RMII: Reduced Media Independant Interface
简化媒体独立接口
是标准的以太网接口之一，比MII有更少的I/O传输。

关于RMII口和MII口的问题

引言：

    RS-232是PC机与工业通信中应用最广泛的一种串行接口。RS-232接口最初是由美国EIA（电子工业联合会）规定的用于计算机与终端设备之间通讯的一种标准，目前已被广泛的用于系统间的串行通信线路。

    RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。这样由一对单向收发的信号线来实现全双工通信。

    由于RS-232的典型应用是在系统间的通讯，因此在各系统间的隔离设计已经变的非常必要。隔离不仅可以保护器件免受总线上的高压危害，还可以消除总线上的接地回流，同时隔离还可以有效的减少系统间数据传输的误码与错误。

传统的RS232总线隔离方法是光耦合器技术，使用光束来隔离和保护检测电路以及在高压和低压电气环境之间提供一个安全接口。目前一般使用6N137光电隔离器件，以Toshiba公司的6N137为例，该器件工作电压为5V，最高速率10Mbps，工作温度一般为0℃到70℃，隔离电压2500Vrms，并且以DIP8型封装，每个芯片仅提供一个隔离通道。这些性能已经限制了6N137在更高要求的环境中应用。因此，ADI公司推出的新型双通道数字隔离器ADUM1201以其诸多优于光电隔离器件的性能优点，在RS232总线以及其他高要求情况下有着广泛的应用前景。

ADUM1201

ADUM1201基于ADI专利的iCoupler数字隔离器采用平面磁场专利隔离技术。iCoupler技术是一项专利隔离技术，它是基于芯片尺寸的变压器，而不是基于光电耦合器所采用的LED与光电二极管的组合。iCoupler技术由于取消了光电耦合器中的光电转换过程，并且采用了iCoupler变压器专利技术集成变压器驱动和接收电路，从而实现了光电隔离器无法比拟的性能优势。由于使用晶片级制造工艺直接在芯片上制造iCouple变压器，所以iCoupler通道比光电耦合器有效地实现通道之间的集成以及比较容易地实现其它半导体功能。

由于没有光电耦合器中影响效率的光电转换环节，所以iCoupler数字隔离器不需要驱动LED的外部电路，其功耗仅为光电耦合器的1/10到1/50。这种新的基于电磁的隔离方法，在抗高温影响方面远优于光耦合器，iCoupler数字隔离器在125℃高温环境下性能和可靠性并不下降，因此可以采用低成本，小体积的SOIC封装，这样不但降低了成本还减小了芯片的体积。另外，iCoupler数字隔离器的隔离通道具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力。其额定隔离电压是高隔离度光电耦合器的2倍，并且数据传输速率和时序精度是其10倍。此外，与光电耦合器不同的是，多通道iCoupler数字隔离器能在同一芯片内提供正向和反向通信通道，这样就可以使得信号的传输方向更加灵活，简化了芯片间的硬件连接线路。

由于基于iCoupler技术，所以ADUM1201具有诸多优于光电隔离器的优点：

●速度更高最高速率可以达到125Mbps。

●功耗更低功耗低于同数据传输率时传统光电隔离器的1/10，最小工作电流0.8mA。

●性能更高时序精度，瞬态共模抑制力，通道间匹配程度均优于传统光电隔离器。

●体积更小集成度更高，印制电路板（PCB）面积为传统光电隔离器的40％。

●应用更灵活与传统光电耦合器不同的是，多通道iCoupler数字隔离器能在同一芯片内提供正向和反向通信通道。

ADUM1201所隔离的两端有各自的电源和参考地，电源电压范围在2.7V到5.5V之间，这样可以实现低电压供电，从而进一步降低系统功耗。电源和参考地之间需要接入0.01μF到0.1μF电容，以滤除高频干扰，电容和电源之间的距离应该在20mm以内，这样可以达到更好的滤波效果。由于两个隔离通道高度匹配，通道间串扰很小，并且采用两通道输入输出反向设计，非常适合RS232总线双向收发的特性，大大简化可隔离器与所隔离两端的硬件连接。需要注意的是GND1与GND2是两个不同的参考地，否则将达不到隔离的效果。

另外需要注意的是ADUM1201正常工作时，两端的供电源需要同时上电才能保证ADUM1201两通道都能正常工作，如果有一个没有上电就能导致整个芯片无法正常工作.

在RS232总线通信中，双通道数字式隔离器ADUM1201用来实现控制器和RS232收发器之间的电气隔离，以到达更好的抗干扰性能。一般放在微控制器和RS232收发器之间，以实现系统间的隔离。

下图是ADUM1201在RS232总线隔离中的典型应用电路图：

图1   ADUM1201典型应用电路图

    其中VDD1和VDD2两端电源均兼容3.3V/5V.这样不仅可以实现低电压供电，从而进一步降低系统功耗；而且可以实现输入输出信号的电平转换。VDD1与VDD2之间的电源隔离，我们采用的是DC/DC电源隔离模块。RXD、TXD连接的是微控器（MCU）

的UART。

ADUM5241

    ADuM5241是基于ADI公司专利iCoupler技术的双通道数字隔离器，内部集成了50mW低功耗芯片级尺寸的DC-DC隔离电源，输出5V，10mA。DC-DC隔离电源采用了ADI专利的isopower技术，两个信号隔离通道都是采用ADI公司的iCoupler磁耦隔离技术，真正实现了单芯片封装中的完全隔离。

     ADuM5241提供了两个独立的隔离通道，5V工作电压，还可配合其他iCoupler器件实现更多通道的隔离组合。

ADUM5241可直接用于RS232的隔离，其典型应用电路图如下：

图2   ADUM5241典型应用电路图

其内部集成一个5V-5V的内部DC/DC隔离电源，当VDD1输入一个5V的外接电源时，VISO会输出一个+5V/10mA的电压。可以为后端的RS232收发器供电；但当前端输入3.3V电压的时候，内部DC/DC隔离电源则不工作，后端的VISO需另外接电源供电。

当我们一个系统需要多个外接串口的时候，用ADUM5241与ADUM1201配合使用，无论从成本上，还是从应用上都是最佳选择。

ADM3251E

ADM3251E是一款高速、单通道RS-232收发器，采用单电源供电。这款器件非常适于工作在苛刻的电气环境，或频繁插拔RS-232电缆的环境中。

ADM3251E集成了双通道数字隔离器以及isoPower集成隔离电源。由于内置ADI公司iCoupler?技术的芯片级DC-DC转换器，因此无需外部分立的隔离DC-DC转换器。

ADM3251E的典型应用电路图如下（图3），图中的插针1、2可直接连接MCU的UART，C1、C2是ADM3251E的两个去耦电容，VISO 可实现5V的稳定输出，前端的VCC兼容3V/5V工作电压（3V工作时，内部DC/DC不工作，需双端供电）。ADM3251E的高集成度使得原来复杂的多分立器件RS232系统，真正的可以单个芯片实现，不仅节约了PCB面积，而且降低了研发成本，可以说是工业RS232接口的首选。

