【硬件学习之路】_cubemx黄色感叹号怎么解决

一个22年毕业的飞行器控制专业转电子的硬件小白，这篇文章将记录我实习以及工作经历，也就是自己的学习笔记啦。硬件本来就是一个需要积累的东西，学海无涯，希望自己能不断丰富自己。而我的工作岗位是助理工程师，主要是学习绘制原理图，板上测试，FPGA代码的调试等。
我自己创建了一个硬件相关的群，希望能够聚集广大的硬件爱好者，大家一起共同进步，相互学习，望大家踊跃加入！

2022.5.23
1.用钳子剪线的胶皮的时候，注意别剪断，流出的线不能太长；
2.使用电流源的时候，如果需要50V的电流输入，而只有最大限额的30V，可以通过将两个通道的电流源串联，此时的最大限额为60V，并将一个设置为20V，一个30V；
3.使用万用表的时候，可以用电阻通道，并切换到蜂鸣器模式，若检测时蜂鸣器响，则是导通状态，可以用来检测两个地线是否同时共地；
4.为了防止电流扰动对板子的影响，通常会设置一个隔离电压，例如隔离3.3V，此时通过其他地与其测试，将不会看到电压变化；
5.调试DTECH时，T/R+接RDX+，T/R-接RXD-,其中为短接，为了实现自发自收的功能验证。再通过串口调试工具XCOM21，若能自发自收，则功能正常，调试成功；
6.示波器的使用，可以先进行自检，来调整波形；
7.根据通信协议，来测试通信模块的功能，其中D21 00为头帧，读到则开始计数，80 00，为1000 0000 0000 0000 其中D15为1，则根据通信手册能观测到其功能是否正常，电脑查看则是通过串口，遥控功能查看；

2022.5.24
1.板子有额外的电压供电时，电脑调试的时候需要将ST-link上的电压线取掉，防止两个电压相互抵消，影响功能；
2.测试的时候，上电以后电容会储存电荷，所以进行下一次操作的时候，需要给电容进行放电，可以用电阻负载进行放电。

2022.5.25
1.用keil进行编译时，可能因为内存不足而debug失败，需要我们为其扩大内存，0800-08000；
2.FPGA上的一些引脚需要到官方进行下载，故有的手册上没有引脚定义；
3.电容可以滤波，当检测的时候，噪声很大，可以考虑接入电容。

2022.5.26
1.FPGA通常是分模块，芯片的原理图不用画完，根据使用来画；
2.drc检查很重要，注意分页符，双端网络等；
3.注意书写端口配置的文字；

2022.5.27
1.用万用表检查芯片是否故障，检查是否与地短路，若不该短路的与地短路，则该模块故障。
2.要注意对比原理图，是否有些电阻无故消失，则要后期焊接上。

2022.6.1
1.检查原理图的时候，需要将各个芯片的芯片手册，以及用户使用手册打开进行检查，检查内容包括：3.3V的电压是否能够达到上拉高电平的作用；根据参考电路，检查是否有的地方缺少或者多了电阻电容等值；确定使能作用，比如dr控制各项输入输出；检查时若有一些电阻阻值并不清楚，可以加焊盘，后期再选用特定阻值焊接上。
2.通过Vivado进行简单程序的编码，并查看时序波形图；要理解各行代码的含义。时钟设计中#50表示延迟50个延迟因子（1ns），则周期为100ns，频率为10MHz。
2022.6.2
1.完成了分频的仿真，以及流水灯的仿真，注意代码的规范性，例程也会有错误，需要自己根据情况修改；
2.DCM也就是时钟管理模块；

2022.6.6
1.cadence导出Bom清单的时候需要在Header中添加封装信息 tPCB Footprint，在Combined property string中添加封装描述信息t{PCB Footprint}

2.对导出的Bom清单需要做整理，格式参考苟哥给的模板，其中类型相同的需要合并居中，带星号的为不焊接的部分，放在表的下方。

2022.6.7

1. DDR=Double Data Rate双倍速率同步动态随机存储器。严格的说DDR应该叫DDR SDRAM，人们习惯称为DDR，其中，SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的缩写，即同步动态随机存取存储器。
2. zynq ps端介绍 我们使用的普通fpga和arm的结合构成了zynq开发板，通常fpga部分称为PL端，ARM部分称为PS端。

2022.6.9
1.使用AD9516软件来配置一些寄存器信息，配置标准参考原理图上的一些输出要求来配置，具体使用方法还是得看资料；

2022.6.13

1. TTL电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统。这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

2022.6.15
1.Vivado导入文件注释乱码时，可以使用Notepad++复制代码过来，转换不同的编码形式，再复制到Vivado中，

2022.6.16
1.Vivado仿真的时候，若波形蓝色zz表示高阻态，波形红色x表示未知态，注意是否赋予初值，或者是否进行连线数据处理等功能，
2.仿真的数据只与仿真文件有关，时钟的定义在仿真文件中，需要将代码联合起来的时候，可以创建一个top文件进行融合，让后再引入tb文件进行例化。（详情可以观看UART232案例）。

2022.6.17
1.在阅读芯片手册，配置引脚的时候，外设的初始化中默认为Default，

2022.6.20

1. 脉冲宽度调制（PWM），是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调试。是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

3.IP

4.项目的最终版本往往不带日期，修改版本命名有日期；
5.在设计一些电路的时候，通常将其在上电或断电期间设计为高阻抗状态，根据数据手册中的真值表等信息来设置，例如应将 OE 通过上拉电阻器接到 VCCA；
6. 闩（shuan）锁效应 （Latch-up）是CMOS集成电路中一个重要的问题，这种问题会导致 芯片 功能的混乱或者电路直接无法工作甚至烧毁。 闩锁效应是 CMOS工艺 所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。 闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的，当其中一个三极管正偏时，就会构成 正反馈 形成闩锁。

2022.6.21

1. VSS ：S=series 表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压 ；其中：对于数字电路来说，VCC 是电路的供电电压,VDD是芯片的工作电压(通常Vcc>Vdd) ， VSS是接地点；
   2.模拟电压输入常采用LC滤波电路，由电感加电容组成，电感对交流感抗大，通常一个电容管一个引脚，若引脚多可适当增加电容量；
   3.VCC_1V0_PG,表示的并不是1V的电压输出，应该是电源输出的电压正常的一个标志，此时为5V，高电平；
   4.电路图中设置的电阻为0Ω，是为了便于后期测试所设置，可直接连线短接；

2022.6.24
1.板子上电之前，需要先对电源进行测试，查看是否电源线对地短路，所以需要提前查看电源测试点，以及地线测试点；
2.测试前可以做一个excel表，统计需要测试的点，模板参考原理图审核点；
3.审核电路时也要注意其中的电流等参数是否正确；
4.D22和D28的6、42引脚需要飞线到VCC_1V0（TP19）；
5.测试接地时可以参考J5的1、3、5、7、9、11、13等地；

2022.6.28

1. Vivado中可以将部分代码封装成IP，方便以后调用。封装好IP以后，需要将IP的路径添加到工程中，然后才能在工程中被调用。
   2022.7.4
   1.绘制PCB时，可以根据模块来画，先在外板绘制好，再拖进板框；
   2.通常PCB的过孔设置为内孔直径0.3mm，焊盘直径0.6mm；

2022.7.6
硬件调试步骤：

1. 检测电源对地是否短路，先找到GND，注意GND是否隔离；无短路后再上电调试；
2. 上电后检测电压，先看总电压，再看分电压，使用万用表时要注意先打GND，再打电源；
3. 若总电源有电压，而LTM4644的二次电压无值，查看电阻是否接对；电压达不到预定值时也要查看是否电阻值正确；
4. 通电后也要通过Vivado查看是否能够检测到芯片；
5. 硬件调试完了以后，还需要为软件调试准备条件，比如网络线等来连接线，部分需要自己先焊接，后期再购买配备；
6. 若发现封装连接位置反了，可以将连接的两个电阻交叉连接来解决。

2022.7.15
1.调试FPGA时，AD芯片给FPGA的实际电压可能与FPGA采到的电压并不一致，则需要通过芯片的时序图进行调整代码；慢量程为3.3V的电压，采集的数据用12位数据保留，则2的12次方为4096，通道采集的电压为采集的数值除以4096再乘3.3V；

2022.7.18
1.FPGA采集的电压与实际测的的电压，需要检测其是否有误差，根据采样值进行计算时，需要查看芯片手册，查看其参考电压是内部参考还是外部参考电压，根据设计者而定；
2022.7.21
1.FPGA常用的的IP有clk_wiz（时钟模块），可以设置多路时钟输出，设置时钟输入是单端输入还是差分输入，resetn是低电平有效还是高电平有效；
2.用于抓取测试点仿真的是ila模块，可以设计自己采集多少路信号，并要注意采集信号的位宽，例化时要注意与其一一对应；
3.有时候采样采不到，需要注意是否有足够的采样深度，如131072为较大的采样深度；
4.通常在顶层的ila只能抓取底层的输出信号，并不能随意抓取底层的任意信号，如要抓取底层信号，需要在底层例化ila，并抓取信号即可；若想抓取很多信号，可以在每一个底层都建立ila模块，采样的时候分窗口显示即可；

2022.7.25
1.在进行仿真时，如LED1秒翻转，我们采集信号时可能仿真波形看不见，所以需要我们手动更改一些参数，来进行仿真；
2.为保证工程的稳定性，我们可以将需要更改的参数例化进仿真文件，因此只需要在仿真文件中更改参数即可，而不会影响到原本的功能；

2022.7.28
1.AD画原理图时，若CS要取反，则可以输入C\S\，同理，若VSYNC要取反，则输入：V\S\Y\N\C\。

2022.8.1
1.AD9518的时钟配置：通常先根据用户需求，来选择芯片，根据VCO（MHz）的范围，如需要配置40M和136M，则通过其最小公倍数680的范围来找（防止后续配置输出出现小数而配置不成功），可以使用范围在1360，2040，2720范围左右的芯片，综合考虑成本以及其他需求后选择；
2.VCO主要通过R和N配置，其中N=P*B+A，配置时满足公式：REF/R=VCO/N，注意VCO为最小公倍数。100/10=2720/272，2720/17=40，2720/5=136
2022.8.4

1. 带宽是指传感响应的幅频特性，即随着震动频率不同，响应输出幅度也不同，在某个频率时输出下降3dB，即带宽。但要将此时域数据序列不失真的重现出来，需要数据速率高于带宽的2倍。如带宽为80Hz，则数据速率须大于160Hz。
   香农定理：
   为了方便理解，假设我们采样的信号时域表示如下：f(t)=Asin(ωt)
   也就是在频域中只含有一个频率的正弦信号。为了确定该正弦信号的幅值A和角速度ω（和频率对应），需要我们在一个周期内至少采样两个点，也就是说采样的频率要大于等于两倍的正弦信号的频率。推广至复杂的时域信号，就变成了采样频率要大于等于最大频率信号频率的两倍。

2022.8.22
1.前阵子都在对028项目的原理图进行设计，其在004接口控制板上进行了修改，根据修改后的协议进行设计；
2.首先，设计之前我们需要有个整体架构，板框分布，接插件距离FPGA的距离需要尽量短，故设计连线的时候需要考虑如何分配BANK，以及一些高速BANK的使用，其中也需要对每个BANK的支持电平进行分析，若信号为3.3V，接在了1.8V的BANK上，则需要进行电平转换；
3.信号线连接FPGA时，可以随便连接，大多数PIN支持差分信号L，注意时钟以及参考引脚的预留即可。

2022.8.23
原理图设计的规范化：

1. 元器件的命名时，通常电源芯片为U？，其他集成芯片为D？，接插件为J？，变压器为T？
2. 画原理图库时，各个引脚尽量做好分类，如AVCC，VCC，AGND，DGND等分类分布，这样会更美观，且连线会更加直观，方便原理图的查看；
3. 画原理图时，尽量标注各个引脚的输入输出，进行原理图设计时会更加方便；

FPGA供电机制：FPGA芯片在正常工作的时候需要系统提供三套供电机制——外部端口供电机制、内部逻辑供电机制和专有电路供电机制。

1. 外部端口供电机制：一般来说，FPGA会根据位置关系，将这么多的用户IO资源划分开来，形成若干的IO Bank，而每一个IO Bank具有单独的VCCIO接口资源。这意味了一片FPGA芯片的用户IO资源可以支持多种接口电平通信。例如，一个IO Bank的管脚与外部SDRAM芯片通过LVTTL3V3进行存储操作，而另一个IO Bank的管脚可以通过LVDS2V5的接口电平与外部高速差分接口进行通信。
2. 内部逻辑供电机制：外部端口的供电一般电压要求较高，而对电流的要求较低，因为数字系统之间的通信不需要很强的电流驱动能力；而内部逻辑的供电一般供电电流较大，甚至可达十几安培，因此出于对功耗的控制，供电电压一般都比较低。由于以上的原因，不管一片FPGA芯片有多少个IO Bank，能支持多少个不同的VCCIO电平标准，一片FPGA芯片都只能有一个内部逻辑供电电源。VCCINT的管脚即为内部逻辑供电的管脚
3. 专有电路供电机制：由于FPGA中不断集成了一些新的资源，而有些资源对电源的要求是比较特殊的，因此对于大多数FPGA芯片来说，还需要配合一些专有的电路供电机制来驱动这些资源可以正常工作。
4. 例如，FPGA芯片中的PLL资源，由于其主要还是利用的模拟电路的特性来实现的，模拟电路对电源噪声远比数字电路敏感，因此，FPGA中的PLL资源一般需要专门的供电电路来供电，而FPGA自然也会为之提供相应的供电管脚，例如名称类似VCCPLL的。

