,再现故障时保护单元逻辑动作过程。 展开更多
关键词 数字化保护逻辑分析单元 GOOSE 二次保护单元 保护逻辑记录单元 保护逻辑辅助分析单元
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GPRS技术在机场高杆灯监控系统中的应用 被引量:4
8
作者 高丙朋 南新元 魏霞 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2010年第12期35-36,39,共3页
为实现乌鲁木齐机场分散高杆灯的综合高效管理,系统上位机通过Internet、GPRS网络及数字传输装置(DTU)与现场PLC进行通信,完成对机场照明设施的远程实时监控。GPRS安全、高速、全天候的数据无线传输特点为系统的可靠、安全运行提供了有... 为实现乌鲁木齐机场分散高杆灯的综合高效管理,系统上位机通过Internet、GPRS网络及数字传输装置(DTU)与现场PLC进行通信,完成对机场照明设施的远程实时监控。GPRS安全、高速、全天候的数据无线传输特点为系统的可靠、安全运行提供了有力保障。实际应用结果表明,系统运行状态良好,满足了现场要求,为新疆民航总站对各地州分站实现实时监控积累了成功的经验。 展开更多
关键词 GPRS PLC 数字传输装置 远程控制 数据采集
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基于PC的冲击试验全自动测控系统 被引量:2
9
作者 冯雷 赵刚 朱旭东 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期34-36,39,共4页
介绍了一种以计算机、PLC控制器和数字采样单元作为硬件核心的冲击试验全自动测控系统 ,该系统实现了冲击试验的全自动化。
关键词 PC 冲击试验 全自动测控系统 数字采样单元 可编程逻辑控制器
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一种超小型DC^18 GHz MMIC 6 bit数字衰减器 被引量:5
10
作者 谢媛媛 陈凤霞 高学邦 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期580-585,共6页
微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器的尺寸是芯片成本最主要的决定因素。基于GaAs E/D PHEMT工艺,研制了一款超小型DC^18 GHz 6 bit数字衰减器,芯片上集成了4 bit反相器。重点介绍了数字衰减器拓扑结构的改进及反相器的逻辑单元等电路设... 微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器的尺寸是芯片成本最主要的决定因素。基于GaAs E/D PHEMT工艺,研制了一款超小型DC^18 GHz 6 bit数字衰减器,芯片上集成了4 bit反相器。重点介绍了数字衰减器拓扑结构的改进及反相器的逻辑单元等电路设计的关键点。通过在衰减器拓扑中共用接地通孔、合并两个小衰减位、缩小微带线宽度和线间距、缩小薄膜电阻尺寸、减少控制电压压点个数,实现了芯片的超小型化,从而降低了MMIC数字衰减器的成本。测试结果表明,在DC^18 GHz频段内,数字衰减器的插入损耗小于6 d B,全态输入输出驻波比(VSWR)小于1.6,全态均方根误差小于0.7 d B,工作电流小于5 m A。数字衰减器芯片面积为1.45 mm×0.85 mm。 展开更多
关键词 微波单片集成电路(MMIC) 超小型 数字衰减器 GaAs E/D PHEMT 直接耦合场效应晶体管逻辑(DCFL)单元
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一种逐次逼近寄存器型模数转换器 被引量:3
11
作者 石蓝 居水荣 +1 位作者 丁瑞雪 朱樟明 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第12期916-923,共8页
设计了一种逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。提出了一种新型全动态钟控比较器结构,消除了比较器的亚稳态误差,解决了ADC输出不稳定的问题,实现了失调和噪声之间良好的折中,提升了ADC的动态性能;设计了一种全新的自举开关,在确保... 设计了一种逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。提出了一种新型全动态钟控比较器结构,消除了比较器的亚稳态误差,解决了ADC输出不稳定的问题,实现了失调和噪声之间良好的折中,提升了ADC的动态性能;设计了一种全新的自举开关,在确保采样保持电路性能的同时提高了其可靠性;提出了一种新颖的正反馈结构的动态逻辑单元,并应用在逐次逼近逻辑电路中,在降低功耗的同时消除了误码问题;改进了共模电平产生电路结构,提高了共模电平的产生速度和稳定性。电路采用0.18μm DB S-BCD工艺设计实现,芯片面积约为360μm×560μm,10 bit分辨率模式下的功耗和信噪失真比(SNRD)分别为21.1μW和58.64 dB。 展开更多
关键词 模数转换器(ADC) 逐次逼近寄存器(SAR) 比较器 自举开关 动态逻辑单元 共模电平
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CPLD在数字给定中的应用 被引量:1
12