图3    ADM3251E典型应用电路图

小结   

隔离芯片ADUM1201处于系统的中间，做各系统间的电气隔离，它比传统的光电隔离具有更好的性能，ADUM1201消除了传统光电隔离器不确定的传输速率，非线性的传输函数，以及温度和寿命对器件的影响，不需要其他的驱动和分立元件，提供了更加稳定的转化性能，而且在相同的信号传输速率下功耗只有光电隔离器的1/10到1/6。由图1可见，ADUM1201以单一芯片实现了RS232系统之间的电气隔离，而且ADUM1201采用双转化通道，两通道方向相反的特殊结构，非常适合于CAN总线信号的传输，大大简化了系统的硬件结构，同时，由一个隔离芯片代替以往的两个，大大增加了通道间的匹配程度，使系统获得更好的隔离性能。

本文介绍双通道数字式磁隔离器ADUM1201在RS232通信系统中的应用，由于ADUM1201的优良特性，用ADUM1201代替传统的光电隔离器件，降低了系统功耗，简化系统结构，增加了系统稳定性，提高了系统的性能。为RS232隔离的实现提供了一种很好的解决方案。

(defun delete_cline_prop ()
;; Set the Find Filter to Select only clines
(axlSetFindFilter ?enabled (list "CLINES" "VIAS")
      ?onButtons (list "CLINES" "VIAS"))

;; Select all clines
(axlClearSelSet)
(axlAddSelectAll) ;select all clines and vias

(setq clineSet (axlGetSelSet))
(axlDBDeleteProp clineSet "SYMBOL_ETCH") ;Remove the property
(axlClearSelSet)    ;unselect everything
)
4.用贴片焊盘（type=single）做成的package，用tools\padstack\modify design padstack...编辑，发现type变成了blind/buried。为什么会这样？
    （这是软件显示上的小漏洞，但是丝毫不影响使用，焊盘还是事实上的single）
5.修改过焊盘后以同名保存（替换了原来的焊盘），但是用tools\padstack\modify design padstack...检查用该焊盘做的package，发现仍旧是老焊盘，而事实上任何目录中老焊盘都不存在了。既然allegro是要到pad_path中调用焊盘的，为什么会出现这种情况？
    (修改完焊盘之后, 需要update pad才能更新，因为Allegro是把相关的数据都纳入到brd文件集中管理的)
6.打开padstack editor就会出现这样的提示：pad_designer:Can't open journal file。于是新做的焊盘无法保存，提示：failed to open file '#T001632.tmp'。
    （请检查系统环境变量设置是否正确；另外所有路径都不能使用汉字）
7.AELLGRO中竟然无UNDO、REDO这种常用FUNC,让人非常费解!!!
   （15.0版本将增加Undo、Redo功能）
8，ALLEGRO中直接从库中调的元件不能定义网络及 Ref des。
    (是的。这样一来可以保证你LAYOUT结果和原理图目的是一致的，而不会因为不小心而出错。一般我们不应该直接从库中调元件，而应通过导入新的NETLIST来增加新元件.)
9，公英制转换偏差太大。
   （由于计算精度的限制，公英制的来回转换会产生一定的累积误差，因此在设计过程中，应尽量避免频繁转换公英制）
10，对于颜色的设置不能EXPORT 颜色文件，每块PCB都必须重新设置颜色。
   （Allegro没有保存颜色表的功能，但是可以通过其他简单的方法解决，如：调用Script功能；或着准备一个空板，里面只保存偏好的颜色设置，把网表Export到这个空板就可以了）

11，Allegro里没有对齐元件的功能。
    （后面版本的Allegro将会有对齐功能）
12，垃圾文件太多，不知那些有用。
   （Cadence实际上极少产生垃圾文件，许多文件都是设计高速PCB所需要的。）
13，Allegro步线抓焊盘的功能太弱，不能保证线段结束时连接在PIN的中心。
   (在Allegro右面的Control panel->Option中选择:Snap to connect point，并请在布线时连到Pad前,右键选TOGGLE即可。如经常性出现此问题，可将TOGGLE设成快捷键方式)

14，编辑Shape时,选择Boundary还得十分小心，有一点重合都不行。
    （可以通过调整GRID来修改铜箔，这样一来更容易）
15.CCT布线时网络不高亮;由ALLEGRO到CCT前布的线只能删除,不能回退,不能自动优化鼠线.
16.ALLEGRO:鼠线不能只显示当前屏幕上的PIN的鼠线,全屏布线时高亮不明显.
   (方法一：可以在setup->user preference->display中，勾选display_nohilitefont项，将高亮设为实线显示；
方法二：改变高亮颜色。点击Hilight按钮，右面控制面板的Option栏会提供可选择的颜色表；
方法三：使用Shadow Mode，明暗的对比度可以在Color and Visibility中的Shadow Mode项调整。)
三种方法配合使用，会得到更好的显示效果。
   

17.在ALLEGRO中,改变线宽时鼠标需放在线宽栏的右边才可改变。
   (使用时光标应在Control Panel区域，一旦移到Work area就开始执行Allegro命令，因此就不能再进行输入，不过这个问题是可以改进的)
18．在ALLEGRO中没有网络也可以走出一根走线.（很容易造成多余的线头）并且清除线头及多余过孔也不彻底！（GLOSS命令）
   (如何去掉断线头？分为有网络属性的断线头和VIA，同无网络属性的断线头两种。
    对无net的断线头，可以通过Hilight 来实现，要把Hilight 的Color同client相区别。可多试几试hilight的color来发现断线头。

  
在ROUTE/GLOSS/PARAMETER下,选中1,2,3项,点选GLOSS即可：

点击左边的方按钮，还可以改变参数的设定。
19．14.0的原理图到14。1的PCB转网表时在空板时可以转入，但是后来网表变化，不能转进来
（报错：NET NAME ALREADY EXIST），有时换一台机器即可，随机性很大！
   （此问题已解决，请安装最新的补丁盘或到下面地址下载补丁程序、安装：
ftp://ftp.cadence.com/patches/PSD141/allegro/algroF2B14.10-s018wint.exe
ftp://ftp.cadence.com/patches/PSD141/allegro/algroBase14.10-s056wint.exe ）
20．ALLEGRO中最好可以方便走排线。
    (CCT具备此功能。Allegro走排线功能正在开发中)
21.用Net logic 改变的网络不能反标至原理图
    （可以。用tool2->design association可以反标网络）
22.Allegro没有BUS走线的功能，差分线不能同时布线
    (目前走BUS线可以到CCT里完成。从PSD14.2开始，Allegro对差分线的处理功能将会大大加强)
23.CCT差分线布线困难，经常不能转弯，而且有时候想单独处理其中一根线时不被允许
    （这种情况可在ALLEGRO中处理,15.0将会对此做较大改进）
24.布线时设定过孔，无法用预缆方式，只能自己去了解过孔名，然后自己敲名字。
    （这的确是一个缺点。该问题已列入15.0改进计划）
25.在allegro里推动过孔时有可能会冒出一大堆错，还不能undo.
    （14.2对过孔的推挤有很大改进）
26.有时优化走线时，旧线还需要再手动删除。
    （优化走线是在原走线的基础上进行，因此不会有新线产生）
27.设定最小线长与最大线长,当线长小于设定时,没有DRC报错(ELECTRICAL CONSTRAINT SPREATSHEET)
    （在14.0版本以后，Allegro增加了未布线的最小线长检查，可以通过对环境变量CHECK_MIN_DELAYS的设置来实现，如果设置为ON的话，当线长小于设定时，将会有DRC报错。其检查的依据是两个PIN之间飞线的曼哈顿距离）
28.13.6做的原理图,转到14.1不能将数据传递给已经UPREV的原13.6的板.
（问题提的不很清楚。从14.0开始：
1、因为添了约束管理器,不能从高版本的向低版本传递数据；
2、uprev13.6的板时Flash symbol也需要uprev，勾选use preference中Misc里面的old_style_flash_symbols即可；也可以使用批处理转换，DOS命令：
FOR %%f IN (*.bsm) DO flash_convert %%f
3、如果跟约束有关，要注意原来的DELAY_RULE 和MATCHED_DELAY已改为 PROPAGATION_DELAY 和RELATIVE_PROPAGATION_DELAY）
29. ALLEGRO中UPDATE SYMBOLS 时,LIBRARY中的该元件明明已改过来,
但就是不能UPDATE过来,并且从PACKAGE SYMBOL 中也看不到该器件(不选DATA BASE,就选LIBRARY)
    （应该是路径方面的问题，不然Package Symbol里不会看不到的，请仔细检查一下环境变量的设置。或者你可以这么试试，在Concept里重新以Phisical方式Add这个器件，然后Export（用Update Allegro Board 并且勾选ECO）