2022.8.30
前段时间都在检查原理图设计，并对其进行了修正

1. 时钟信号通常比较敏感，故尽量不要用接插件外接提供；
2. 外接电路时，若不清楚接多少阻值的电阻和电容，可以接两个电阻，增大容错，方便后期修改；
3. 使能比较多的芯片，通常可以只拉高或拉低一个引脚使其不工作，其余引脚拉高或拉低到正常工作模式；但是最好都连接到FPGA上，由FPGA辅助控制；
4. 不清楚接法的电路一定要参考原理图设计，通常在芯片手册里，若没有则在官网找原理图设计；
5. 不同通道输出的外接电路可能不同，一定要细致，出必有因；
6. 引脚高低电平可能影响芯片的工作模式，故设计时应该考虑好芯片的工作模式；

2022.9.15
因为成都疫情，居家隔离了半个月，解封就继续上班学习。

1. FSMC(Flexible Static Memory Controller，可变静态存储控制器)是STM32系列中内部集成256 KB以上FlaSh，后缀为xC、xD和xE的高存储密度微控制器特有的存储控制机制。之所以称为“可变”，是由于通过对特殊功能寄存器的设置，FSMC能够根据不同的外部存储器类型，发出相应的数据/地址/控制信号类型以匹配信号的速度，从而使得STM32系列微控制器不仅能够应用各种不同类型、不同速度的外部静态存储器，而且能够在不增加外部器件的情况下同时扩展多种不同类型的静态存储器，满足系统设计对存储容量、产品体积以及成本的综合要求。
2. FSMC内部结构。STM32微控制器之所以能够支持NOR Flash和NAND Flash这两类访问方式完全不同的存储器扩展，是因为FSMC内部实际包括NOR Flash和NAND/PC Card两个控制器，分别支持两种截然不同的存储器访问方式。在STM32内部，FSMC的一端通过内部高速总线AHB连接到内核Cortex－M3，另一端则是面向扩展存储器的外部总线。内核对外部存储器的访问信号发送到AHB总线后，经过FSMC转换为符合外部存储器通信规约的信号，送到外部存储器的相应引脚，实现内核与外部存储器之间的数据交互。FSMC起到桥梁作用，既能够进行信号类型的转换，又能够进行信号宽度和时序的调整，屏蔽掉不同存储类型的差异，使之对内核而言没有区别。
3. NAND flash和NOR flash的区别详解：见CSDN收藏（电子设计）

2022.9.16

1. 画原理图库时，引脚的order表示位置，与number并无关系，故可以有差异；
2. 通常芯片的封装比较混乱，需要自己根据需要进行调整，按照引脚的功能进行分类，一方面可以使原理图更加美观，同时也更能够被人读懂，也可以参考现有的一些demo进行设计。
3. 磁珠和电感的区别
   磁珠由氧磁体组成，电感由磁芯和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去，因此说电感是储能元件，而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信号回路，磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理EMC(电磁兼容)、EMI（电磁干扰）问题。磁珠是用来吸收超高频信号，例如一些RF电路、PLL、振荡电路、含超高频存储器电路(DDR SDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，而对信号线则常采用磁珠。

2022.9.19

1. DCMI是STM32F4芯片自带的一个数字摄像头接口，该接口是一个同步并行接口，能够接受外部8位、10位、12位、14位CMOS摄像头模块发出的高速数据流；
2. STM32中的ETH为以太网（Ethernet），
   MII接口：介质独立接口，定义了10 Mbit/s 和100 Mbit/s 的数据传输速率下MAC 子层与PHY 之间的互连，
   RMII接口：Reduced media-independent interface: RMII（精简介质独立接口）。精简介质独立接口(RMII) 规范降低了10/100 Mbit/s 下微控制器以太网外设与外部PHY 间的引脚数。
3. I2S(Inter—IC Sound)总线, 又称 集成电路内置音频总线。

2022.9.20

1. FIFO：是英文First In First Out 的缩写，是一种先进先出的数据缓存器，他与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。
   FIFO的一些重要参数如下
2. FIFO的宽度：也就是英文资料里常看到的THE WIDTH，它只的是FIFO一次读写操作的数据位，就像MCU有8位和16位，ARM 32位等等，FIFO的宽度在单片成品IC中是固定的，也有可选择的，如果用FPGA自己实现一个FIFO，其数据位，也就是宽度是可以自己定义的。
3. FIFO的深度：THE DEEPTH，它指的是FIFO可以存储多少个N位的数据（如果宽度为N）。如一个8位的FIFO，若深度为8，它可以存储8个8位的数据，深度为12 ，就可以存储12个8位的数据，FIFO的深度可大可小，个人认为FIFO深度的计算并无一个固定的公式。在FIFO实际工作中，其数据的满/空标志可以控制数据的继续写入或读出。在一个具体的应用中也不可能由一些参数算数精确的所需FIFO深度为多少，这在写速度大于读速度的理想状态下是可行的，但在实际中用到的FIFO深度往往要大于计算值。一般来说根据电路的具体情况，在兼顾系统性能和FIFO成本的情况下估算一个大概的宽度和深度就可以了。而对于写速度慢于读速度的应用，FIFO的深度要根据读出的数据结构和读出数据的由那些具体的要求来确定。
4. 满标志：FIFO已满或将要满时由FIFO的状态电路送出的一个信号，以阻止FIFO的写操作继续向FIFO中写数据而造成溢出（overflow）。
5. 空标志：FIFO已空或将要空时由FIFO的状态电路送出的一个信号，以阻止FIFO的读操作继续从FIFO中读出数据而造成无效数据的读出（underflow）。
6. 读时钟：读操作所遵循的时钟，在每个时钟沿来临时读数据。
7. 写时钟：写操作所遵循的时钟，在每个时钟沿来临时写数据。
8. 读指针：指向下一个读出地址。读完后自动加1。
9. 写指针：指向下一个要写入的地址的，写完自动加1。
10. 读写指针其实就是读写的地址，只不过这个地址不能任意选择，而是连续的。

2022.9.23

1. SWDIO：JTAG:Test Mode State pin ; SWD: Data I/O pin 数据线；
2. SWCLK：JTAG: Test Clock pin ; SWD: Clock pin 时钟线；
3. AD中PCB根据位号搜索，快捷键：E->J->C

2022.9.24
1.电压进行转换后的输出电流不能太小，否则不能驱动后续的电路，后续电路相当于并联分流，各电路需要的电流是通过其自身系统的负载决定的，用多少取多少。

2022.9.26
1.在使用STM32cube时，配置了一些引脚后，有黄色三角形感叹号提示，这个警告的意义在于提醒开发者当你选择了引脚某功能后，会限制其他category 的部分功能。
这种警告就是说一个管脚有多个可能的作用，你选择了一个之后，其他不能选，用一个警告三角形提示你。仅仅为提示，不是报错或者警告。

2022.10.8
1.国庆节的时候，外出调试三天，首先大致学会了频谱仪的简单使用，射频工程师用的很多，主要设置自己观察信号的中心频率，并设置其扫描范围，用探针观察信号的时候，用Peak Search查找尖峰频率，并保持。再通过信号源改变幅度，db，调试到利于观察的位置。
2.对于一些模拟输入，不能接入BUFFER中，要么将模拟信号通过ADC转为数字信号再接入MCU，或者直接将模拟信号接入MCU的硬件ADC引脚

2022.10.12
1.根据间距大致可分为2.54mm，2.00mm，1.27mm，1.00mm，0.8mm五类根据排数有单排针，双排针，三排针等；根据封装用法则有贴片SMT（卧贴/立贴），插件DIP（直插/弯插）等；按照安装方式划分：180°用S表示、90°用W表示，SMT用T表示。

2022.10.13
1.安装柱（螺丝位置），在整车有功率源的情况下，安装孔不需要添加网络，不能接地，防止有干扰；
2.通用螺丝孔的型号为M4；
3.在处理电磁兼容等情况时，信号等线路常常使用双绞线，且端口裸露出来的长度不能高于10多mm；

2022.10.19
1.PCB沉金：
一、 什么是沉金呢？
简单来说，沉金就是采用化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应在线路板表面产生一层金属镀层。
二、为什么要沉金呢？
电路板上的铜主要是紫铜，铜焊点在空气中容易被氧化，这样会造成导电性也就是吃锡不良或者接触不良，降低了电路板的性能。
那么就需要对铜焊点进行表面处理，沉金就是在上面镀金，金可以有效的阻隔铜金属和空气防止氧化掉，所以沉金是表面防氧化的一种处理方式，是通过化学反应在铜的表面覆盖上一层金，又叫做化金。
四、采用沉金板的的线路板有哪些好处？
1、沉金板颜色鲜艳，色泽好，卖相好看。
2、沉金所形成的晶体结构比其他表面处理更易焊接，能拥有较好的性能，保证品质。
3、因沉金板只在焊盘上有镍金，不会对信号有影响，因为趋肤效应中信号的传输是在铜层。
4、金的金属属性比较稳定，晶体结构更致密，不易发生氧化反应。
5、因沉金板只有焊盘上有镍金，所以线路上的阻焊与铜层的结合更牢固，也不容易造成微短路。
6、工程在作补偿时不会对间距产生影响。
7、沉金板的应力更易控制。

2020.10.20
1.项目对接：在有外协合作的时候，一定要对接好，多联系。比如接插件的部分，尽量对接采用相同规格，若因为各方原因达不到要求，需要采用焊接技术，则需要考虑接线是否能承受焊接，是否容易焊断等问题。
2.反思：在这次项目中，由于缺乏主观判断能力，听取了焊接接线的要求，且不知道1.27mm的排线承受不了焊接，导致在PCB设计完成后仍需要修改封装，且要重新采购，为众多人带来了麻烦，实为不该犯的错误。在今后的设计中，一定要更加严谨，在自己不知道的情况下，需要多问，听取他人的建议。居安思危，一定要保持怀疑态度，排除潜在隐患，方能走的长远！

2022.10.21
1.电路原理图：SCH；电路板：PCB；印刷电路板：裸板没有上元器件的电路板；IC板：有集成电路零件装载

2022.10.24
1.选择电源转换时，注意查看芯片的输出电压范围，例如：
LTM4644：Operating over an input voltage range of 4V to 14V or 2.375V to 14V
with an external bias supply, the LTM4644/LTM4644-1 supports an output voltage range of 0.6V to 5.5V.（输出电压最高为5.5V）
LTM4643：Operating over an input voltage range of 4V to 20V or 2.375V to 20V with an external bias supply, the LTM4643 supports an output voltage range of 0.6V to 3.3V each set by a single external resistor.（输出电压最高为3.3V）

2022.10.25

1. 知道运放的特点都是高输入阻抗，低输出阻抗；而假设的理想运放更是将输入阻抗近似到无穷大，输出阻抗趋近于零；高输入阻抗是为是减小对前级的影响，而低输出阻抗带负载能力强，所以在小信号放大电路中我们总是在前级设计一个跟随电路，提高电路的性能。由于高输入阻抗，差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid>1GΩ~1TΩ，IB为几皮安到几十皮安。

2022.11.6
1.通过对ADDD-2020004_SUB04的板子的调试，3V3短路，发现由于是STM32F407的封装画错，其中99脚的VSS引脚画为PDR_ON，误将其拉高。实则应该接地，才导致3V3与地短路，将其99脚翘起来再飞线到GND后解决。经过这次经验，得出结论，不要轻易参考网上的原理图，最好找有权威性的官方文档，画原理图时应该细致到每一个引脚，需要其一一对应。只有严谨的态度，才能减少调试问题。
2.其中3V3电压转换后为3.9V，排查后发现是1.5k的电阻误焊为1.15k，电阻装反袋子导致。调试的时候需要保持怀疑，确保元器件的正确性，防止走弯路。
3.在软件调试的时候，最好先参考官方的设计PDF，理解了代码的区别才能做好修改，不要直接上手改代码的引脚。例如：其中 LCD_BASE，必须根据我们外部电路的连接来确定，我们使用 Bank1.sector4 就是从 地址 0X6C000000 开始，而 0X0000007E，则是 A6 的偏移量，这里很多朋友不理解这个偏移量 的概念，简单说明下：以 A6 为例，7E 转换成二进制就是：1111110，而 16 位数据时，地址右 移一位对齐，那么实际对应到地址引脚的时候，就是：A6:A0=0111111，此时 A6 是 0，但是如果 16 位地址再加 1（注意：对应到 8 位地址是加 2，即 7E+0X02），那么：A6:A0=1000000，此 时 A6 就是 1 了，即实现了对 RS 的 0 和 1 的控制。
由于我们配置的为A16，故·A16:A0=0 1111 1111 1111 1111,（对其加一，则A16:A0=1 0000 0000 0000 0000,实现了对RS的0和1的控制），由于其为16位，地址右移一位后才为0FFFF，故其移位前为：1 1111 1111 1111 1110=1FFFE，故其地址偏移量为0X0001FFFE。

2022.11.28
1.这个月主要就是对板子进行调试，幸运的是都调通了，只有前面封装引起的错误，导致了重新投板，增加了研究成本；
2.对于调试的模块，大多根据正点原子官方例程，进行引脚修改，并代码修改后完成，分别有：
a) 电源转换模块：通过匹配电阻值（2.59k，1.5k），用LT1963AES8将5V电压转换为3.3V；
b) ADC模拟电压采集模块：适用的是STM32的ADC引脚，采集的是外部的电压值，精度较高；
c) 数字量输出模块：输出高低电平（3.3V/0V），以给后续电路，有时无法驱动后续电路则需要查看驱动电流是否合格；
d) EEPROM，Flash：根据历程修改，且IIC以及SPI引脚应该适用硬件将其上拉，若硬件未上拉，则需要软件上拉；
e) CAN通信：需要上位机发送CAN数据，且能通过上位机读取芯片发送的CAN数据；
f) 晶振：32.768KHz的晶振供给内部RTC时钟，用于实时显示时间，参考官方例程；
g) 数字量输入模块：用HAL函数直接读取引脚输入的高低电平即可；
3.对于结构问题，在设计的时候需要同结构工程师沟通好，防止后续上整机的时候有误差。例如：LCD屏幕到板子间的距离，除了大概了解距离外，还应该在板子回来以后，再次实物测量，再次核对，防止结构出错。
4.对于板子温度问题，当整机上有发热模块时，一定需要处理好板子的隔热，通常一些芯片的耐温性能并不好，例如晶振焊接时，若引脚烫的时间过长，通常会烧坏晶振，以32.768KHz直插型为例，要求使用178°C熔点的焊锡，晶振内部的温度超过150°C，会引起晶振特性的恶化或者不起振。解决办法：焊接制程过程中一定要规范操作，对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。引脚焊接的正确方式应是：不在晶振引脚的根部直接焊接（将两脚的焊盘烫化以后，将引脚插入焊锡里面，而不能直接烫引脚，防止烧坏）；280°C下焊接时间为5秒以内，260°C下焊接时间为10秒以内。同时，各个芯片的温度限度也应严格把控，STM32F407VET6的工作温度在-40℃-85℃之间，故环境温度不能太高。