作者 安东 宋捧 +1 位作者 陈健 杨彦杰 《河北工业大学学报》 CAS 2006年第3期80-85,共6页
介绍了一种基于复杂可编程逻辑器件的数字给定单元的设计方案.在原有电路的基础上,采用了ALTERA公司的MAX7000系列器件.MAX7000产品采用先进的CMOS工艺制造,基于电可擦除可编程的只读存储器(EEPROM),提供密度范围从600到10000的可用逻辑... 介绍了一种基于复杂可编程逻辑器件的数字给定单元的设计方案.在原有电路的基础上,采用了ALTERA公司的MAX7000系列器件.MAX7000产品采用先进的CMOS工艺制造,基于电可擦除可编程的只读存储器(EEPROM),提供密度范围从600到10000的可用逻辑门,速度达3.5ns的管脚到管脚延迟.MAX7000器件支持在系统可编程能力(ISP),可以在现场轻松进行重配置.整个设计节省了元件数目,简化了电路设计,而且满足了现代电路日益向高集成度方向发展的要求. 展开更多
关键词 复杂可编程逻辑器件 数字给定 ALTERA MAX7000系列 励磁系统
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高性能同步相量测量装置守时钟研制 被引量:10
13
作者 钟山 付家伟 王晓茹 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期68-72,97,共6页
同步相量测量装置(PMU)可靠工作的关键是作为同步采样脉冲源的全球定位系统(GPS) 的秒脉冲的可靠性。针对由于气候、故障及其他因素可能造成秒脉冲失效的情况,采用数字锁相环 技术,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及高精度晶振,研制了一... 同步相量测量装置(PMU)可靠工作的关键是作为同步采样脉冲源的全球定位系统(GPS) 的秒脉冲的可靠性。针对由于气候、故障及其他因素可能造成秒脉冲失效的情况,采用数字锁相环 技术,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及高精度晶振,研制了一种高性能的PMU守时钟。GPS 信号正常时,守时钟跟踪输入的秒脉冲;秒脉冲失效时,守时钟则提供一定误差范围内与秒脉冲同 步的替代信号。文中分析了其性能,通过仿真和实验进行了验证。 展开更多
关键词 同步相量测量装置 全球定位系统 秒脉冲 复杂可编程逻辑器件 数字锁相环 守时钟
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一种新型多电机同步控制平台研制 被引量:4
14
作者 刘星桥 徐迎辉 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第9期8-13,19,共7页
多电机同步控制广泛应用于工业生产中,同步控制的性能直接影响产品质量的好坏。设计了由MCU+DSP+CPLD组成的多电机同步控制平台。平台运用C语言编写了MCU与DSP部分的程序,采用VHDL硬件描述语言来书写CPLD部分的程序,从而实现了MCU对张... 多电机同步控制广泛应用于工业生产中,同步控制的性能直接影响产品质量的好坏。设计了由MCU+DSP+CPLD组成的多电机同步控制平台。平台运用C语言编写了MCU与DSP部分的程序,采用VHDL硬件描述语言来书写CPLD部分的程序,从而实现了MCU对张力的高速采集,DSP对控制算法的高速运算及DSP对CPLD高速传输指令,CPLD对DSP、变频器及上位机串口的通信。平台采用基于RS-485接口的USS协议实现与变频器的通信。对该平台进行了速度响应及张力稳定为一体的试验,试验证明其可以稳定控制3台电机,且控制性能优于PLC控制,具有良好的控制性能。 展开更多
关键词 多电机同步控制 控制平台 微控制单元 数字信号处理器 复杂可编程逻辑控制器
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X-DSP ALU与移位部件的设计与实现 被引量:1
15
作者 彭元喜 邹佳骏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第7期1978-1982,共5页
针对DSP CPU的算术运算逻辑单元(ALU)与移位部件在性能、功耗与面积上面临的挑战,研究了X型DSP的CPU体系结构,在对X型DSP ALU部件和移位器部件相关指令进行归类分析的基础上,设计实现了ALU部件和移位器部件。采用Design Compiler综合工... 针对DSP CPU的算术运算逻辑单元(ALU)与移位部件在性能、功耗与面积上面临的挑战,研究了X型DSP的CPU体系结构,在对X型DSP ALU部件和移位器部件相关指令进行归类分析的基础上,设计实现了ALU部件和移位器部件。采用Design Compiler综合工具,基于SMIC公司0.13μm CMOS工艺库对ALU移位部件进行了逻辑综合,电路功耗共为4.2821 mW,电路面积为71042.9804μm2,工作频率达到250 MHz。 展开更多
关键词 数字信号处理器 算术运算逻辑单元 桶形移位器 核心加法器 验证
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高性能数字信号处理器的设计 被引量:2
16
作者 严伟 龚幼民 《微处理机》 2004年第4期10-15,共6页