灵芯集成SCI203I是一款单芯片集成S段与U段于一体的射频调谐器芯片，专为中国移动多媒体广播(CMMB)而设计，工作频段既覆盖470MHz到862MHz(U段)，又能够支持2635MHz到2660MHz(S段)的高性能射频调谐器芯片。芯片为48脚QFN封装，片内集成了低噪声放大器、混频器、基带滤波器、频率综合器等单元，采用I²C与SPI标准接口，开关切换时间短，支持时间切片工作模式，供电电压为2.5V～3.3V。

由于该芯片集成了实现无线射频接收功能的全部电路模块，因此，仅需要极少的外部无源元件就可组成整体的CMMB调谐接收方案。这款芯片将首先应用于手持设备及车载应用的移动多媒体广播接收业务，芯片在实现了低噪声、高灵敏度、高线性度等多项指标的同时，具有低成本、低功耗等显著特点。

该产品的性能特点还包括：-100dB的灵敏度；U段模式：58mA典型功耗电流；S段模式：69mA典型功耗电流；50欧姆输入阻抗；1Vpp IQ 输出幅度；U段模式：84dB增益控制范围，S段模式：108 dB增益控制范围。其应用范围包括CMMB 移动电话数字电视调谐接收，USB数字电视接收器，可移动设备以及多媒体PC、扩展卡和笔记本电脑。

作者：Nicole Chen
《电子系统设计》

日前，清华力合旗下核心企业、深圳市力合微电子有限公司举办了以“数字移动多媒体电脑标配新潮流”为主题的“CMMB电脑电视CAS解决方案新品发布会”。在国家广电总局移动多媒体广播标准CMMB已在全国37个一级城市和101个试验城市实现了较好的覆盖及播出、2009年还将对其它200多个城市实现覆盖的利好形势下，深圳市力合微电子有限公司的此次新品发布会可谓是一场及时雨，为关注CMMB移动多媒体产业发展的客户提供了最新的行业资讯和解决方案。

与会专家及行业相关管理部门介绍了有关中国数字移动电视市场的最新进展，探讨了其市场发展模式及前景。力合微电子还向与会来宾展示了其自主研发、国内领先的最新CMMB电脑电视CAS控制芯片及解决方案。根据国家广电总局对CMMB信号的加密要求，力合微电子率先推出的符合该要求的各类型CMMB数字电视接收终端及解决方案受到了与会代表的高度评价，认为这是填补目前国内移动多媒体领域空白的高端产品及方案，必将促进国内移动多媒体产业的发展。

力合微电子多年来一直致力于数字电视核心技术及核心芯片产品开发，依靠其在电脑电视领域领先的技术优势，在国内率先推出了LME25xx系列USB电脑电视控制芯片，以及包括CMMB、DTMB、DVB-S/S2、DVB-T、ISDB-T等标准的USB DONGLE、带U盘功能的USB DONLGE和手持终端在内的各种完善的解决方案，其系列产品及方案均已经过大量的市场验证。领先的技术，成熟的产品与经验，强有力的本地服务和支持，已经使力合微电子成为广大终端企业可信赖的合作伙伴，在具有国内自主知识产权的数字电视芯片、终端产品及数字电视产业中，携手共进。

数字移动多媒体，电脑标配新潮流！我们期待着以深圳市力合微电子有限公司为代表的数字电视芯片设计企业，藉国家广电总局移动多媒体广播CMMB的春风，带动整个移动多媒体产业的发展，让移动多媒体真正走进我们的生活，成为每个人的“电脑标配”。

CMMB+CA方案主要特点

符合广电移动多媒体广播标准(CMMB)
在国内上百个主要城市随时随地收看丰富的免费及加密数字电视节目
支持CA大卡
Mini PCIE和USB Dongle完整方案
Mini PCIE模块标准尺寸为30*51*4mm，可方便地内置到笔记本电脑内部(可选择适当高增益天线内置到PC内部或预留外接天线接口)
USB Dongle用户可随心选购

功能介绍

播放软件支持Windows XP SP2、Win2000 SP4及 Vista系统
可为客户定制Linux和WinCE驱动
全自动或手动频道搜索
EPG电子节目列表
支持全屏播放
支持节目录制、画面捕捉

主要技术规格

频率范围：U波段470-798MHz
带宽：8MHz
低功耗设计：<130mA
最优化的接收灵敏度设计

应用实例

外置USB Dongle

内置 Mini PCIE模块

SMS1180是以色利Siano公司支持中国数字电视CMMB标准的移动数字电视接收芯片，在该芯片基础上，北京新时代展望科技有限公司设计开发了WT1818系列移动数字电视模块，本文将主要介绍该模块的性能特性和工作原理。

以色利Siano公司的SMS11**系列芯片是一个高度集成、全CMSO工艺制作、采用零中频技术的移动数字电视接收芯片，SMS11**系列芯片采用SiP结构，内部集成了RF调谐器和数字解调器芯片，其中SMS1180支持中国数字电视CMMB标准，SMS1130支持DVB-T/H、DAB/T-DMB、ISDB-T等全球标准，解调后的码流以TS流或IP流形式通过各种USB、SPI、SDIO接口送出，而各个标准的选择则通过加载该标准下的驱动软件来实现。

北京新时代展望科技有限公司作为以色利Siano公司的芯片开发合作伙伴，为了便于客户更方便快捷地进入移动数字电视市场而设计开发了WT1818系列移动数字电视模块，WT1818系列模块在充分理解了SIANO芯片功能的基础上，充分体现了SMS11**系列芯片低功耗、多频段、多标准、多接口等特点，模块内部还集成了复位电路和电源管理电路以方便客户集成使用，因而特别适用于PMP、PND和手持终端设备的使用和开发。