2022.11.29
1．ZI Data: zero initialized data，零初始化的可读写变量Shows how many bytes are occupied by zero-initialized data.0数据段，存放未初始化的全局变量及初始化为0的变量。
存储Size:
RO size: Code + RO_data，表示程序占用Flash空间的大小。
RW size: RW_data + ZI_data，表示运行时占用RAM的大小。
ROM （minimum）size = Code + RO_data + RW_data （即烧/下载程序到FLASH/ROM时，所占用的最小空间）
Total ROM Size (Code + RO Data + RW Data)这样所写的程序占用的ROM的字节总数，也就是说程序所下载到ROM flash 中的大小。

2022.12.5
1.NCO：数字控制振荡器（NCO，numerically controlled oscillator）是软件无线电、直接数据频率合成器（DDS，Direct digital synthesizer）、快速傅立叶变换（FFT，Fast Fourier Transform） 等的重要组成部分，同时也是决定其性能的主要因素之一，用于产生可控的正弦波或余弦波。随着芯片集成度的提高、在信号处理、数字通信领域、调制解调、变频调速、制导控制、电力电子等方面得到越来越广泛的应用。
2. 开关电源(DC/DC)和线性电源(LDO低压差线性稳压器)的区别：
a) 开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的； 线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的；
b) 开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压；
c) 开关电源效率高；线性电源效率低；
d) 线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大；
参考博客：开关电源(DC/DC)和线性电源(LDO低压差线性稳压器)的区别_国产运算放大器_模拟开关_线性稳压器_电平转换器_小逻辑_比较器_电压基准源_江苏润石官网 (run-ic.com)；

2022.12.6
1.PCB设计中电流与线宽的关系： PCB的载流能力取决与以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、容许温升。大家都知道，PCB走线越宽，载流能力越大。
经验公式计算:0.15×线宽(W)=A。
2. 阻抗匹配
具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，阻抗的单位是欧。对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。类似于向墙上扔皮球，要把皮球传过去，但是墙是硬的，会弹回来，如果是扔到窗帘上就不会弹回来，阻抗的意义就是让发射，接收，传输过程中能量都是一致的衰减程度，不会有能力反射，向皮球一样，连续不断地向墙上扔皮球，如果有皮球弹回来，就会和正在扔过去的皮球撞上，这就类似于一个方波信号在取反的时候有毛刺震荡。
阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，当它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。阻抗匹配是指在能量传输时，要求输出阻抗，负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了。高速 PCB布线时，为了防止信号的反射，通常要求是线路的阻抗为单端50欧姆，差分100欧。

2022.12.8
1.对于我们测试的时候，一定要佩戴静电手环，或者静电手套，因为冬季，很容易产生静电，而人体静电可达几千伏甚至几万伏，很容易击穿元器件。案例：可能由于未佩戴静电手环，导致在烧录程序的时候，插拔接插件时，由于静电，将JTAG调试引脚击穿，而无法再烧录程序，是一种不可挽回的损失。
2.对于我们检测硬件时，可以通过万用表打通断，查看一些芯片非地引脚是否对地短路，或者各个引脚是否相互短路。若检测没有问题，可以通过使用万用表的电阻挡位，将两个板子（问题板/正常板）的引脚进行对比，查看一些高阻引脚是否电阻过低，是否电阻有差异。

2022.12.9
1.MSB（ most significant bit）：最高有效位，指的是一个n位二进制数字中的n-1位，具有最高的权值2^(n-1)；
LSB（ least significant bit）：最低有效位，指的是一个二进制数字中的第0位（即最低位）；

2022.12.12

1. 由于LVDS信号电平变化在0.85-1.55V之间，其由逻辑低电平到逻辑高电平变化的时间比TTL电平要快得多，所以LVDS更适合用于传输高速变化信号。其低压低电流，噪声低功耗也低。 多用于板内信号传输。
   LVDS使用注意:速率可以最快可达到600M以上，对PCB布线要求较高，差分线要求严格等长，差最好不超过10mil(0.25mm)。100欧电阻离接收端距离不能超过500mil，最好控制在300mil以内。

2022.12.20

1. DDR3是一种内存规格，它是SDRAM家族的内存产品。DDR3之前的产品有DDR和DDR2。DDR（Double Data Rate）是双倍速率同步动态随机存储器，严格的说DDR应该叫DDR SDRAM。DDR2是DDR产品的升级产品，它是四倍速率同步动态随机存储器。DDR3在DDR2的基础上实现了更高的性能（增加到八倍）和更低的电压。

2023.1.30
不知不觉已经很久没有记录了，主要是前段时间逐步开始学FPGA，遇到的问题大都收藏在了博客，写日志的话会既浪费篇幅，也不能更直观的理解，以后，会继续对一些比较简短且有用的东西进行记录，包括硬件以及FPGA。

1. IP核工作必须要满足一定的时序要求，所以需要将数据按照一定时序送入IP核。IP核交互是用AXI-Stream接口，关于AXI-Stream接口的时序可自行查一些相关资料，这里不做详细介绍。简言之，AXI-Stream接口分为主机（master）和从机（slave），主机为发起端，从机为响应端，只有ready信号和valid信号同时为高时数据才能被有效写入或读出。举个例子，主机检测从机发出的ready信号，当为高时将valid信号拉高即可从从机读出或向从机写入数据。
2. 在测试FFT（快速傅里叶变换），输入可以通过Matlab画图，到处波形的数据，通过仿真文件读取数据，作为输入波形。生成波形的时候在Matlab也进行了仿真（用了傅里叶变换函数），所以，能进行较好的结果对比。

2023.2.3

1. 元件引脚直径与PCB焊盘孔径对应关系：
   
   
   

2023.2.15
PCB拼板

1. 为什么要拼板？
   a.为了满足生产的需求。有些PCB板太小，不满足做夹具的要求，所以需要拼在一起进行生产。
   b.提高SMT贴片的焊接效率。只需要过一次SMT即可完成多块PCB的焊接。
   c.提高成本利用率。有些PCB板是异形的，拼板可以更高效率的利用PCB板面积，减少浪费，提高成本的利用率

2. 拼板的方式

PCB拼板方式-V割（V-CUT）
V割，又称V-CUT，在规则板中使用较多。V割是在两个板子的连接处画一个槽，只要将两个板子拼在一起，之间留点空隙即可（一般0.4mm），但这个地方板子的连接就比较薄，容易掰断，拼板时需将两个板子的边缘合并在一起。V割一般都是直线，不会有弯曲圆弧等复杂的走线，在拼板时尽量在一条直线上，V割线可以使用2D线放在所有层进行表示。

PCB拼板方式-邮票孔
对于不规则的PCB板，比如圆形的，V割是做不到的，这个时候就需要使用到邮票孔来进行拼板连接，因此邮票孔一般在异形板中使用的较多。在两个板子的边缘通过一小块板材进行连接，而这一小块板材与两块板的连接处有许多小孔，这样容易掰断。掰断之后板子的边缘像邮票的边缘，因此这种拼板方式被称为邮票孔。

PCB拼板方式-空心连接条
空心连接条在有半孔工艺的板子中使用较多，是使用很窄的板材进行连接，和邮票孔有些类似，区别在于连接条的连接部分更窄一点，而且两边没有过孔。空心连接条的拼板方式有一个缺点：板子掰开之后会有一个很明显的凸点。邮票孔也有凸点，因为被过孔分开所以不怎么明显。有人可能会觉得直接用邮票孔不就好了，为啥还要用空心连接条？这是因为在做四周都是半孔模块的时候，邮票孔和V割都无法使用的，只能通过空心连接条在模块四个角进行连接。

2023.2.24

1. FPC简介
   FPC即柔性电路板，是PCB的一种。
   按层数划分， FPC 可分类为单层 FPC、双层 FPC、多层 FPC；相关制造技术以单层 FPC 制造技术为基础，通过迭层压合技术实现，具体如下：相比普通PCB，FPC具有配线密度高、重量轻、厚度薄、可折叠弯曲、三维布线等其他类型电路板无法比拟的优势，因此应用广泛。

2. 放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路。分别是输入级，中间级，发大级还有偏置电路。
   

3. 线性放大器IC各种电子产品不可缺少的部分，如何设计出高质量的电子产品，除了要求总体方案最佳外，放大器设计得是否合理可靠直接影响整个电子产品的系统性能

2023.3.2

1. 在使用NXP的Kinetis系列的KV1X的MCU时，此款芯片只有SWD调试接口，在使用kei调试和下载过程中时不时会找不到SWD接口或者芯片被锁住，检查电源稳定纹波很小，NMI已上拉10k电阻，可以在jlink Command中找到内核并解锁。在恩智浦论坛上询问FAE，芯片内部DIO已上拉，SCK已下拉，可能是jlink到SWD接口的连接线较长导致信号不稳定，或者是Layout做的太差，引起芯片被锁，建议SWD_DIO上拉10k电阻，SWD_SCK下拉10K电阻保证信号的稳定性。按照建议做了第二版后，调试的稳定性增强，被锁或找不到接口的情况基本不再出现。
   在画板时可预留上下拉电阻的位置，在出现这种情况后方便调试。
2. Modelsim和vivado有版本匹配问题，版本不匹配就会编译失败。
   vivado2018.2与modelsim10.7匹配
   vivado2017.4与modelsim10.6匹配，

非常抱歉，小半年没有更新了，其中也是零星的记录了一些，前段时间主要搞嵌入式软件耽搁了很多时间，这阵子又陆陆续续开始画板子，才开始记录。感谢兄dei们的提醒，才让我想起了初心，需要不断积累，不断记录，才能进步！
2023.3.29
1，最近工作任务中心在写代码上，主要是基于STM32F103的芯片，实现的功能有：ADC的温度采集，数字量输入采集，与数字量输出控制，实现422串口通信，以及CAN通信，同时运用了定时器以及中断等功能，对单片机的学习又加深一步；
2，OBC（on board charge）准确来说是“车载充电器”。一般是低功率充电机。分为车载有线充电和车载无线充电。
DCDC（DC-DC converter）,直流电压转换成另一个直流电压的装置。
BMS的全称为电池管理系统 (Battery Management System), 即管理电池的充放电，使电池处于一个最佳的状态。

2023.4.4
1，最近在整机调试，遇到一些问题，比如CAN通信不能控制，在软件找不到问题的情况下，首先检查CAN_H和CAN_L连线是否正确，将CAN线并联接线通过CAN上位机抓取CAN信号，查看是否有信息传输；
2，测试232转422的串口盒时，采用回环模式，同时，要查看是否需要单独供电，有一些是电源适配器供电，有的需要电源接线24V供电，串口上位机是否波特率匹配等。

2023.4.13
1，测试时发现一个问题，对面给我们3.3V，连接上发现实际我们的数字量输入电压为1.7V左右（处于STM32门限电平接线，容易在0和1中间跳变），原因是由于上级数字量输出引脚进行了上拉，其中有个上拉电阻，我们也加入了下拉电阻，导致分压，将电压拉低。所以以后设计时，需要进行沟通，确认是否进行了上下拉。

2023.4.21
1，硬件调试完以后，被抓壮丁去写了软件，最近都在写单片机的软件，其中学会了使用很多东西，比如串口中断接收，CAN中断接收，定时器的使用，以及根据通信协议进行逻辑代码的书写。单片机代码写一写还是很有用的。
2，在写串口通信时，要求写一个校验和，可以增加信息的准确率，原理如下：
发送方：对要发送的数据进行累加，得到一个数据和，对和求反，即得到我们的校验值。然后把要发的数据和这个校验值一起发送给接收方。

接收方：对接收的数据(包括校验和)进行累加，如果得到0（关于网上说这里需要加1，本人通过测试发现，不需要累加），那么说明数据没有出现传输错误。(注意，此处发送方和接收方用于保存累加结果的类型一定要一致，否则加1就无法实现溢出从而无法得到0，校验就会无效)。

2023.5.4
1，Cadence如何将原理图输出为PDF文件：

1. 在打印机设置中（Print Setup），打印机不要选择Microsoft Print to PDF，可以选择Adobe PDF
2. 选中.DSN文件（表示打印所有页）
3. 打开Print选项
4. Scale选项中：勾选Scale to paper size
5. Print Option选项中：勾选Inst.Mode（Preferred）
6. 点击OK开始打印
   若想用Microsoft Print to PDF进行打印，步骤如下：
7. 在打印机设置中（Print Setup），打印机不要选择Microsoft Print to PDF，可以选择Adobe PDF
8. 选中.DSN文件（表示打印所有页）
9. 打开Print选项
10. Scale选项中：勾选Scaling
11. Print Option选项中：勾选Inst.Mode（Preferred）
12. Setup选项中：将打印机修改为Microsoft Print to PDF
13. 点击OK开始打印

2023.5.11
最近新设计的板子，集成了继电器的驱动电路，所以，学习了一下继电器的工作原理，以及如何使用光耦隔离，加上三极管，或者场效应管来驱动继电器。
1， 继电器：电磁继电器（electromagnetic relay）是一种电子控制器件，它具有控制系统（输入回路）和被控制系统（输出回路），通常应用于自动控制电路中，它是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种开关控制方式，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。我们实际用处大多数就是拿来当作开关，通断一些较高的电压。同时，以后继电器选型需要考虑尖峰脉冲，耐压值，以及冲击电压等，防止继电器的反向电压对我们的电路进行损坏。