本文完成了 1 6位的数字信号处理器的设计 ,该数字信号处理器设计了针对信号处理的指令与体系结构 ,指令数为 88条 ,综合后数字信号处理器的内核单元数为 1 2 799。十六位定点数字信号处理器为单发射系统 ,采用了多数据和地址总线设计 ... 本文完成了 1 6位的数字信号处理器的设计 ,该数字信号处理器设计了针对信号处理的指令与体系结构 ,指令数为 88条 ,综合后数字信号处理器的内核单元数为 1 2 799。十六位定点数字信号处理器为单发射系统 ,采用了多数据和地址总线设计 ,使四级流水在流水线的四个周期保持正常的数据流动 ,分散的寄存器形式结构 ,使多数指令在一周期内得到完成。数字信号处理器包含了中央算术逻辑单元、乘法器单元、移位器单元、排序器单元、辅助寄存器单元、中断单元的设计。在中央算术逻辑单元中 ,完成加 /减运算以及逻辑运算 ,在进位链中采用了选择进位链 ,对数据溢出采用了饱和处理的方法 ;在乘法器单元中采用 BOOTH算法和先进进位加法器相结合的单元设计 ;在排序器设计中 ,按照中断、指令第二指令字、累加器、堆栈等不同的程序排序源设计不同的通路 ,并按照 ZLVC的条件 ,设计了条件转移指令 ;在辅助寄存器单元选择一条与正向进位相反方向的进位来实现 FFT算法位反序要求 ;在中断单元中 ,采用二级中断 ,大堆栈保存地址 ,流水“冲刷”技术。 展开更多
关键词 数字信号处理器 中断 流水线 中央算术逻辑单元
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抽油机用数字化交流伺服驱动系统 被引量:1
17
作者 戈璜 王展旭 《石油机械》 北大核心 2003年第11期30-31,40,共3页
采用全数字交流伺服系统驱动抽油机是一种全新概念的控制技术。伺服系统较原驱动方式具有显著的节电效果 ,减少有功电量 35%~ 65 % ,无功电量 88%~ 95 % ;电动机功率因数大于 0 95。在系统内安装了智能化的逻辑控制软件 ,可针对油井... 采用全数字交流伺服系统驱动抽油机是一种全新概念的控制技术。伺服系统较原驱动方式具有显著的节电效果 ,减少有功电量 35%~ 65 % ,无功电量 88%~ 95 % ;电动机功率因数大于 0 95。在系统内安装了智能化的逻辑控制软件 ,可针对油井实际状态自动调整抽油机的工作速率 ,并可通过伺服系统的通讯接口 ,对抽油机的各项运行参数进行实时测控 ,有利于油田生产管理实现数字化、网络化。 展开更多
关键词 游梁式抽油机 数字化交流伺服驱动系统 三相交流异步电动机 直接驱动
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复杂可编程逻辑器件设计中延时影响的仿真分析
18
作者 陈帅 钟先信 邵小良 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期28-31,共4页
为分析复杂可编程逻辑器件延时性能对数字系统设计中延时的影响规律,针对数字逻辑延时单元核的数学模型,采用硬件描述语言和图形方式实现了基本数字逻辑延时单元核,通过数字核复用建立了多延时单元部件,并运用电子设计自动化软件,通过... 为分析复杂可编程逻辑器件延时性能对数字系统设计中延时的影响规律,针对数字逻辑延时单元核的数学模型,采用硬件描述语言和图形方式实现了基本数字逻辑延时单元核,通过数字核复用建立了多延时单元部件,并运用电子设计自动化软件,通过选择不同的复杂可编程器件对延时单元进行了仿真分析.结果表明,数字逻辑设计中的延时与复杂可编程器件的延时性能、综合布局布线选择的逻辑块以及互连资源有关.所得到的结果为复杂数字逻辑系统的延时设计与分析提供了理论与实验依据. 展开更多
关键词 复杂可编程逻辑器件 复杂数字逻辑设计 延时单元核 仿真 分析
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双系统架构下的直接数字频率合成技术研究
19
作者 高之圣 王海燕 +2 位作者 华大龙 林咏海 王守权 《淮阴工学院学报》 CAS 2007年第1期45-48,共4页
介绍了直接数字频率合成技术(DDS)在MCU+FPGA双系统中的一种实现方法,重点讨论了MCU的控制系统的设计与现场可编程逻辑门阵列FPGA实现直接数字频率合成的原理及其电路结构,并给出了利用ALTERA公司的Flex10K系列EPF10K10LC84-4设计方案。
关键词 MCU 直接数字频率合成(DDS) 现场可编程逻辑门阵列(FPGA)
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基于数字信令的集群逻辑控制器测试仪的设计
20
作者 赵毅 牟同升 +1 位作者 刘庆江 宓磊 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z2期583-585,共3页
描述了一种集群通信中全新的测试解决方案。测试仪器将同时模拟基站和移动电台的通信功能,发送无线集群信令、摩托罗拉车载电台串行外围接口命令和其他测试信息来验证逻辑控制器的性能。其中在测试仪的硬件电路中采用可编程逻辑器件实... 描述了一种集群通信中全新的测试解决方案。测试仪器将同时模拟基站和移动电台的通信功能,发送无线集群信令、摩托罗拉车载电台串行外围接口命令和其他测试信息来验证逻辑控制器的性能。其中在测试仪的硬件电路中采用可编程逻辑器件实现串行外围接口通信功能。测试仪软件设计采用模块化设计。在实际使用中发现这种集群逻辑控制器测试仪器通用性好,只需更改处理通信协议的软件模块就可以使测试仪测试基于MPT-137或PAA1382信令的集群逻辑控制器。这种测试仪器在集群通信测试领域应用前景广阔。 展开更多
关键词 数字信令 集群逻辑控制器 测试仪器设计
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