工作原理

1.移动数字电视传播系统工作原理

作为一种新媒体手段，移动数字电视必须满足两个要求，一个是该系统的所有节目源采用了数字化格式，还有一个是该系统必须支持移动接收。移动数字电视系统是通过无线数字信号发射、地面数字接收的方式播放和接收电视节目，它可以使用在处于移动状态、时速120公里以下的交通工具上。

移动数字电视系统主要由三部分组成，分别为前端系统、发射系统和接收系统。前端系统是整个系统的核心部分，主要完成节目的制作、编辑、播出、视音频编码、数据协议转换、码流复用等；而发射系统由传输网络和发射台组成（包括卫星），其主要任务是组成数字电视网，以便实现复杂地形条件下的地面广播覆盖；接收系统则是地面接收设备，它将收到的无线数字电视信号通过各种技术还原为人人可以收看的电视节目。

2．Siano移动电视芯片工作原理

Siano-SMS1180芯片为SiP结构型式，内部由两部分组成，分别为RF Tuner前端芯片和Demodulator解调芯片。

RF Tune为前端芯片,它可接收多个波段（VHFIII/UHF/L1/L2/S）的射频信号，经过LNA、混频、DC校正、低通滤波和增益放大后送给解调器，RF Tuner内置时钟整形同步电路和在片LDO电路，因此可以直接输入外部时钟和工作电压(1.8V)。

Demodulator为解调芯片，它接收来自RF Tuner的零中频信号，经过信道解调和前向纠错后，形成标准格式的TS送给主CPU解码还原。Demodulator内置可编程的DSP硬件系统，具有多种接口功能（USB、SDIO、SPI和BUS总线），并内置MPE-FEC内存。Demodulator对多标准的选择是通过加载不同的固件来实现的，而多接口则是通过内置的配置引脚来选择的，另外还可以通过I2C总线实现对RF Tuner的控制。

3．WT1818移动数字电视模块工作原理

上图为WT1818系列移动电视模块的原理图，它实际上由四块电路组成，分别为模拟电路、数字电路、复位电路和电源管理电路。模拟电路解决了从天线到RF之间的接口，包括带通滤波器、均衡电路和天线引入电路，其中WT1818S支持UHF和S波段，而WT1818M支持四个频段VHFIII、UHF和L1/L2；而数字电路主要是提供各种各样的接口，包括全速的USB接口、支持主/从方式的SPI接口和支持从方式的SDIO接口；复位电路主要完成整个模块的复位工作，无需外部复位；电源管理电路看似简单，实际上是WT1818系列模块设计中最困难、最复杂的部分，它负责提供给芯片RF Tuner和Demodulator的供电。

模块指标

1. WT1818模块尺寸图

WT1818模块外型尺寸为17.5X17.5X2.6mm，共有32个引脚，采用SMD封装形式。为了便于客户设计方便，WT1818模块包含了2个天线输入端子，对WT1818S模块，RF-ANT1为UHF波段，RF-ANT2对分极接收用的D-UHF波段；对WT1818M模块，RF-ANT1为VHF/UHF波段，RF-ANT2为L1/L2波段，数字部分包括USB接口、SDIO接口、SPI接口、I2C接口和配置端口，因此客户在设计时只需要引入天线和供电，就可以看电视了。

2.WT1818模块灵敏度测试指标

本文小结

北京新时代展望科技有限公司作为SIANO公司的芯片方案合作者之一，正全力配合SIANO公司致力于CMMB数字移动电视的发展和推广应用，本文只是简单介绍了我们基于SIANO的CMMB芯片SMS1180而设计的超小型CMMB模块WT1818，该模块特别适用于PMP、PND、MID、E-PC等手持终端的设计，有兴趣的读者可以来电来涵共同探讨CMMB的具体应用，来电来涵请寄：Welcomeji@Vip.sina.com.

作者：季雪伟

北京新时代展望科技有限公司

加入讨论

WT1818系列移动数字电视模块有助于加快移动电视开发吗？

美国Ramtron公司铁电存储器(FRAM)的核心技术是铁电晶体材料。这一特殊材料使铁电存储器同时拥有随机存取记忆体(RAM)和非易失性存储器的特性。铁电晶体的工作原理是：当在铁电晶体材料上加入电场，晶体中的中心原子会沿着电场方向运动，达到稳定状态。晶体中的每个自由浮动的中心原子只有2个稳定状态，一个记为逻辑中的0，另一个记为1。中心原子能在常温、没有电场的情况下，停留在此状态达100年以上。铁电存储器不需要定时刷新，能在断电情况下保存数据。由于整个物理过程中没有任何原子碰撞，铁电存储器有高速读写、超低功耗和无限次写入等特性。 铁电存储器和E2PROM比较起来，主要有以下优点：

(1)FRAM可以以总线速度写入数据，而且在写入后不需要任何延时等待，而E2PROM在写入后一般要5～10ms的等待数据写入时间；

(2)FRAM有近乎无限次写入寿命。一般E2PROM的寿命在十万到一百万次写人时，而新一代的铁电存储器已经达到一亿个亿次的写入寿命。

(3) E2PROM的慢速和大电流写入使其需要高出FRAM 2 500倍的能量去写入每个字节。

由于FRAM有以上优点，其特别适合于那些对数据采集、写入时间要求很高的场合，而不会出现数据丢失，其可靠的存储能力也让我们可以放心的把一些重要资料存储于其中，其近乎无限次写入的使用寿命，使得他很适合担当重要系统里的暂存记忆体，用来在于系统之间传输各种数据，供各个子系统频繁读写。从FRAM问世以来，凭借其各种优点，已经被广泛应用于仪器仪表、航空航天、工业控制系统、网络设备、自动取款机等。

在设计的碳控仪系统中，由于对控制碳势适时性的要求较高，而且系统由2个子系统构成，每个子系统都要频繁读写存储器，所以我们把原来的X25045换成FM24C16以满足要求。

2 FM24C16引脚说明及工作过程

FM24C16-P(8脚双列直插)外形图及引脚定义如图1及表1所示。

FM24C16是串行非易失存储器，存储容量为2 048×8b，共分8页，每页256B；工作电压为+5V；接口方式为工业标准的2线接口：SDA和SCL；功能操作和串行E~PROM相似，有读和写两种操作状态，读、写时序和I2C总线类似。

FM24C16的写操作可以分为2种：字节写和页面写。字节写就是每次写入单个字节，页面写可以一次写入整页(256B)的数据。而且，由于没有写延时，数据写入速度很快(一般为μs级)，特别是在页面写的时候，不需要数据缓冲，可以一次写入256B的数据，真正实现页面写，这是其他E2PROM做不到的，比如AT24C16，在页面写的时候，每次最多能写入16B数据。