如上图所示，我们接继电器通常有两根线，一根是为线圈供电的线（红线），通常是一个较大的电压，比如24V或者12V，另外一根线则是用来控制线圈供电是否导通到地形成回路的线。
我们通常使用的继电器如下图所示（用于大电源的开关控制）：

具体工作原理如下：

如上图，矩形为继电器，且三级管的地必须为12V的地，这样在三极管导通的时候，12V才能接到地，形成回路，线圈闭合，继电器正常工作。上图中的D1是为了减小继电器开关闭合过程中形成的反向电动势，对我们的三极管进行冲击。也可以加入肖特基二极管，改善效果更好。

2， 光耦：
光耦一般用于信号的隔离。当两个电路的电源参考点不相关时，使用光耦可以保证在两边不共地的情况下，完成信号的传输。
光耦的基本原理
光耦的原理图如下所示

其内部可以看做一个特殊的“三极管”；一般的三极管是通过基极B和发射极E间的电流，去控制集电极C和发射极E间的电流；而光耦可以看做是用输入端的发光管的光强度在控制输出端的电流；而输入端的发光管是个二极管，也就是用输入端的电流去控制输出端的电流，功能上和三级管是等效的，而由于中间的控制是靠光传输，所以输入端和输出端可以没有固定的电压差，也即相互隔离。将大电压和小电压进行隔离，防止进行干扰，以及不当操作烧毁芯片。在这插一句，据说，光耦对温度比较敏感，自身也比较脆弱，在焊接的过程中，要防止烙铁长时间接触，以免烫坏芯片（以前就烫坏过晶振0.0）。
以下是找的一个继电器驱动电路原理图：

当VALVE2为高电压，三极管Q13导通，则光耦U13导通，同时U13的4脚和3脚导通，继电器的5V接到地，线圈导通，继电器工作。
以上就是光耦，和三极管，来组合驱动继电器的工作原理，在以后的设计中，大同小异，举一反三。在选型过程中，一定要注意，电流能否驱动，驱动继电器的电流一定要选大的，比如这次设计中，这个继电器虽然只要250mA的驱动电流，但是苟老师也选了一个4A的场效应管来驱动，不清楚后续是否会有问题，等以后调试再看（后续调试发现没什么问题，能够正常驱动，但是可以将R46的电阻稍微调小一些，需要考虑光耦的驱动电流问题，具体参考各个光耦的参数型号）。

2023.6.1
1，漏极开路（Open Drain）即高阻状态，适用于输入/输出，其可独立输入/输出低电平和高阻状态，若需要产生高电平，则需使用外部上拉电阻。
2，高阻状态：高阻状态是三态门电路的一种状态。逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外，还有第三种状态——高阻状态的门电路。电路分析时高阻态可做开路理解。
3，I2C 总线在物理连接上非常简单，分别由SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)及上拉电阻组成。通信原理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的控制，来产生I2C总线协议所需要的信号进行数据的传递。在总线空闲状态时，SCL和SDA被上拉电阻Rp拉高，使SDA和SCL线都保持高电平。
4，I2C通信方式为半双工，只有一根SDA线，同一时间只可以单向通信，485也为半双工，SPI和uart通信为全双工。
5，模拟射频线的隔层参考
大家都知道我们在做PCB设计的时候，射频线一般都是不打孔换层的，一般直接都是走的器件层，而我们处理它的常用方法可能就是加粗走线，然后掏空参考层，在它的下下层给铺地做参考。那么为什么会這么走呢？
因为射频走线也是控制50欧姆的阻抗，一般50欧姆阻抗表层走线是6-7mil线宽的样子，但是呢，射频线对信号质量要求很高，考虑到抗干扰，衰减及趋肤效应等方面原因，加粗走线是很有必要的。但是一旦加粗走线，我们的阻抗就会变小如果还是参考他的相邻层的话，所以我们就要想办法将它的阻抗给提上去，而线到参考层的距离越大阻抗就会变大，所以我们会掏空相临层然后让他参考下一层。

2023.7.3
1，ICD（Interface Control Document）称为接口控制文件；
2，Cadence绘制原理图时，若有要求，需要统一页面模板，在库文件中有，可引用；
3，LVTTL（LowVoltage Transistor-Transistor Logic）
LVTTL电平标准即低电压三极管-三极管逻辑电平标准是EIA/JESDSA的一种通用的3.3V电平标准，该标准的输入输出供电电压（VCCO）为3.3V，不需要参考电压（VREF）和终端电压（VTT）；

2023.7.13
1，今天在选择LDO电源芯片的时候，发现dropout voltage（压差）是LDO最常见的参数之一，但是并不是所有的工程师都能够正确的设计LDO dropout voltage，导致产品可靠性具有隐患，降低平均无故障时间。和DCDC开关电源架构不同，LDO内部的管子是工作在放大状态的，在这样的大前提下，LDO输入输出必须要满足一定的压差条件，LDO才能有效进行反馈调节，正常工作。
2，LDO内部影响Dropout Voltage的几个原因，指导大家来正确选型。LDO内部除了基本的LDO控制电流外，往往还有一些保护电路、放电电路、逻辑控制电路等，有的LDO内部还有电荷泵等接口，这些电路都是要吃电的，所以IC的dropout voltage除了考虑内部管子的工作状态之外，还要考虑内部其他电路的供电需求。

3. 即使LDO输入电压可以是1.14V，输出是1V@Iout=300mA，我们也不能直接选择1.14V的电源提供给LDO。
4，第二个必考虑因素，走线。
我们举“栗”说明，DCDC输出1.14V；负载需求，1V@Iout=300mA。下图是线路损耗拆解，在走线100mΩ的情况下，如果要满足负载1V@Iout=300mA的需求，则留给LDO的dropout voltage只有0.08v，无法满足0.14V的规格，设计也无法保证性能和稳定性。
我们在走线时就要控制好走线的DCR，有必要仿真管控。
200mΩ * 300mA = 0.06V；1.14 – 0.06 – 1 = 0.08<0.14V(不满足压差条件)

5，第三个因素是前置电源的纹波影响。
一般为了降低功耗，LDO前级选择DCDC开关降压电路，BUCK工作时会有纹波，使得LDO输入电压会有最低值，由于电容的存在，这一点的影响不是特别大，只有在极个别情况下才会考虑这点。

2023.7.26
1，Xilinx FPGA中HP HR HD bank分别是什么用途
7系列的FPGA中有HP Bank和HR Bank，UltraScale FPGA有HP Bank、HR Bank和HD Bank，但并不是一个FPGA中会同时包含HP/HR/HD Bank。
• HP：High Performance
• HR：High Range
• HD：High Density
  HP Bank，从名字就可以看出来，应用于高性能也就是速度比较高的场景，比如DDR或者其它高速差分总线（不是gtx），由于速率比较高，Bank电压最高也只能到1.8V。
  HR Bank表示支持wider range of I/O standards，最高能够支持到3.3V的电压。
  HD Bank应用于低速I/O的场景，最高速率限制在250M以内，最高电压也是支持到3.3V
  Kintex UltraScale 和Virtex UltraScale中有HP Bank和HR Bank，Virtex UltraScale+系列中只有HP Bank，Zynq UltraScale+ MPSoC 和Kintex UltraScale+ 系列包含HP和HR Bank。
由于应用场景不同，支持的IO原语也有差异，下图是7系列FPGA HP Bank和HR Bank支持的特性：


下图是UltraScale系列FPGA HP Bank和HR Bank支持的特性：


HD Bank由于相对特殊一些，单独列了出来：


2，MRCC和SRCC的区别
只有7系列的FPGA中才有MRCC和SRCC的说法，到了UltraScale系列，都是叫GC。
  看了上一篇文章的同学应该清楚MRCC就是Multi Region的CC，从该管脚输入的时钟可以access到不同的clock region，而SRCC就是Single Region的CC，从该管脚输入的时钟只能access当前clock region。
  所以有同学就会觉得，如果想使用全局时钟，就必须将时钟接到MRCC，而不能是SRCC。但这种理解是错误的，下面我们会详细解释。
  手册中对MRCC驱动多个clock region的说明如下：
MRCCs can access multiple clock regions and the global clock tree. MRCCs function the same as SRCCs and can additionally drive multi-clock region buffers (BUFMR) to access up to three clock regions.
MRCC通过BUFMR来access最多三个clock region，从下面的图也可以看出，已经用红色的线将MRCC的路径都标出来，可以看到，MRCC通过了BUFMR到达了CMT Backbone（如果对CMT Backbone不理解，可以看前面两篇文章），然后就可以access其他的clock region了。

从上面这个图可以看出，MRCC可以直接驱动BUFR和BUFIO，也可以先经过BUFMR后再驱动BUFIO和BUFR。
SRCC的路径在下面的图中用红色的线标识出来，可看到，它的路径只在当前的clock region里面。

An MRCC pin pair can drive a specific BUFMR, which in turn can drive BUFIOs and BUFRs in the same and adjacent regions facilitating multi-region/bank interfaces. Similarly, a GT quad can also drive the BUFMRs.
下面这个表格解释的就更加清晰了，MRCC和SRCC都是由外部的时钟驱动，而且MRCC和SRCC的区别就在于MRCC可以驱动BUFMR，SRCC不行。其他基本都一样，它们都可以驱动四个BUFIO、四个BUFR、一个CMT、上下相邻的CMT、16个BUFG和BUFH。
其中有一点很关键，就是它们都可以驱动BUFG和BUFH，这就意味着，从MRCC和SRCC进来的时钟都可以access全局时钟树，也就都可以当做全局时钟。所以，SRCC进来的时钟，虽然不能直接驱动其他clock region，但接到BUFG上之后，仍然可以通过BUFG来驱动其他的clock region。

2023.8.21
1，晶振输出波形有正弦波和方波两种。晶体谐振器（无源晶振）输出波形为正弦波，晶体振荡器(有源晶振）输出波形为方波。其实有源晶振本身输出也是正弦波，但是当它内部增加了整形电路后，其输出就变成了方波。方波是数字电路中最常用的输出类型。
2，无源晶振：无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。无源晶振信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。
有源晶振：有源晶振有4个引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大，只需要电源，就可输出比较好的波形。有源晶振的封装通常有4个引脚，分别为VCC（电压）、GND（地）、OUT（时钟信号输出）、NC（空脚）。
有源晶振不需要CPU的内部振荡器，信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单（主要做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路，如下：
2023.8.22
1，EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容）是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力。它是电子、电气设备或系统的一种重要的技术性能，其包括三方面的含义：
（1）EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）：
即处在一定环境中的设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量，相对应的测试项目根据产品类型及标准不同而不同，对于民用、工科医、铁路产品，基本的EMI测试项目有：
● 电源线传导骚扰（CE）测试；
● 信号、控制线传导骚扰（CE）测试；
● 辐射骚扰（RE）测试；
● 谐波电流（Harmonic）测量；
● 电压波动和闪烁（Fluctuation and Flicker）测量。
对于军用产品，基本的EMI测试项目有：
● CE101测试：15 Hz～10 kHz电源线传导发射测试；
● CE102测试：10 kHz～10 MHz电源线传导发射测试；
● CE106测试：10 kHz～40 GHz天线端子传发发射测试；
● CE107测试：电源线尖峰信号（时域）传导发射测试；
● RE101测试：25 Hz～100 kHz磁场辐射发射测试；
● RE102测试：10 kHz～18 GHz电场辐射发射测试；
● RE103测试：10 kHz～40 GHz天线谐波和乱真输出辐射发射测试；
对于汽车及车载电子、电气产品，基本的EMI测试项目有：
● 汽车整车辐射发射测试；
● 车载电子、电气零部件/模块的传导骚扰测试；
● 车载电子、电气零部件/模块的辐射发射测试；
● 车载电子、电气零部件/模块的瞬态发射骚扰测试；
注：传导骚扰即为传导发射；辐射骚扰 即为辐射发射。
（2）EMS（Electro Magnetic Susceptibility，电磁抗扰度）：
即处在一定环境中设备或系统，在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，相对应的测试项目也根据产品类型及标准不同而不同，对于民用、工科医、铁路产品，基本的EMS测试项目有：
● 静电放电抗扰度（ESD）；
● 电快速瞬变脉冲群抗扰度（EFT）；
● 浪涌（SURGE）；
● 辐射抗扰度（RS）；
● 传导抗扰度（CS）；
● 电压跌落与中断（DIP）。
对于军用产品，基本的EMS测试项目有：
● CS101测试：25 Hz～50 kHz电源线传导敏感度测试；
● CS103测试：15 kHz～10 GHz天线端子互调传导敏感度测试；
● CS104测试：25 Hz～20 GHz天线端子无用信号抑制传导敏感度测试；
● CS105测试：25 Hz～20 GHz天线端子交调传导敏感度测试；
● CS106测试：电源尖峰信号传导敏感度测试；
● CS114测试：10 kHz～400 MHz壳体电流传导敏感度电缆束注入传导敏感度测试；
● CS115测试：电缆束注入脉冲激励传导敏感度测试；
● CS116测试：10 kHz～100 MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度测试；
● RS101测试：25 Hz～100 kHz磁场辐射敏感度测试；
● RS103测试：10 kHz～40 GHz电场辐射敏感度测试；
● RS105测试：瞬变电磁场辐射敏感度测试。
对于汽车及车载电子、电气零部件产品，基本的EMS测试项目有：
● 符合ISO7637-1/2标准规定的电源线传导耦合/瞬态抗扰度测试；
● 符合ISO7637-3标准规定的传感器电缆与控制电缆传导耦合/瞬态抗扰度测试；
● 符合ISO11452-7（对应国标为GB17619）标准规定的射频传导抗扰度测试；
● 符合ISO11452-2（对应国标为GB17619）标准规定的辐射场抗扰度测试）；
● 符合ISO11452-3（对应国标为GB17619）标准规定的横电磁波（TEM）小室的辐射场抗扰度测试）；
● 符合ISO11452-4（对应国标为GB17619）标准规定的大电流注入（BCI）抗扰度测试）；
● 符合ISO11452-5（对应国标为GB17619）标准规定的带状线抗扰度测试；
● 符合ISO11452-6（对应国标为GB17619）标准规定的三平板抗扰度测试；● 符合ISO10605标准的静电放电抗扰度测试。
（3）电磁环境：即系统或设备的工作环境。
2023.9.11
最近画的板子，有一个以太网的需求，所以就对以太网进行了部分学习。MCU芯片选用型号为STM32F429ZGT6。
1，以太网外设(ETH)
STM32F42x系列控制器内部集成了一个以太网外设，它实际是一个通过DMA控制器进行介质访问控制(MAC)，它的功能就是实现MAC层的任务。借助以太网外设，STM32F42x控制器可以通过ETH外设按照IEEE 802.3-2002标准发送和接收MAC数据包。ETH内部自带专用的DMA控制器用于MAC，ETH支持两个工业标准接口介质独立接口(MII)和简化介质独立接口(RMII)用于与外部PHY芯片连接。MII和RMII接口用于MAC数据包传输，ETH还集成了站管理接口(SMI)接口专门用于与外部PHY通信，用于访问PHY芯片寄存器。
具体的MII，RMII的解释，请参考这篇博客：https://blog.csdn.net/qq_37659014/article/details/123664699?spm=1001.2014.3001.5506
2，我们这所用的网线为4线制，对外接口采用的型号为RJ45
3， ADC的参考电压：
这个参考电压也叫做基准电压，如果没有基准电压，就无法确定被测信号的准确幅值。例如基准电压为2.5V，则当被测信号达到2.5V时ADC输出满量程读数，使用者就会知道ADC输出的满量程等于2.5V。不同的ADC，有的是外接基准，也有的是内置基准无需外接，还有的ADC外接基准和内置基准都可以用，但外接基准优先于内置基准。
假如你选择的参考电压是5v，你的ad是12位的，那么当你的输入电压是5v的时候你的单片机的显示应该是4096（2^12=4096），如果是0v的输入那单片机里面的值就是0 ，中间点的值成线性关系，就是说假如你的输入是m，那单片机单片机的值就是4096*m/5，这样反过来你知道了单片机的值就可以算出你的输入是多少了！
【注1】还有在信号地和模拟地之间加上一个电感是为了去干扰，就像在VCC和GND之间用电容一样。
【注2】ad转换时的参考电压是内部T行网络的标准电压，参考电压可以认为是你的最高上限电压（不超过电源电压），当信号电压较低时，可以降低参考电压来提高分辨率。改变参考电压后，同样二进制表示的电压值就会不一样，最大的二进制（全1）表示的就是你的参考电压，在计算实际电压时，就需要将参考电压考虑进去。参考电压的稳定性对你的系统性能有很大的影响。