FM24C16的写操作时序中可分为起始位(START)、数据位、从应答位、停止位(STOP)，其中，从应答位(因为FM24C16为从器件，MCU为主器件，所以称为从应答)是FM24C16在每接收一个字节数据后发出的应答信号，是检验数据写入是否成功的惟一标志。写入过程为：MCU通过SDA，SCI。发出起始位，然后从SDA输出从器件固定地址位：1010，再输出3b页选择位(选择写入数据到FM24C16的哪一页)，再输出写控制位0(读为1，写为0)，然后接收来自FM24C16的从应答位，如果没有收到从应答，则退出操作。在接收到从应答后，MCU从SDA串行输出8位FM24C16字节地址以确定写入数据的字节单元，并在收到从应答后发送1b数据写入到FM24C16，然后等待从应答信号确认数据写入成功。如果是字节写，则由MCU发出停止位，结束写操作。如只是页面写，MCU输出第2个字节数据，FM24C16判断出MCU要继续写入数据后，自动使其内部的地址指针加1，并把数据写入到加1后的字节单元，然后给出从应答，MCU就继续写入数据到FM24C16。页面写操作时，当地址指针到7FH(页尾地址)单元的时候，在下一个写入周期时自动翻转到00H，写入的数据覆盖掉00H单元原来的数据。

具体写操作时序图和后面的读操作时序图比较繁琐，在这里不给出，如果需要，可以登录到Ramtron公司网站；http：／／WWW．Ramtron．com查阅技术资料，或者登录到其在大陆的代理商网站：http：／／WWW．ramtron．com．cn／china／product／data．asp去查

阅技术资料，也可以仿I2C总线时序图。

FM24C16读操作比写操作较为复杂，相应也可以分为2种：字节读和页面读，相应于字节写和页面写，两种读的功能也是单字节和整页的区别。读操作的另一种分法可分为：立即读和任意读(包括连续读)，其区别在于立即读是在写人数据后马上读数，而任意读和连续读则是随时读，所以，在他们操作时，必须先执行伪写，然后再读数。所谓伪写，是指执行写操作到写入数据之前，其目的是确定要读出的字节单元地址。下面对任意读的操作过程给予说明：执行写操作到写人数据前，也就是在收到输入字节单元地址后的从应答后，MCU再发送起始位，然后发送从器件固定地址(1010)、3b页选择位和读控制位1，在收到从应答后，MCU从FM24C16里面读出1 B的数据。如果只读1 B的数据，则MCU发送一个无需应答信号，然后发送停止位结束读操作。如果是页面读，MCU就发一个主应答信号，继续读下一个字节数据，直到读出最后一个字节数据后，MCU发出无需应答信号和停止位结束读操作。

在对FM24C16进行读、写操作的过程中，应该注意以下2个问题：

(1)时序问题，这主要是指SDA，SCL的高低电子的时序。如果在读、写过程中时序不对或者不稳定，都会引起读、写失败，所以为了保证稳定，可以在程序中适当加入NOP语句延时，但不要过多，以免影响读、写速度。

(2)SDA数据只能在SCL为低期间变化，在SCL为高期间，SDA数据要保持不变否则会被错误地认为是控制位而不是数据位，导致读、写失败。

3、应用接口及程序

FM24C16与单片机接口电路非常简单，下面以碳控仪系统中的应用为例给予说明，并给出部分子程序。应用接口图如图2所示，系统中采用2片AT89C55单片机，用其P2．0和P2．1口与SDA，SCL相连接，在SDA和SCL引脚接1．8kΩ的上拉电阻到+5V，工作

电源也为+5V，WP引脚接电源地以保证可以任意写入数据。2片AT89C55用P1．0，P1．1作为通讯口，来确定谁操作FM24C16：片1操作前，检测P1．0口，如果为高，则置低P1．1口，向片2发出占用FM24C16信号，然后再检测P1．0口，还为高，则进入操作，若为低，则退出操作并把P1．1口置高；如果P1．0口为低，则说明片2占用FM24C16，片1就放弃操作，等待下次查询和操作。片2的操作相对应于片1。这样，FM24C16不仅作为了公共数据区，而且也成为了2片MCU的一个模拟的通讯口，而且理论上来说，1片FM24C16上可以挂很多MCU，而可以省去不必要的MCU间的通讯。这就需要FM24C16承受快速、频繁读写，这是其他E2PROM望尘莫及的。

下面给出FM24C16的页面写和任意字节读汇编子程序。程序经过应用验证，效果良好(为保证稳定性，可以在相应地方加入空语句以延时)。

页面写子程序：

PAGE-WR： ACALL START_BIT

MOV A，#10100000B

MOV R7，#4

ACALL SHFTO

；SHFTO为送位子程序，以上3行送

1010到FM24C16

MOV A，#20H

MOV R7，#3

ACALL SHFTO

；以上3行确定写FM24C16的00l页

MOV A，#00H

MOV R7，#1

ACALL SHFTO ；以上3行送写控制位0

ACALL SlAVE_ACK

；SLAVE-ACK为从应答子程序，在此检测

从应答位

MOV A，#00H

MOV R7，#8

ACALL SHFTO

；以上3行确定写入数据首地址为00H

ACALLSLAVE-ACK ；检测从应答位

MOV R0，#00H ；R0中为被写人数据

所在单元首地址

MOV R4，#7FH ；R4中为写入字节数

(现为256B)

NEXT-DATA：MOV A，@R0 ；调入第1个写入数据

INC R0 ；R0指向第2个数据所在单元地址

MOV R7，#8

ACALL SHFTO；写入数据

ACALL SLAVE-ACK ；检测从应答位

DJNZ R4，NEXT-DATA

；循环写入下一个字节数据

ACALL STOP-BIT

；STOP-BIT为停止位，结束写操作(此处没有写延时等待)

RET ；返回，程序结束

读任意地址子程序：

SELECT-RD：ACALL START-BIT

ACALL START-BIT

MOV A，#10100000B

MOV R7，#4

ACALL SHFTO

MOV A，#20H

MOV R7，#3

ACALL SHFTO

MOV A，#0FOH

MOV R7，#1

ACALL SHFTO

ACALL SlAVE-ACK

MOV R5，#00H

MOV R7，#8

ACALL SHFTO

ACALL SlAVE-ACK

；以上为伪写，确定读FM24C16的001

00H单元数据

ACALL START-BIT

MOV A，#10100000B

MOV R7，#4

ACALL SHFTO

MOV A，#20H

MOV R7，#3

ACALL SHFTO

MOV A，#0FOH

MOV R7，#1

ACALL SHFTO ；上面3行送读控制位1

ACALL SlAVE-ACK

MOV R5，#00H ；清R5，以存储读出数据

MOV R7，#8 ；R7作读出位记数器

CLOCK8： SETB SCL

MOV C，SDA

CLR SCL

MOV A，R5

RLC A

MOV R5，A

；以上6行读出FM24C16送来的1位

DJNZ R7，CLOCK8 ；循环读出1B数据

ACALL NO_ACK

；NO_ACK为无需应答位子程序

ACLL STOP_BIT ；停止

RET ；程序结束

　　关键词: 软PLC; IEC61131-3; 嵌入式PC; 模块化设计

引言

　　可编程控制器（PLC，Programmable LogicController）经过几十年的发展，现在已经成为了最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。然而，人们在使用过程中也逐渐发现了传统PLC的缺点：兼容性差，由于生产厂家众多，各种机型互不兼容，没有统一的标准，难以构造统一的硬件结构；封闭、扩展能力差：产品能力的功能实现依赖硬件；对使用者的要求高：现行的PLC 产品，其编程方式要求使用者对PLC的硬件结构、电器原理、编程指令都要有相当的了解；可维护性差：PLC 出现故障时需要专业人员用专业工具进行检测和维修；成本较高，传统PLC 被几家厂商所垄断，性价比增长缓慢。这些问题都制约着传统PLC 的发展。近年来，工控领域的不少研究人员一直在寻求着解决这些问题的途径。随着计算机软硬件技术的发展及PLC 国际标准IEC61131-3的制定，在计算机上以软件的方式来实现PLC 成为了发展的热点，这也就是软PLC（Soft PLC）。

软PLC介绍

　　软PLC，也叫软逻辑，是一种基于PC 机开放结构的控制装置。软PLC 综合了计算机和PLC 的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务的控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接的各种I/O 系统及网络的开放结构。软PLC 提供了硬PLC 的各种功能，同时具备了PC 的各种优点。

　　基于PC 平台的软PLC 由于无需专门的编程器，因而可以充分利用PC 机的软硬件资源，直接采用梯形图或指令语言编程，并具有良好的人机界面，在数控系统中正逐渐取代硬件PLC，PLC 编程系统也正在逐步转向占据软件市场的PC 机。软PLC 技术发展的一个重要条件就IEC61131-3 标准的制定。

　　20 世纪90 年代，IEC（国际电工委员会）颁布了IEC61131 国际标准，它的内容涵盖了PLC 整个生命周期的各个部分。IEC61131-3 是PLC 的语言标准，它定义了5 种PLC 编程语言的规范，其中结构化文本（ST）和指令表（IL）为文本语言，而顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块（FBD）为图形语言。同时，标准还允许在同一个程序中混合使用多种语言。IEC61131-3 标准由IEC 的SC65BW7工作组制定，它包括来自不同的PLC 制造商、软件公司和用户代表，实现了统一的编程标准。相对传统PLC，软PLC 解决了兼容性差、通用性差等问题，具有了多方面的优势：

　　（1） 硬件体系结构不再是封闭的，用户可以自己选择合适的硬件来组成满足要求的PLC。

　　（2） PC 机厂家的竞争激烈使得基于PC 机的软PLC 性价比得以提高。

　　（3） 软PLC 不仅可以实现连接到私有的PLC 网络中，而且可以通过PC 连接到计算机网络上。

　　（4） 由于软PLC 是基于IEC61131-3 标准的，因此在掌握标准后就可以容易的进行开发了。

　　由于软PLC 具有兼容性、通用性、性价比高、易于与网络连接、编程方便等优点。因而，目前世界各国都在进行软PLC 的研究。国际上，已经有了一些比较成熟和影响比较大的产品：如德国KW -sofeware 公司的MULTIPROG WT32、倍福TwinCAT控制软件TwinCAT PLC、法国CJ International公司的ISaGRAF 软件包、PCSoft International 公司的WinPLC、美国Wizdom Control Intellution 公司的Paradym-31 等等。而国内有关部门和工控方面的公司也正在着手研究开发具有自主版权的中文软PLC产品。

软PLC设计平台

硬件工作平台

　　软PLC 的期待硬件工作平台为工控机等PC 工业微机平台和嵌入式PC 平台。本设计因需要应用于嵌入式的数控系统中，所以采用了嵌入式PC 平台。嵌入式PC 是将PC 机的主要硬件集中在一张信用卡大小的主板上，将操作系统和应用软件存储在Flash芯片中。嵌入式PC 与标准PC 全兼容，采用与标准PC 相同的硬件结构和软件结构。因而，嵌入式PC在理论上能完成与普通PC 系统的工作。因而，我们可以在普通PC上做好设计和开发，再将软件移植到嵌入式PC 上。

　　嵌入式PC 包括单板计算机（SBC）、PC/104 计算机和饼干机，本设计采用的是嵌入式PC104 计算机。嵌入式PC/104 组件尺寸小，标准化，模块化程度高，采用层叠式结构，通过在CPU 板的基础上堆叠扩展板构成一个完整的计算机系统。PC104 的扩展板齐全，包括了网卡、数字I/O 卡、A/D 卡等。在PC104 上构造的系统即嵌入式软PLC 可扩展性好，标准化和模块化程度高。

　　现今PC104 的硬件水平可以达到P2 或者P3 一级，CPU 速度足够快，内存可到128M，程序存储空间可以选用CF 卡作为硬存储空间，可以达到128M，且可通过PC104 接口扩展其硬件I/O 能力，可增加软PLC 的I/O 口，丰富的硬件资源完全可以满足运行软PLC 的需要。这也使得设计时完全可以在普通PC 上，在LINUX 内核下对软PLC 的各个模块进行调试，调试成功再移植到PC104 组件上运行。

软件平台

　　目前，大多数软PLC 分别以Windows, DOS 和Linux 系统为操作平台。早期的基于PC 的软PLC 采用的较多的是DOS 系统，这类软件由于运行DOS 环境下，可以轻松实现其实时控制的要求，但由于DOS 环境是单任务处理方式，使得PC 的潜力得不到充分发挥，系统的功能和灵活性也受到限制。而Windows 具有操作界面良好、程序开发相对容易、多任务等优点，但Windows 操作系统并不是一个理想的实时操作系统，且Windows 操作系统是收费的，这将大大增加开发应用的成本。因而，本设计配合数控系统的需要选用的是Linux 系统为操作平台，基于Linux 内核模块的Rtlinux 是一个免费的、开放源代码的实时操作系统。

软PLC模块设计

　　本设计的软PLC 基于嵌入式PC104 计算机，建立在Linux 操作系统之上，软件的设计采用了模块化设计。每个模块都专职一项功能，每个模块都是一个进程。软PLC 全局变量是所有模块的公共数据，由配置文件设定。各个模块通过全局变量进行通信，各个模块的私有数据不包含在配置文件内。全局变量在每个模块都有副本，各个模块通过副本的数据对本模块进行运算，当循环一次运算后，就更新到全局变量，这样就实现了各个模块之间的通信。每个模块对全局变量的读写权限不一样的，只有对全局变量具有写权限的模块才可以更新全局变量里的数据。每个模块作为一个进程，进程之间的通信采用的是共享内存进行通信。软PLC 各模块之间的结构框图如图1 所示：

　　(1) 主程序（main program）,启动软PLC，将首先运行主程序，主程序将读取配置文件上的内容，并运行配置文件上所设定的模块。

　　(2) 配置文件（configurefile），在软PLC 中具有核心的地位，它由几部分组成：

　　①软PLC 配置，在这部分设置了内核和各个模块的相关参数，

　　主要包括：模块列表，列出了要运行的模块；变量列表，列出了软PLC 中的全局变量，并定义了具有对应全局变量有写权限的模块。

　　② 公共配置，这部分设置了各个模块之间的共同属性。

　　③ 同步配置，这部分是要配制各个模块之间的同步性。为了保证数据的传输，必须让模块之间同步。

　　④ 实时性配置，软PLC 可以运行在3 种模式：正常模式、软实时模式和硬实时模式，设计时可以根据具体情况选择其中的一种模式。

　　对于每个具体的设计来说，需要对配置文件中的几个部分进行配置。

　　(３) 人机界面模块（HMI），用户和软PLC 之间的互动模块。通过友好的人机界面，用户可以控制软PLC 的调用和开关，同时可以查看软PLC 各个状态点的状态。在Linux 下，可以使用GTK 或者TCL/TK 进行设计。本设计由于整个数控系统的需要，采用了TCL/TK 进行设计。因为软PLC 的其他部分是用c语言进行设计，因而在用tcl/tk设计的人机界面模块和软PLC 之间，需要设计一个TCL/TK 的扩展模块作为两种语言之间的接口，这样在界面上就可以用TCL 语言调用C 语言编写的软PLC 函数。现阶段本设计主要完成了常用的PLC 图形语言梯形图和两种文本语言IL 语言和ST 语言的设计，因而人机界面可以分为两种，梯形图的编辑运行界面和文本编程的监控界面。