2023.9.12
模拟地和数字地之间的连接方法
1、 模拟地和数字地单点接地
只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，理由如上有四种方法解决此问题：
a、用磁珠连接；
b、用电容连接；
c、用电感连接；
d、用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。
电容隔直通交，造成浮地。
电感体积大，杂散参数多，不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。
2、跨接时用于电流回路
当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻，可以提供较短的回流路径，减小干扰。
3、配置电路
一般，产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置，易引起误会，为了减少维护费用，应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。空置跳线在高频时相当于天线，用贴片电阻效果好。
4、其他用途
布线时跨线调试/测试用：在开始设计时，要串一个电阻用来调试，但是不不能确定具体的值，加了这么一个器件后方便以后电路的调试，如果调试的结果不需要加电阻，就加一个0欧姆的电阻。临时取代其他贴片器件作为温度补偿器件 更多时候是出于EMC对策的需要。另外，0欧姆电阻比过孔的寄生电感小，而且过孔还会影响地平面（因为要挖孔）。

因为项目中经常用到磁珠，且上面说了磁珠也需要选型，对应频点，故去学习了一下磁珠的作用。
磁珠的参数、选型、直流重叠特性
1， 对磁珠的认识：
磁珠是一种电感型EMI静噪滤波器，实物和电感很像，现在用的最多的是铁氧体磁珠（Ferrite Bead）。磁珠的单位是欧姆，根据型号的不同，可以抑制几MHz～几GHz的噪声，经常被用在信号线和电源线上（串联使用）。
磁珠和电容、电感滤除噪声有很大不同，电容主要提供一个地阻抗路径（隔直通交），电感是将噪声反射出去（隔交通直），磁珠如何滤除噪声在下面会提及。
2， 磁珠和电感的相同点和不同点：
磁珠和电感的在电路中的符号是一样的，却是不一样的器件，磁珠单位是欧姆（Ω），电感单位是亨（H）。
磁珠由氧磁体组成，电感由磁芯和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出去，所以说电感是储能，而磁珠是能量转换(消耗)器件。
我们都知道EMI有两个途径，辐射和传导，磁珠和电感都可以解决EMC和EMI问题，但是侧重点不同。
磁珠主要解决辐射干扰问题，信号线上多用磁珠，某一些高频电路如RF、振荡电路、DDR SDRAM等都需要在电源输入部分加磁珠。
电感主要解决传导干扰问题，高频电感主要用于中低频滤波电路、RF匹配等，功率电感主要用于DC-DC电路中。
3， 磁珠的主要参数：
① 阻抗|Z|：业界习惯，磁珠的阻抗由100MHz时的阻抗确定，所以我们经常在磁珠的SPEC里看到100R@100MHz，指的是在100MHz频率下，磁珠的阻抗是100R，阻抗越大，抑制噪声的效果越好，有一些高频磁珠给出的阻抗是在1GHz频率下。

有一点需要注意，看上图，在100MHz时，磁珠的阻抗并不是最大的，所以在选型时可以根据噪声频点，选择频点附近阻抗最大的型号。
100MHz在某种意义上只是一个标准，仅仅只是一个标准，个人觉得并没有太大的实际意义，因为磁珠在实际的应用中，随着频率的改变，阻抗会相应的发生变化。所以说，单点接地用磁珠的情况很少，需要提前评估噪声的频率范围。
② 直流电阻DCR：指直流电流通过磁珠时，磁珠呈现的电阻值，DCR一般越小越好，对有用信号的衰减越小。
③ 额定电流Rated Current：指磁珠正常工作时允许的最大电流。
4， 磁珠的直流重叠特性
我们都知道在电容上加不同的直流电压，电容容量是会变化的。磁珠也有同样的直流重叠特性，片状铁氧体磁珠是一种使用铁氧体的电感器。因此，当大电流通过时，需要特别注意由于磁饱和所造成的性能改变。

从上图可以看出，通过磁珠的电流增大时，其阻抗会下降，阻抗下降就意味着抑制噪声的性能会变差，电流减小时，阻抗又会变大，性能会复原。
所以在选型时，我们要考虑好额定电流和阻抗这两个参数。
5， 磁珠的等效模型
磁珠的等效模型可以简化为一个电感和一个电阻串联，当然还会有DCR和寄生电容参数，在这里不作说明。

电感和电阻都是频率的函数，所以磁珠的阻抗为Z=R+JWL，下图所示，箭头处对应的频率称之为交叉频率，有的叫转折频率。

小于交叉频率，Z和XL几乎是重合的，此时的磁珠呈感性，小电感，此时反射噪声；大于交叉频率时，Z和R曲线几乎是重合的，此时磁珠呈电阻特性，大电阻，起吸收噪声并转变为热能的作用。
交叉频率越大，磁珠呈现感性的频段越宽，对低频的吸收能力越弱，对高频的吸收能力越强。交叉频率越小，磁珠呈现感性的频段越窄，对低频的吸收能力越强，对高频的吸收能力越弱。
6， 磁珠选型注意事项
a) 分析有用信号和噪声的频率：噪声的频段要大于交叉频率，便于磁珠吸收噪声而不是反射噪声；信号的频率小于交叉频率，防止信号被衰减。
b) 考虑DCR的大小：直流电路中，防止DCR过大，导致信号衰减，比如5V 500mA的电源，经过一个DCR=1R的磁珠时，电压会衰减500mA*1R=0.5V。 一般情况下，交流阻抗越大，滤除噪声好，但是DCR也会大，对有用信号有衰减，所以这是一个权衡的过程。
c) 考虑额定电流的大小：不要为了省成本，而一味选择低额定电流的磁珠，考虑到直流重叠特性，随着电流的变大，阻抗下降，吸收噪声性能也会下降。 举个例子，某电路大部分时间工作电流为300mA以下，最高会到400mA，但是很少，此时可以选择额定电流为400mA的磁珠。

2023.9.13
以太网网络变压器设计
1， 为什么要加入网络变压器？
从理论上来说，是可以不需要接变压器，直接接到RJ45上，也许能正常工作的。但是传输距离就很受限制，而且当接到不同电平网口时，也会有影响。而且外部对芯片的干扰也很大。当接了网络变压器后，它主要用于信号电平耦合。其一，可以增强信号，使其传输距离更远，其二，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而目对芯片增加了很大的保护作用(如雷击)，其三，当接到不同电平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3,.3V) 的网口时，不会对彼此设备造成影响。至于掏空的原因是为了防止变压器转换的时候影响下面的电源和地（变压器的下方尽量不要接地和电源）。
2， 参考设计（中间抽头的接法）
这个主要是与使用的PHY芯片UTP口驱动类型决定的，这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。电流驱动的就要接电源;电压驱动的就直接接个电容到地即可!所以对于不同的芯片，中心抽头的接法，与PHY是有密切关系的，具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。为什么接电源时，又接不同的电压呢?这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。决定的什么电平，就得接相应的电压了。即如果是2.5v的就上拉到2.5v，如果是3.3v的就上拉到3.3v。
如果网络变压器的中心抽头需要提供一个VCC (3.3V、2.5V等等，下同)电源的就是电流驱动：

我所使用的以太网芯片型号为：DP83848，属于电流驱动，故中间抽头也需要上拉。
主要参考这一篇博客：

以太网介绍及硬件设计
3，MAC 就是以太网控制器，属于OSI的数字链路层。 phy 属于OSI的物理层(Physical layer)，所以叫phy。
MAC主要处理的数字信号；
PHY负责把MAC的数字信号进行编码，串行化等操作后，转化为模拟信号进行发送。PHY在数据接受时， 进行如上所述的逆操作，将模拟信号转化为数字信号，解码，并行化后，传给MAC。

2023.11.21
ARINC 429总线协议
一、概述
ARINC 是美国航空无线电公司英文字头的缩写， 该公司1977年7月21日出版了“ARINC 429规范”一书，429规范就是飞机电子系统之间数字式数据传输的标准格式，在飞机上使用429总线的电子设备均应遵守这个规范，这样才能保证电子设备之间数据通讯的标准化，通用化。在429规范里规定了从所选定输出接口发送信息的方法。
三、总线连接方式
ARINC-429总线标准给出一种串行标准，采用差分输出的对称方式工作，是面向接口型的单向广播式传输总线。
标准规定，总线上只允许有一个发送器，但可以有多个接收器（最多为20个）。
总线标准建议采用双绞屏蔽线异步传输数据。

四、总线电平特征
编码方式：
ARINC总线传输的是双极性归零式信号；
信号从高电平回归零电平表示逻辑状态1；
信号从低电平回归到零电平表示逻辑状态0 。

五、传输协议
在物理层总线上，一个数据包传输32bit数据，线传输低位再传输高位；

**Bit1~Bit8：**称为Label域，用八进制表示，用于标示数据类型。这个数据类型是指，该次传输的数据是与飞行器上哪个子系统相关的。
**Bit9~Bit10：**SDI（Source/Destination Identicifiers），标示数据目的地，更常用的标示数据起源地。
**Bit11~Bit29：**数据域，用BCD码或者BNR(Binary Number Representatiion)码表示，这两种编码格式可以混合使用。
**Bit30~Bit31：**SSM（Signal/Status Matrix），用于描述某次传输的数据性质。

**Bit32：**校验位，ARINC429使用奇校验。
WDM波分复用
1，什么是WDM波分复用以及WDM工作原理
在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息的技术称之为波分复用技术（WDM）。WDM (Wavelength Division Multiplexing) 是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带着各种信息），在发送端经过合波器（Multiplexer）汇合在一起，并耦合到同一根光纤中进行传输，而在接收端经分波器（Demultiplexer）将各种波长的光信号分离出来，然后由光接收机进一步处理恢复为原信号。
简单来说，可以看下图，在传统传输模式中，一根光纤只能传输携带一种信息的光载波信号，如果是要不同的业务，就需要无数根不同的、独立的光纤来进行传输。但如果业务信息量多的话，就需要铺设大量的光纤来进行传输，这对布线空间以及成本都是一个极大的挑战。而一个WDM系统的应用则可以快速解决上述问题。WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号，如ATM、IP等，通过复用、解复用的技术将多种业务信号通过一根光纤就可传输，大大的减少了光纤用量，是网络扩充和发展中理想的扩容手段。 在引入宽带新业务，比如CATV, HDTV, B-ISDN等，只需要增加一个附加波长即可。

2，通用WDM系统的基本结构
WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。双纤单向是指所有光路同时在一根光纤上沿同一方向传送，不同的波长承载不同的光信号，在发送端复合通过一根光纤进行传输，在接收端经解复用，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。两个方向的传输分别由两根光纤完成。单纤双向是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。


通用的WDM系统主要由网络管理系统、光发送机、光中继放大、光接收机、光监控信道五个部分组成。

其中简单的WDM系统里面主要有收发器、WDM波分复用器、跳线、暗光纤组件。

在整个WDM系统中，光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，其性能的优劣对系统的传输质量具有决定性作用。