　　① 梯形图界面（如图2）。在梯形图界面上，用户可自由拖动如开关、计时器等各种器件进行自主编程，从而实现在线编程。在界面上右侧是状态栏，可以对各种状态点的控制和状态显示，如将状态点B1 状态置1，则需单击B1 前的小方框。界面的上方是菜单栏。用户可通过菜单的选择进行编辑、保存、打开等功能，编辑完毕，按下Run 键，TCL/TK 的底层程序将会检测状态点状态，并根据元件种类进行逻辑运算，这些直接使用TCL/TK 编程就可以实现。而Exit 键则是退出软PLC，当按下该键时，将会设置全局变量Quit = 1 并传递给关闭模块Plcshutdown。关闭模块将关闭所有在运行的软PLC模块，并杀死共享内存上的信号量。

　　② 文本编程监控界面。文本语言相对不够图形语言直观，设计监控界面，可以从监控界面上调用所需要的文本程序，同时对各个状态点的状态进行显示和控制。

　　(4) 文本编辑模块，用户PLC文本程序的编辑模块，使用文本编辑器即可实现。用户使用符合61131-3 标准的编程语言编写控制应用程序。编辑好的模块将会被软PLC 的编译器所编译，生成可执行代码。

　　(5) 逻辑模块，软PLC 的核心模块，它包括IEC61131-3编译器和数据处理模块。IEC61131-3编译器将编译用户编辑好的文本应用程序，首先将PLC 的代码编译成C 语言，然后再调用GCC 将程序和软PLC的链接库编译成目标文件，同时显示编译结果的正确性，将编译的错误信息及警告信息反馈给用户。

　　文本编辑模块与编译模块在软PLC 运行时，不会作为调用模块。软PLC只调用最后生成的可执行模块。数据处理模块执行对各种浮点型数据的操作，功能包括PID控制、按一定的比例缩放数据大小等。

　　(6) 通信模块（Communication module）,主要负责软件的网络通信协议等的实现，借助与操作系统的结合构建网络服务器，实现强大的网络服务功能，实现Modbus 等总线协议的总线控制功能。

　　(7) I/O 模块，软PLC与物理IO连接的模块。通过IO 模块，软PLC 的状态点与硬件的IO 点一一对应，软PLC 可以通过IO 模块直接读写PC104 上IO扩展板的IO 点，实现对I O 点的读取和控制。

　　( 8 ) 关闭模块（Plcshutdown），由于本设计采用了多模块化设计和共享内存通信机制。因而软PLC退出，需要关闭所有正在运行的模块和杀死共享内存上的信号量。关闭模块提供了Quit的全局变量， 当Quit=1，将运行关闭模块中的程序关闭所有的软PLC 模块和杀死共享内存的信号量。

　　以上是根据需要设计的一些模块，根据用户需要还可以增加一些模块，如记录模块，数据库连接模块等，这些模块将会记录软PLC 的工作记录和保存软PLC 的数据记录。这些有待进一步的开发和设计。设计好各个模块，软PLC 的工作流程可如图3 所示。

　　本设计是在Linux 下进行设计，除HMI 模块是使用TCL/TK 设计外，其他均是使用C 语言进行编写，在Linux 下使用GCC 进行编译。由于篇幅所限，此处不展示代码。

实例

　　下面以一个简单的对3并口通道循环控制为例，说明软PLC 的工作流程。

　　（1）梯形图编程。从软PLC 主界面进入后，启动梯形图编程，调用梯形图编程的主程序。梯形图编程共需要调用梯形图界面模块、关闭模块、IO 模块，这些均在配置文件中设置好，不需用户进行设置。配置文件主要部分定义如下：

　　需运行的模块： 主要状态点定义：Ladder为拥有写的权利模块，主程序启动后，将读取对应的配置文件，运行所需模块。

　　用户即可在梯形图界面进行编辑，编辑后的梯形图程序如图4所示。这是一个比较简单的程序，因而只需要使用3个计时器和几个复位、置位输出就可以实现功能。编辑好梯形图程序后，按下Run 键,程序即可运行，并实现对IO 板上对应端口的控制。

　　（2）文本IL 语言编程。开始与梯形图编程相同，从软PLC 主界面进入后，启动IL 语言编程，调用主程序。文本编程共需要调用监控界面模块、逻辑目标程序模块、关闭模块、IO 模块。逻辑目标模块为用户编辑好的IL 程序，并通过编译器生成的可执行逻辑程序，用户可在PC 机上编辑和编译好逻辑程序，再移植到PC104 上进行调用。配置文件主要部分定义如下：

需运行的模块：

主要状态点定义：

　　为编译后的IL 程序模块。由于篇幅关系，实现循环控制的IL 程序在此处不再列出。

结束语

　　软PLC 具有强大的功能，在工业控制中发挥着越来越重要的作用，是一项具有巨大潜力的技术，其强大的网络功能是传统的PLC 无法比拟的。中国工业自动化的水平相对国外来说较低，技术含量少。因而国内企业要在激烈的竞争中立于不败之地，必须增加生产的自动化程度，提高产品的技术含量。发展自主产权的软PLC 将对此问题产生有力的推动作用，也有助于我国PLC 企业发展本国市场并向外扩展。

　　不能否认，Quartus II（我用的7.0）无法像ISE 那样方便的直接调用ModelSim，而是需要额外的做一些工作。这确实给我们的仿真调试带来了一些不便。特权同学也是在摸索了好久以后才彻底搞定这个问题，下面分享下，力求明白易懂，让大家少走一些弯路。

　　1、 打开Quartus II，新建一个工程，工程代码如下（只是做一个简单的二分频电路）：
module modelsim_test(
clk,rst_n,div
);
input clk; //系统时钟
input rst_n; //复位信号，低有效
output div; //2 分频信号
reg div;
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n) div <= 1'b0;
else div <= ~div;
endmodule

　　2、 进入菜单栏的Assignments EDA Tool Settings，进入如下界面：

　　双击“EDA tools”下的“Simulation”选项，弹出如下界面：

点击Tool name 最右侧的下拉条，选择“ModelSim”,在弹出的界面做如下设置：

　　3、 以上设置完成，重新编译工程。

　　打开工程目录，看到多了一个“simulation”文件夹，再打开该文件夹下的“modelsim”文件夹。看到有三个文件，其中.vo 文件就是我们的代码布局布线信息。仿真还需要几个文件，我们把它们都拷贝到该目录下。

　　4、 打开“C:altera70quartusedasim_lib”（具体quartus 软件安装文件的根目录视您的实际情况而定，大体路径都一样），因为我们用的是MAX II器件，所以把“maxii_atoms.v”拷贝到3 中提到的目录下，这个文件是仿真元件库。

　　5、 编写一个工程RTL 源码的Testbench 文件，用于作为仿真激励（具体如何编写清参考相关数据文档资料）。这个实例的testbench 如下：

　　module vtf_test;
// Inputs
reg clk;
reg rst_n;
// Output
wire div;
modelsim_test u1(
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.div(div)
);
initial begin
clk = 0;
forever
#10 clk = ~clk; //产生50MHz 的时钟
end
initial begin
rst_n = 0;
#1000 rst_n = 1; //上电后1us 复位信号
#1000;
$stop;
end
endmodule
将该文件命名为tb_test.v，保存到3 提到的文件夹下。

　　6、 在wokspace 的library 面板的空白处单击右键，选择“new”→“library”

在新弹出界面中做如下设置，然后点击“OK”。

　　7、 启动ModelSim 软件，点击菜单栏的Compile􀃆compile 命令，弹出如下界面：

Library 选择刚才新建的“work_test”，查找范围定位到我们3 提到的文件夹下。全选在该目录下可以看到的文件，点击Compile（注意该文件夹必须在全英文/数字路径下，否则会出错无法编译）。

　　8、 我们回到wokspace 的library 面板，work_test 多处了下拉框，点击后如下：

我们右键单击vtf_test 文件，在弹出的菜单中选择Simulation

　　9、 执行上面的操作后，软件自动弹出wokspace 的sim 面板如下：

在vtf_test 栏单击右键，在弹出菜单中选择Add􀃆Add to Wave。然后软件将弹出波形窗口。

　　10、 波形窗口如下：

这时我们点击全速编译（一次不行，多点一次，工具栏倒数第三个按钮），
然后点击观看全部波形（放大缩小按钮后面一个蓝色按钮）。

　　11、 仿真结果如下：

可以看到div 信号确实是clk 的二分频。呵呵，基本的操作就到此结束了。

　　负片：正好相反，看到的就是没有的，看不到的就是有的。见下图：

　　在 Allegro中使用正负片的特点：

　　正片：优点是所见所的，有比较完善的 DRC检查。

　　它的缺点是如果移动零件（一般指 DIP 的）或贯孔,铜箔需重铺或者重新连结，否则就会短路或开路。

　　另外，如果包含大量铜箔又用 2*4D格式出底片是数据量会很大。

　　负片：正好克服正片移动零件或贯孔时需要重铺铜箔的缺点，过孔贯穿负片层时程序根据网络连接判断采用(Thermal Relief)与该层连接还是用(Anti-Pad)与该层隔开。

　　它的缺点是? DRC? Check 并没有做的很完整，对于被? Anti-Pad 隔断的内层没有DRC 报错。

　　在建焊盘时注意下图红色方框中的设置都是针对负片而言的

　　Arti-Pad：与内层隔开所用的图形，一般用大于钻孔一定数量的圆形就可以了

1. DSP提供的外部存储器接口信号与存储器芯片所需要的接口信号不完全一致，某些DSP支持多种数据宽度的访问，如8／16／32位数据宽度等，存储器电路中如何实现？

2. 数据线、地址线在PCB布线时，为了走线方便，经常会进行等效交换，哪些存储器可以作等效交换、哪些不行？

异步存储器：Flash

        对于flash，读操作与SRAM相同，擦除和写入操作以命令序列形式给出，厂商不同，命令序列可能稍有不同写入命令序列后，Flash自动执行相应操作，直到完成，随后自动转为读状态。在完成相应操作前，读Flash得到操作是否完成的状态信息，而非存储单元数据.
对于flash，因为擦除跟写入操作以命令序列形式给出，可以对进行编程，包括两种方式：

1、在线，load2段程序，把要烧写的程序当作文件写入到Flash中。
2、离线，通过JTAG烧写。
        3.3V、16位宽度的、工业标准Flash有4种，它们的引脚兼容，均为48引脚的TSOP封装。在PCB布线时，以最大容量1M×16位Flash布线，则可根据容量需要安装任何一种Flash。Flash的数据线和地址线不可以等效交换。考虑BootLoader，Flash应定位于特殊的位置，设计时应参考相应器件的数据手册。
1、VC33，Flash应定位在PAGE0的1000H、或PAGE1的400000H、或PAGE3的FFF000H，可支持8／16／32位数据宽度。
2、C54x系列DSP，Flash应定位在数据存储空间的8000H～FFFFH，可支持8／16位数据宽度
3、C55x系列DSP，Flash应定位在CE1存储空间的200000H，C5509只支持16位宽度，而C5510可支持8／16／32位数据宽度。
4、C620x／C670x系列DSP，Flash应定位在CE1存储空间，大小为64K字节，支持8／16／32位数据宽度，只能是Little Endian格式。
5、C621x／C671x系列DSP，Flash应定位在CE1存储空间，大小为1K字节，支持8／16／32位数据宽度，可以是Little Endian格式，也可以是Big Endian格式。
6、C64x系列DSP，Flash应定位在EMIFB的CE1存储空间，大小为1K字节，仅支持8位数据宽度，可以是Little Endian格式，也可以是Big Endian格式。

        常用的Flash：SST39VF400A-70-4C-EK，256K×16位、3.3V、70ns。

SDRAM

        SDRAM，即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”，那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如PC100，那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。与系统总线速度同步，也就是与系统时钟同步，这样就避免了不必要的等待周期，减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲周期有数据请求使用，因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上，在显存上也较为常见。

SDRAM工作过程：
1.   上电稳定后经过8个刷新周期，进入模式寄存器设置（MRS），确定芯片的工作模式，CL，BL，突发传输方式。
2.   行有效，同时进行了片选和BANK选择工作。CS RAS有效 CAS WE无效，地址线和BA上选择相应的BANK和行（有些文档中将这两种都归为地址线，BA为地址的最高位）。
3.   列读写，当行有效后，选择需要的列进行读或写操作，CAS有效，RAS无效，地址线上为列地址，WE信号决定了究竟是读还是写操作。

SDRAM中的一些重要知识：
1.   tRCD，RAS到CAS的延迟，也就是说当行有效后不能在下一个时钟周期就进行读写操作，而是要等待一定的时间，这个时间就是tRCD，一般为2个或3个时钟周期。
2.   CL，读取潜伏期，读取过程中当CAS到达后并不能马上将数据输出到IO总线上，而是要经过一定的时间，这个时间就是CL，它是由于信号要经过放大等处理造成的，它的数值可以在MRS中改变，单位是芯片时钟周期。
3.   写入操作是没有任何延迟的，在CAS发出后数据就可以发出SDRAM
4. 利用设置BL可以连续传送一组数据而不需要给出相应的地址只要给出第一个数据的地址就可以了。
5.   预充电过程，当选择同一BANK的不同行的时候就要进行预充电操作，一般为2个时钟周期。
6.   刷新过程分两种，一种是自动刷新还有一种是自刷新。提高SDRAM效率必须要尽量减少以上提到的各种时间造成数据的延迟。

词名：Zener diode

中文解释：稳压二极管；齐纳管

常用别名：Zener

来历：Zener diode

相关术语：programmable zener