3，WDM波分复用的优势
大容量
WDM的一个重要特点是可以充分利用光纤的带宽资源，在不改变现有网络基本架构的基础上，增加数据传输容量，使一根光纤的传输容量比单波长增加多倍。如DWDM系统在一对光纤中最多可支持192个波长，每个波长的传输能力高达100Gbit/s ~约400Gbit/s和一个Terabit / s。
兼容性好
WDM对不同的信号具有很好的兼容性，在同一根光纤中传输图像、数据及话音等不同性质信号时，各个波长相互独立，互不干扰，保证传输的透明性。
高度的网络灵活性，经济性和可靠性
波分复用技术允许在不中断现有流量服务的情况下根据需要连接新通道，从而使升级变得更加容易。在网络升级和扩容时，无需对光缆线路进行改造，增加波长即可开通或叠加新业，在大容量长途传输时节省大量光纤和3R再生器，传输成本显著下降。
波长路由WDM技术是实现全光网络的关键技术之一。在将来有望实现的全光网络中，通过改变和调整光信号在光路上的波长，可以实现各种电信业务的上/下和交叉连接。

4，什么是复用Mux和解复用Demux？
复用器MUX
合波器MUX的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输。在发送端，N个光发射机分别工作在N个不同波长上，这N个波长间有适当的间隔分隔，分别记为λ1，λ2…λn。这N个光波作为载波分别被信号调制而携带信号。一个合波器将这些不同波长的光载波信号进行合并，耦合入单模光纤。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。通过多路复用，通信运营商可以避免维护多条线路，有效地节约了运营成本。
解复用器DEMUX
分波器DEMUX的主要作用是将一根光纤中传输的多个波长信号分离出来。在接收部分由一个分波器将不同波长的光载波信号分开， 由光接收机作进一步处理以恢复原信号。多路复用器(Demux)是一种对多路复用器进行反向处理的设备。
从原理上说，该器件是互易（双向可逆）的，即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。
WDM波分复用器和光分路器的区别
有很多人不能理解波分复用和光分路器之间的区别。简单点来说，WDM是将线路中多个波长的光分开单独传输，当然也可以复合多个波长的光一起传输；分路器是将一个波长的光按照使用的分成多束传播，各束光的功率按照所使用的分路器规格来定。两者的最重要区分就在前者是可以复合传输各种业务波长的光信号，而后者是仅仅传输一个波长的光来按照一定的分光比例来分光。

5，影响WDM波分复用器的性能指标有哪些？
1. 工作波段
WDM器件的工作波段，如1550波长区分三个波段：S波段（短波长波段 1460~1528nm）、C波段（常规波段 1530~1565nm）、L波段（长波长波段 1565~1625nm）。
2. 信道数和信道间隔
信道数指波分复用/解复用器可以合成或分离的信道的数量，这个数字可以从4到160不等，通过增加更多的频道来增强设计, 常见的信道数有4、8、16、32、40、48等。信道间隔（channel spacing）是指两个相邻信道的标称载频的差值，可以用来防止信道间干扰。按ITU-T G.692的建议，间隔小于200GHz(1.6nm)的有100GHz（0.8nm）、50GHz（0.4nm）和25GHz等，目前优先选用的是100GHz和50GHz信道间隔。
3. 插入损耗
插入损耗是光传输系统中波分复用器(WDM)插入引起的衰减。 波分复用器本身对光信号的衰减作用，直接影响系统的传输距离。通常地，插入损耗越低，信号衰减越少。
4. 隔离度
隔离度指各个波道信号之间的隔离程度， 隔离度值高能够有效防止信号之间相互串扰导致传输信号失真。
5. 偏振相关损耗PDL
偏振相关损耗PDL是在固定温度、波长及同Band下，不同极化态所造成的最大与最小Loss之间距离，即所有输入偏振状态下插入损耗的最大偏差。
除了以上，当然还有其它影响WDM器件的性能参数，如工作温度、带宽等。

如何区分O、E、S、C、L、U波段波长？

什么是O band？
O 波段是原始波段1260-1360 nm。O波段是历史上用于光通信的第一个波长波段，信号失真（由于色散）最小。
什么是E band？
E波段（扩展波长波段：1360-1460 nm）是这几个波段中最不常见的波段。 E波段主要用做O波段的扩展，但应用很少，主要是由于许多现有光缆在E波段都显示出高衰减，并且制造过程非常耗能，因此在光通信的使用受到限制。
什么是 S band？
S波段（Short-wavelength Band）（短波波段：1460-1530 nm）中的光纤损耗比O波段的损耗低，S波段作为许多PON（无源光网络）系统使用。
什么是C band？
C波段（Conventional Band）范围从1530 nm到1565 nm，代表的是常规波段。光纤在C波段中表现出最低的损耗，在长距离传输系统中占有较大的优势，通常应用在与WDM结合的许多城域，长途，超长途和海底光传输系统中使用 和EDFA技术。随着传输距离变长，并且开始使用光纤放大器代替光对电子对光中继器，C波段变得越来越重要。随着可使多个信号共享一条光纤的DWDM（密集波分复用）的出现，C波段的使用得到了扩展。
什么是L band？
L波段（Long-wavelength Band）（长波长波段：1565-1625 nm）是第二低损耗的波长波段，常常在C波段不足以满足带宽需求时被使用。随着掺b光纤放大器（EDFA）广泛可用，DWDM系统向上扩展到了L波段，最初常被用于扩展地面DWDM光网络的容量。现在，它已被引入海底电缆运营商，以做同一件事-扩展海底电缆的总容量。
因为C波段和L波段这两个传输窗口的传输衰减损耗最小，所以DWDM系统中信号光通常选择在C波段和L波段。除了O波段到L波段外，还有另外两个波段，即850 nm波段和U波段（超长波段：1625-1675 nm）。 850 nm波段是多模光纤通信系统的主要波长，结合了VCSEL（垂直腔表面发射激光器）。 U频段主要用于网络监控。

WDM技术根据不同的波长模式，又可以分为WDM，CWDM, DWDM。ITU对CWDM（ITU-T G.694.2）规定的波长范围为1271至1611 nm，但在应用中考虑到1270-1470nm波段的衰减比较大，所以通常使用1470~1610nm的波段范围。DWDM通道间隔更加密集，使用C波段（1530 nm-1565 nm）和L波段（1570nm-1610nm）传输窗口。普通WDM一般采用1310和1550nm波长。
什么是CWDM, DWDM, FWDM, LWDM, MWDM？
WDM承载方案有粗波分复用（CWDM）、密集波分复用（DWDM）以及中等波分复用（MWDM）、细波分复用（LWDM）。
CWDM粗波分复用器
CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexer）是稀疏波分复用器，也称粗波分复用器。CWDM具有18个不同的波长通道，每个通道的不同波长相隔20nm，使用1270 nm至1610 nm的波长。CWDM支持的信道少于DWDM，因为它紧凑且具有成本效益，因此使其成为短距离通信的理想解决方案。CWDM系统的最大优势在于成本低，器件成本主要表现在滤波器和激光器。20nm的宽波长间隔同样给CWDM带来了对激光器的技术指标要求低、光复用器/解复用器的结构简化的优势。结构简化，成品率提高，故成本下降。

DWDM密集波分复用器
DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexer）是密集波分复用器。DWDM的信道间隔为1.6/0.8/0.4 nm（200GHz/100 GHz/50 GHz），远远小于CWDM。与CWDM相比，具有更紧密波长间隔的DWDM，可以在一个光纤上承载8~160个波长，更适于长距离传输。 在EDFA的帮助下，DWDM系统可以在数千公里的范围内工作。

FWDM滤波片式波分复用器
FWDM（Filter Wavelength Division Multiplexing）滤波片式波分复用器，是基于成熟的薄膜滤器技术。滤波片型波分复用器能在较宽的波长范围内将不同波长的光糅合或分开，广泛应用于掺铒光放大器、拉曼放大器和WDM光纤网络中。
MWDM中等波分复用
MWDM是重用CWDM的前6波，将CWDM的20nm的波长间隔压缩为7nm，采用TEC（Thermal Electronic Cooler, 半导体制冷器）温控技术实现1波扩为2个波。这样就实现了容量提升的同时可以进一步节省光纤。MWDM就是在CWDM 6波的基础上，左右偏移3.5nm扩展为12波（1267.5、1274.5、1287.5、1294.5、1307.5、1314.5、1327.5、1334.5、1347.5、1354.5、1367.5、1374.5nm）。MWDM主要是在中国5G前传网络环境下提出的。

LWDM
LWDM是基于以太网通道的波分复用Lan-WDM技术，也被称为细波分复用。其通道间隔为200~800GHz，此范围介于DWDM（100GHz、50GHz）和CWDM（约3THz）之间。LWDM是采用了位于O-band（1260nm～1360nm）范围的1269nm到1332nm波段的12个波长，波长间隔为4nm（1269.23、1273.54、1277.89、1282.26、1286.66、1291.1、1295.56、1300.05、1304.58、1309.14、1313.73、1318.35nm）。LWDM工作波长的特点是位于零色散附近，色散小，稳定性好。同时LWDM可支持12波25G，容量提升，可进一步节省光纤。


2023.11.23
FPGA调试，除了低速的部分，还有高速的部分，而高速部分，我们常见的有ADC、DAC，以及时钟等，而这些器件比较重要的指标则有，时钟输出功率，相位噪声等，需要设计dBm和dBc，故本文则主要介绍，dB，dBm，dBc等是什么。（篇幅较长，案例来说可以直接上连接，但我觉得受益匪浅，故照抄收录，你们就自己跟着链接去看就OK）
参考链接：一文搞懂dB、dBm、dBw、dBi的来龙去脉

2023.11.27
ADC参数详解
1.1 分辨率（Resolution）
分辨率是ADC最基本的参数，可以用表示每个模拟信号值的位数（二进制）来表示。一个4位ADC能表示16个不同的模拟信号值，因为2的4次方是16。位数越多，转换的精度越高，分辨率也就越大。注意，ADC的精度并不仅仅取决于分辨率。

1.2 采样速率（Sampling Time）
这里说的采样速率就是我们最高的ADC采样频率，也就是数据手册中的Maximum Sampling Frequency。ADC的采样速率必须小于转换速率，常用单位是 ksps 和 Msps，表示每秒 采样千/百万次（kilo / Million Samples per Second）。
要记得上一章节讲的奈奎斯特采样定理，ADC采样频率必须位被测信号频率的两倍！

1.3 转换时间（Conversion Time）
转换时间的导数就是转换速率。因为将一个模拟信号值转换成一个数字量不能瞬间完成，这个过程需要一定的时间。
积分型 AD 的转换时间是毫秒级属低速 AD，逐次比较型 AD 是微秒级属中速 AD，全并行/ 串并行型 AD 可达到纳秒级。转换时间是衡量一个ADC是不是高速的主要指标，高速ADC转换时间小于1us，低俗ADC转换时间大于300us。

1.4 量程（full-scale range, FSR）
作为测量元件，量程一定是需要关注的，指的是允许输入的模拟信号范围。

1.5 最低有效位(One least significant bit, LSB)
又称最小分辨率，要记住这个参数的英文LSB，满量程值除以ADC的分辨率就是LSB，很好理解，就比如说一个4位的ADC，数字量最高可以表示2的4次方也就是16，满量程5V，那么最小的分辨率就是5/16=0.31V，也就是说这个ADC最小辨认的电压是0.31V，可以用数字量0001表示0.31V这个模拟量。LSB越小表明ADC的精度越高。下图纵坐标是数字量编码，横坐标每一个台阶就代表LSB。

三.动态参数
ADC的动态参数其实比较多，但是我觉得如果不是对于ADC要求特别高或者研究很深的话，主要掌握以下参数就可以。动态参数指的是以下的参数会在ADC实际运行中会不断产生变化。
3.1 信纳比（SINAD）
信纳比指的是信号+噪声+谐波的功率与谐波+噪声的功率比值 。计算公式：SINAD=(S+N+D)/(D+N)，即输出信号功率与其余所有非输出信号功率之比。SINAD很好地反映了ADC的整体动态性能，因为它包括所有构成噪声和失真的成分。
3.2 信噪比（SNR）
信号与噪声的比值，计算公式如下所示，需要根据FFT进行计算。

理想状态下只考虑ADC的量化噪声，可以推导出SNR理想值，公式如下，借此来评估测试系统SNR值的好坏。其中N位分辨率1.76为理想ADC的量化噪声，6.02为将log2转化为log10的系数比，具体公式就不推导了。


3.3 有效位数（ENOB）
勿将有效位数(ENOB)与有效分辨率混为一谈，ENOB是包括了量化噪声和失真项，有效分辨率用于衡量ADC在无量化噪声的直流输入条件下的噪声。将计算所得的SINAD值替换SNR，并求解N，公式如下图所示。看得出来就是SNR公式的变换。

3.4 总谐波失真（THD）
英文全名是Total Harmonic Distortion，这个参数比较常见，输入信号与系统所有谐波的总功率比。指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不完全线性造成的。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。总谐波失真与频率有关。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小。ADC输出中的谐波失真是由ADC特性中存在的任何非线性引起的。每个实用的ADC都具有非线性特性。结果，每个实际ADC的输出中都存在谐波。DNL和INL是ADC特性非线性的量度，而THD是ADC输出中产生的谐波失真的量度。

3.5 无杂散动态范围（SFDR）
英文全称是 Spurious-Free Dynamic range，意为无杂散动态范围，反映了FFT分析频谱中信号幅值与最大谐波的距离关系。所以SFDR值越大则说明系统的噪声水平越低，ADC的动态性能越好。单位dBc是相对于载波频率幅度，dBFS是相对于ADC满量程范围。


对于高速ADC，若要最大程度地提高SFDR，存在两个基本限制：第一是前端放大器和采样保持电路产生的失真；第二是ADC编码器部分的实际传递函数的非线性所导致的失真。提高SFDR的关键是尽可能降低以上两种非线性。

最后放上ADI提供的ADC有用的公式~

2023.11.29
今天突然想起寇少回光返照给的一点知识，是关于之前测试电源过程中不断关断开关导致电容被拉爆的原因！有待验证
寇少：大功率电源输入侧有NTC来实现浪涌保护，根据NTC的特性，你就不能频繁开关电源，频繁开关NTC的温度还没有恢复稳定，也就不具备抑制浪涌电流的作用了，就会导致后端电容遭受冲击电压搞坏，那次我们就是在用电脑频繁开关所以导致炸了，这个是我听我们这边硬件工程师说的。NTC就是负温度系数热敏电阻，温度低电阻大，温度升高电阻阻值迅速降低，开机瞬间浪涌电流大NTC阻值大就把这个电流抑制了，你频繁开关温度没有恢复就不得行！
1，NTC被称为负温度系数热敏电阻，是由Mn-Co-Ni的氧化物充分混合后烧结而成的陶瓷材料制备而来，它在实现小型化的同时，还具有电阻值-温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点，可被用来做高灵敏度、高精度的温度传感器，在电子电路当中也经常被用作实时的温度监控及温度补偿等。随着本体的温度升高，NTC的电阻阻值会呈非线性的下降，这个是NTC的特性。

NTC放在上面这个电路里面，作用就是限制开机时候的浪涌电流。
在开机之前，滤波电容是没有电的，电容两端电压为0V。在开机的瞬间，电容2端的电压不能突变，还是0V，相当于短路，同时二极管导通压降也很小，所以压降主要落在了NTC上面。
可以想象，如果回路中没有NTC，那么这个电流是非常大的，或者NTC阻值很小，电流也会很大。

在线路上面串联一个NTC热敏电阻，在开机之前，热敏电阻温度比较低，所以电阻比较大，可以很好限制开机时的浪涌电流。
开机之后，热敏电阻温度起来了，阻值比较低，也不至于产生过大的损耗。
2，大功率电源的NTC一般会加个继电器，小功率不会。

目的是开机电容充完电之后，将NTC短路掉，这样NTC自己不会发热，NTC会处于一个较低的温度。这样即使工作一段时间，掉电马上开机，NTC的阻值也不会太小。
也就是说，大功率电源是有降低这个风险的。
不过加继电器可能更多原因是为了降低NTC的损耗，为了提高效率。
但不管怎么说，大功率电源加了继电器确实是降低了热启动的风险。
3，大功率电源与小功率电源在电路上到底有上面区别呢？
最大的区别是，功率大的电源，整流桥后面的电容容量更大，电容容量更大会有什么不同呢？
第一是，容量更大，那么电容的ESR会更小。
第二是，容量更大，那么电容充电到相同的电压，电流相同的情况下，充电的时间更长。
（电容的ESR值也会导致电路板中的一些自激振荡，后续再研究）

在抑制浪涌电流这方面，铝电解电容的ESR还是起了很大的作用。
从电容手册可以看到，相同耐压下，最大损耗正切值一样。
那么根据公式，铝电解电容的ESR与容量成反比，而开关电源中我们实际使用的滤波电容容量大小与功率成正比。
10W使用22uF滤波电容，ESR最大是14.45Ω
60W使用120uF滤波电容，ESR最大是2.65Ω
600W使用1200uF滤波电容，ESR最大是0.265Ω

所以也能看出，功率越大，所用的电容容量越大，那么ESR越小，对浪涌电流的抑制作用越小。
反之，功率越小，使用的电容容量越小，ESR越大，对浪涌电流的抑制作用越大。

小功率电源的滤波电容容量小，ESR大，对抑制浪涌尖峰有很好的作用 。如此同时，滤波电容小，浪涌持续的时间就短，实际二极管能扛过的浪涌电流更大，能超过芯片手册里面的IFSM（8.3ms/10ms时）更多。所以即使是热启动，NTC的阻值比较低，浪涌电流大些，也不会烧坏。
反之，大功率电源的滤波电容容量大，ESR小，对抑制浪涌尖峰作用小，抑制浪涌尖峰对NTC的依赖更大。同时浪涌持续时间长，可能超过IFSM（8.3ms/10ms时）一点点就坏了，所以必须严格控制，不然就真的拔插下电源进行热启动整流二极管就坏了。
参考资料：最透彻的分析！NTC热敏电阻与浪涌电流，热启动不会失效？

2023.11.29
理想运放以及虚短虚短如何理解？


一、理想运放
理想运放主要有以下三点：
• 1、增益无穷大
• 2、输入阻抗无穷大
• 3、输出阻抗为0
1、增益无穷大
增益无穷大好理解，因为一般运放的增益就是很大的，比如Ti的uA741，开环增益是105dB左右，计算一下是多少倍呢？
20log(Av)=105dB，计算得Av=10^5.25=177828，大约是18万倍。相对于我们一般电路中几十倍的放大倍数，这个很大了。
2、输入阻抗无穷大
理想运放的输入阻抗无穷大，我们看看实际运放的，还是以Ti的uA741为例，如下图：

可以看到，输入阻抗还是比较大的，典型值是2MΩ，其实这个芯片在运放中阻抗算是偏小的了。比如TI的另外一款芯片LM358的输入阻抗就更大，差分输入阻抗10MΩ，共模输入阻抗4GΩ。总之，运放的输入阻抗就是比较大的，因此呢，我们在进行原理性，分析电路工作原理的时候，就是把运放的输入阻抗看成是无穷大的。
3、输出阻抗为0
理想运放的输出阻抗可以看成是0。
一般我们不会用运放直接驱动大功率的负载，而运放的输出阻抗一般也就是几十Ω或者上百Ω，相对后级来说，输出阻抗可以忽略，因此可以将运放的输出阻抗看出无穷小，也就是0，这样分析起来方便，而且结果也不会有太大的差异。
比如ti 的uA741的输出阻抗为75Ω
可能有人会认为，这阻抗也不是很低啊，咋就能忽略呢？
这个其实还是看应用，如果运放后端的电路等效输入阻抗比较高，那么自然就可以忽略的。如果负载的输入阻抗本身也就只有几十或百Ω，那么自然就不能完全忽略。
二、虚断和虚短
1、虚断
“虚断”相对于“虚短”来说，相对简单点。
前面说理想运放的输入阻抗无穷大，解读一下就是说，如果给运放的输入端加个电压，那么流入流出运放的输入管脚的电流就是0，阻抗无穷大嘛，自然没有电流，那就相当于是开路，也就是断路。但是呢，这跟完全断路又不一样，因为运放还是会感应输入端的电压的，所以也不是真的断路，因此，称为“虚断”。
可以看到，“虚断”跟把运放接成什么样的电路没有关系，只要是个集成运放，都可以运用虚断来分析（严格来说，实际运放输入端还是有电流的，只是相当小。如果外部电阻实在太大，导致电阻电流接近或者超过运放的输入端微小电流，“虚断”还是会失效的）。
相对于“虚断”的基本无门槛使用，运放的“虚短”使用是有门槛的。
2、虚短
先说结论，虚短使用有两个条件
• a、电路为负反馈电路
• b、运放工作在线性放大区
要理解这两点，我们只需要知道“虚短”是咋来的就好了。
首先，虚短的意思是什么呢？
我们知道，运放有两个输入端，同相端和反相端，“虚短”说的就是同相端和反相端的电压一样，就跟短路一样，那它是如何做到这一点的呢？我们前面说的理想运放的三个特点也没有这个呀？
下面就以下图的电路为例子，看看为什么最终是u+ = u-的？

假设刚开始时，各处电压为0，突然u1瞬间从0变为2.5V，因为uo一开始为0V，根据“虚断”，u-没有电流流入放大器，所以u-为uo在R1和R2上的分压，依然为0V。
当u+瞬间为2.5V后，u-为0V，u+>u-，放大器会朝着电压增大的方向进行放大，即uo电压会开始升高。
当uo增大到1V，u-依然为uo的在R1和R2上的分压，即为0.5V。此时u+=2.5V，u-=0.5V，u+>u-，放大器将电压继续正向放大，因此uo继续增大。
那问题来了，uo增大到多少会停止呢？很容易想到，只要u+>u-，因为我们现在讨论的是理想运放，放大倍数为无穷大，所以uo就会增大（放大器是这样一个装置，它总是将输入电压放大Auo倍，即总满足：Uo=Au*（u+ - u-））。
只有当uo增加到5V时，u-电压为uo在R1和R2的分压正好是2.5V，u-等于u+，此时放大器达到平衡，不再放大，即稳定态就是现在了。
那为什么稳定态一定是u- = u+，u- > u+不行吗？
我们也可以假设下，万一uo一不小心超过了5V，那么u-就会大于2.5V，u-会大于u+，此时放大器会将输出电压反方向放大，也就是减小，最终电压还是会向5V逼近。
因此，不论电路初始状态电压是怎么样的，最终输出都会稳定在5V，而且u+ = u-，因为一旦u+不等于u-，那么在无穷大的放大倍数下，输出必然会变化，最终还是会导致u+ = u-。

前面这些有点绕，我们仔细想一下，逻辑是不是这样：当u+不等于u-时，输出就会变化，这个变化又会送回到输入端，图中为u-，进而导致u+与u-的差值变小，差值变小，意味着输入信号变小了（运放的输入是u+ - u-，也就是差值）。
也就是说，输出信号将自己通过电阻R2和R1又送到输入端，降低了输入信号，这不就是负反馈吗？
总之，对于上面这个负反馈电路，最终的结果就是：u+ = u- 。
三、问题
这里我们可以再深入下，前面我们把运放当作理想运放，也就是增益无穷大，最终得到u+ = u-，也就是虚短。如果增益不是无穷大，而是一个有限的值，那么u+和u-的关系是怎么样的呢？
首先，我们先思考下，运放到底是个什么东西？
其实运放可以看成一个这样的东西，它总能将u+和u-的差值放大Auo倍。想想，是不是这么个玩意儿，其实它自己也不知道外面到底接了什么电路，反正就将u+与u-的差值，放大Auo倍，然后送到输出uo。
因此，天然就有了这么个公式：
uo=(u+ - u-)*Auo
变换一下，得：
u+ - u- =uo/Auo
uo是一个有限的值，如果3.3V供电，uo不会超过3.3，就假定uo=3.3V吧，假如Auo是一百万倍，Auo=1000000，那么：
u+ - u- = 3.3V/1000000 = 3.3uV
可以看到，u+与u-的电压差值只有3.3uV，这是相当小的，我们在分析电路电压的时候，自然可以忽略这个压差，把它们看成是相等的了，也就是“虚短”。同时，我们也可以看到，运放的开环增益Auo越大，那么u+和u-的越接近，更能看成是“虚短”。
参考链接：还搞不懂虚短与虚断概念？虚断与虚断通俗讲解，几分钟带你搞定

2023.12.06
1，整机测试的时候发现一个问题，我们通过触摸屏控制开关的时候会显示误触，且开关不受控，后续排查原因为整机未接地导致，接上地线后正常！不接地时，电磁干扰较大，不利于系统工作

2023.12.20
1，常用的5V电源和地之间可以接二极管来防静电和浪涌电流，参考型号：SMBJ6.5CA
通常负极接电源，正极接地。

2023.12.21
1，UPS是英文 Uninterruptable PowerSupply 的缩写，中文译为“不间断电源”；它是能够实现两路电源之间不间断地相互切换的电气装置。
利用电池化学能等作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。
从严格意义上讲，UPS不是一种电源，它不是依靠能量形式的转换来提供电能，它只是提供一种两路电源之间无间断相互切换的机会，这才是UPS的主要设计思想；UPS的价格之所以昂贵，就是贵在这种不间断切换的特点上。

UPS系统组成：一个完备的UPS系统，是由UPS主机、电池、市电（发电机)、后台监控或网络监控软/硬件等单元共同组成的。

2023.12.25
1，参考差分时钟以LVDS接入FPGA时，可以不用接终端100Ω电阻，因为FPGA内部有100欧姆电阻。

2024.1.5
新的一年，新征程，要努力板砖啊！
什么是拉电流 、灌电流、吸收电流
　拉电流和灌电流是衡量电路输出驱动能力（注意：拉、灌都是对输出端而言的，所以是驱动能力）的参数，这种说法一般用在数字电路中。
　这里首先要说明，芯片手册中的拉、灌电流是一个参数值，是芯片在实际电路中允许输出端拉、灌电流的上限值（允许最大值）。

而下面要讲的这个概念是电路中的实际值。
由于数字电路的输出只有高、低（0，1）两种电平值：
　　高电平输出时，一般是输出端对负载提供电流，其提供电流的数值叫“拉电流”；
　　低电平输出时，一般是输出端要吸收负载的电流，其吸收电流的数值叫“灌（入）电流”。
　　对于输入电流的器件而言：
　　灌入电流和吸收电流都是输入的，灌入电流是被动的，吸收电流是主动的。
如果外部电流通过芯片引脚向芯片内‘流入’称为灌电流（被灌入）；
　　反之如果内部电流通过芯片引脚从芯片内‘流出’称为拉电流（被拉出）；
　为什么能够衡量输出驱动能力？？
　　当逻辑门输出端是低电平时，灌入逻辑门的电流称为灌电流，灌电流越大，输出端的低电平就越高。由三极管输出特性曲线也可以看出，灌电流越大，饱和压降越大，低电平越大。然而，逻辑门的低电平是有一定限制的，它有一个最大值UOLMAX。在逻辑门工作时，不允许超过这个数值，TTL逻辑门的规范规定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌电流有一个上限。
　　当逻辑门输出端是高电平时，逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出，这个电流称为拉电流。拉电流越大，输出端的高电平就越低。这是因为输出级三极管是有内阻的，内阻上的电压降会使输出电压下降。拉电流越大，输出端的高电平越低。然而，逻辑门的高电平是有一定限制的，它有一个最小值UOHMIN。在逻辑门工作时，不允许超过这个数值，TTL逻辑门的规范规定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉电流也有一个上限。
　　可见，输出端的拉电流和灌电流都有一个上限，否则高电平输出时，拉电流会使输出电平低于UOHMIN；低电平输出时，灌电流会使输出电平高于UOLMAX。
　　所以，拉电流与灌电流反映了输出驱动能力。（芯片的拉、灌电流参数值越大，意味着该芯片可以接更多的负载，因为，例如灌电流是负载给的，负载越多，被灌入的电流越大）；
由于高电平输入电流很小，在微安级，一般可以不必考虑，低电平电流较大，在毫安级。
　　所以，往往低电平的灌电流不超标就不会有问题。用扇出系数来说明逻辑门来驱动同类门的能力，扇出系数No是低电平最大输出电流和低电平最大输入电流的比值。
　　在集成电路中， 吸电流、拉电流输出和灌电流输出是一个很重要的概念。
拉即泄，主动输出电流，是从输出口输出电流；
灌即充，被动输入电流，是从输出端口流入；
吸则是主动吸入电流，是从输入端口流入。
　　吸电流和灌电流就是从芯片外电路通过引脚流入芯片内的电流,区别在于吸收电流是主动的，从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌入电流是被动的,从输出端流入的叫灌入电流。
　　拉电流是数字电路输出高电平给负载提供的输出电流，灌电流时输出低电平是外部给数字电路的输入电流，它们实际就是输入、输出电流能力。
　　吸收电流是对输入端（输入端吸入）而言的，而拉电流（输出端流出）和灌电流（输出端被灌入）是相对输出端而言的。

2024.1.8
电流检测：低边电流检测、高边电流检测
1，电流的检测有两种基本的方案。一种是测量电流流过的导体周围的磁场，另一种是在电流路径中插入一个小电阻，然后测量电阻上的压降。第一种方法不会引起干扰或引入插损，但成本相对比较昂贵，而且容易产生非线性效应和温度系数误差。因此磁场检测方法通常局限于能够承受与无插损相关的较高成本的应用。对于大部分应用， 都是通过感测电阻两端的压降测量电流。电路检测电路常用于：高压短路保护、电机控制、DC/DC换流器、系统功耗管理、二次电池的电流管理、蓄电池管理等电流检测等场景。

一般使用电流通过时的压降为数十mV～数百mV的电阻值，电流检测用低电阻器使用数Ω以下的较小电阻值；检测数十A的大电流时需要数mΩ的极小电阻值，因此，以小电阻值见长的金属板型和金属箔型低电阻器比较常用，而小电流是通过数百mΩ～数Ω的较大电阻值进行检测。
测量电流时， 通常会将电阻放在电路中的两个位置。 第一个位置是放在电源与负载之间。 这种测量方法称为高侧感测。 通常放置感测电阻的第二个位置是放在负载和接地端之间。 这种电流感测方法称为低侧电流感测。
电流检测电路设计方案（一）
低端检流电路
低端检流电路的检流电阻串联到地，而高端检流电路的检流电阻是串联到高电压端。两种方法各有特点：低端检流方式在地线回路中增加了额外的线绕电阻，高端检流方式则要处理较大的共模信号。
由于低边检测时的共模电压接近地电平，因此电流检测电压可以用一个低成本、低电压的运放进行放大。低边电流检测简单且成本低，但许多应用不能容忍由于检测电阻引入的地线干扰。较高的负载电流会使问题更加严重，因为系统中地电平被低边电流检测偏移的某个模块可能需要与地电位没变的其他模块进行通信。

如图所示的低端检流运放以地电平作为参考电平，检流电阻接在正相端。低侧电流感测的主要缺点是采用电源接地端和负载、系统接地端时， 感测电阻两端的压降会有所不同。 如果其他电路以电源接地端为基准，可能会出现问题。为最大限度地避免此问题，存在交互的所有电路均应以同一接地端为基准， 降低电流感测电阻值有助于尽量减小接地漂。
如上图，如果图中运放的 GND 引脚以 RSENSE 的正端为基准，那么其共模输入范围必须覆盖至零以下，也就是GND - (RSENSE × ILOAD)。Rsensor将地（GND）隔开了。
尽管低端检流电路比较简单，但有几种故障状态是低端检流电路检测不到的，这会使负载处于危险的情况，利用高端检流电路则可解决这些问题。

高端检流电路
直接连到电源端，能够检测到后续回路的任何故障并采取相应的保护措施，特别适合于自动控制应用领域，因为在这些应用电路中通常采用机壳作为参考地。随着大量包含高精度放大器和精密匹配电阻的IC的推出，在高边电流测量中使用差分放大器变得非常方便。高边检测带动了电流检测IC 的发展，降低了由分立器件带来的参数变化、器件数目太多等问题，集成电路方便了我们使用。

电流检测电路设计方案（二）
传统的高端/低端检流方式有多种实现方案，绝大多数基于分立或半分立元件电路。高端检流电路通常需要用一个精密运放和一些精密电阻电容，最常用的高端检流电路采用差分运放做增益放大并将信号电平从高端移位到参考地（如图）：

VO=IRS*RS;R1=R2=R3=R4该方案已广泛应用于实际系统中，但该电路存在三个主要缺点：
输入电阻相对较低，等于R1;
输入端的输入电阻一般有较大的误差值；
要求电阻的匹配度要高，以保证可接受的CMRR.任何一个电阻产生1%变化就会使CMRR 降低到46dB;0.1%的变化使CMRR 达到66dB，0.01%的变化使CMRR 达到86dB.高端电流检测需要较高的测量技巧，这促进了高端检流集成电路的发展。而低端电流检测技术似乎并没有相应的进展。

2024.1.24
1，RMS-DC转换器
True-RMS或TRMS 是一种将 RMS 值转换为等效直流值的转换器。RMS 是Root Mean Square的缩写。RMS 转直流转换器是一种产生与输入信号的 RMS 幅度成比例的直流输出电平的器件。
RMS 测量目前获得广泛认可，可提供关于波形的最精确的幅度信息。它是一种标准方法，无论波形如何，它都可以始终一致、不偏不倚地测量和比较动态信号。
RMS 是交流信号幅度的基本测量方法。分配给信号的 RMS 值是在相同负载下产生等量热量所需的直流电平。因此，它与信号功率有关。
波形的 RMS 值的数学定义是通过对信号先求平方、再取平均值、然后取平方根得到的值。平均时间窗口必须具有合适的长度，以允许在测量所需的最低频率下进行滤波。在方程式中，波形随时间的 RMS 值为：

RMS 值是均方电压的平方根。均方电压除以负载阻抗是波形输出的平均功率，这再次表明 RMS 与信号功率相关。
该等式可以通过数值应用于通过示波器等仪器获取的波形。数值计算需要大量的程序编码。无需数字化即可测量物理波形，这是 RMS 转直流转换器的一项非常有用的功能。

用途：因需要检测交流220V电压，采用变压互感器进行降压，可得到低压的交流信号，此方法交流与直流之间完全隔离，避免高压损坏采样电路，然后再接入有效值转换芯片将交流信号转化为直流信号，然后再接入单片机的AD采样接口，将采样得到的数字量根据AD采样精度及参考电压进行换算，再乘以硬件系数即可。参考芯片：AD737、AD736
2024.02.05 更，祝大家新年快乐，学业有成，事业高升！

2024.02.23
1.接收灵敏度
接收灵敏度是指无线设备正常工作所需的天线口最小信号接收功率。系统间的干扰会导致无线设备灵敏度的下降，影响信号的正常接收，因此通常以无线设备灵敏度准则作为被干扰系统的保护准则。
无线传输的接收灵敏度类似于人类的听力，在日常环境下，听力越好的人捕捉声音的能力越敏捷。同理，无线设备接收灵敏度越高可捕获弱信号的能力越强，若接收的信号能量小于它的接收灵敏度时，无线设备将不会接收到任何数据。
2.影响因素
带宽范围内的热噪声。
系统的噪声系数。
系统分析信号时需要的最小信噪比。
3.计算公式
接收灵敏度 = 10lg(带宽范围内的热噪声功率) + 系统噪声系数 + 解调所需信噪比。
S = 10lg(kTB)+ NF + SNR
S： 接收灵敏度，单位是dBm。接收灵敏度值越小，说明接收机的接收性能越好。接收灵敏度值越大，说明接收机的接收性能越差。
k： 波尔兹曼常数，单位是J/K。
T： 绝对温度，单位是K。环境温度越高，接收灵敏度就会变大，接收性能就会恶化，因此要尽量降低系统所在的环境温度。
B： 信号带宽，单位是Hz。信号带宽越大，系统的噪声系数越大，灵敏度就会变大，接收性能也会恶化。
kTB： 带宽范围内的热噪声功率，单位是W。
NF： 系统噪声系数，单位是dB。
SNR： 解调所需信噪比，单位是dB。解调所需的最小信噪比越小越好，这样可以增加系统的接收性能。最小信噪比要求和移动台的速度、所处的无线环境及所要求的通信质量有关，不同无线制式要求不同，同一无线制式的不同业务也不相同。
4.总结
普通802.11g产品的接收灵敏度一般为-85dBm，目前市面上的无线产品接收灵敏度最高可达-105dBm，比普通产品提高了20dBm。而专业接收机的接收灵敏度可以达到-120dBm。AP的发射功率每增加3dB，接收灵敏度提高一倍。通常Wi-Fi无线网络设备所标识的接收灵敏度（如-83dBm），是指在11Mbps的速率下，误码率（Bit Error Rate）为10E-5(99.999%)的灵敏度水平。
由于终端的接收灵敏度比AP低，室外覆盖距离受限于终端上行。如果AP满功率发射，往往会存在终端上看Wi-Fi信号很强，但是上网体验很差的情况。为了避免这类情况，可以适当降低AP的发射功率，使AP的发射功率略大于终端，进而保证上下行链路预算后对应的MCS（Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略）等级基本相同。

2024.02.27
最近开始搞无线通信方面的东西，会使用到AD9361芯片，故对无线通信上的知识进行学习。
1，FDD和TDD，分别是什么？
其实，FDD和TDD，从本身字面上来说，只是代表了两种不同的双工方式：
TDD，时分双工(Time Division Duplexing)
FDD，频分双工(Frequency Division Duplexing)

• FDD：双车道，一个车道只能走一个方向，双向互不干扰。
• TDD：单车道，不同时间允许走不同的方向。

TDD和FDD，区别就在于物理层（physical layer，PHY）。
参考学习链接：TDD和FDD的区别

2024.03.06
射频有源器件之射频开关
一. RF Switch的作用
射频开关（RF Switch）是射频电路中的常用器件，用于实现不同信号路径的切换，包括接收与发射、不同频段、不同天线间的切换等，被广泛应用于手机、基站、卫星通信等系统，有利于共用天线、节省成本。
主要供应厂商有Skyworks、Qorvo、NXP、Infineon、Murata等。
二. RF Switch的重要参数

1. Frequency Range
   正常工作的频率范围。
2. Insert loss
   插入损耗，指射频开关在导通时对信号的衰减程度。插入损耗会直接导致系统噪声系数的增大，差损越小越好。
3. Isolation
   隔离度，指射频开关在断开时对信号的抑制程度。隔离度越高越好。
4. RF rise time/fall time
   瞬变时间，指导通时RF输出从10%增加到90%或断开时RF输出从90%减少到10%所需要的时间。
5. Switching time
   切换时间，通常指开断时控制电压达到其50%至射频输出达到其90%所需的时间（以datasheet为准）。高功率开关可达几uS级，低功率高速开关可达几nS级。
6. Power capacity
   功率容量，指开关在不降低性能的情况下，所能承受的最大射频输入功率。

2024.03.08
最近又在使用ZYNQ芯片，使用过程中对配置又有一些了解。


2024.04.17
继电器线圈端反向并接二极管：
1，作用：
继电器接二极管是指继电器续流二极管，它在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。
2，原理：
由于继电器的线圈是感性原件，变化的电流通过线圈时线圈会产生自感电动势，根据法拉第定律.自感电动势的大小与通过线圈的电流变化率（线圈内磁通变化率）成正比。所以当断开电源瞬间电流变化率很大，线圈将产生高于电源电压数倍的自感电动势.并与电源电压叠加,（自感电动势的极性可根据楞次定律来进行确定)。假如继电器线圈两端没并接二极管,这么高的电压作用在电路上就会损坏电路上的三极管等原器件。所以我们在线圈两端并接上二极管，并且使断电瞬间线圈产生的自感电动势极性满足二极正向导通形成续流，把这自感感生电流泄放掉从而保护了电路上的三极管等原器件。 这就是继电器接二极管的作用。
在小型继电器中，继电器的感应电瞬间将其他原件击穿，但因线圈太小，感应电能量也小，所依未造成永久损坏。
可以参考瞬态保护二极管的工作过程
3，选用：
在晶体三极管导通时，电流通过线圈，因二极管反向并接，电流不会流入二极管。当三极管截止时，继电器线圈内磁场产生一个反电动势，其电流方向与原导通时电流方向相同，并且感应电压较高，易损坏三极管。若反向并接一只二极管，则感应电流If便在二极管与继电器线圈中损耗掉能量，以达到保护晶体三极管不被击穿的目的。
这种二极管称为续流二极管，一般用耐压足够的硅二极管担任，如1N4148和1N4007等，视工作电压高低选用。由于锗二极管有较大的反向漏电流，一般不采用。

相关简介：
续流二极管经常和储能元件一起使用，防止电压电流突变，提供通路。电感可以经过它给负载提供持续的电流，以免负载电流突变，起到平滑电流的作用。在开关电源中，就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联。当开关管关断时，续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量，防止感应电压过高，击穿开关管。一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管就可以了，用来把线圈产生的反向电势通过电流的形式消耗掉，可见“续流二极管”并不是一个实质的元件，它只不过在电路中起到的作用称做“续流”。

2024.04.19
如何选择DSP芯片?DSP芯片需要考虑8个方面
DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，这为DSP芯片的优势打下了基础。为增进大家对DSP芯片的认识，本文将介绍如何去选择一款优秀的DSP芯片。如果你对DSP芯片，或是对本文内容具有兴趣，不妨和小编一起继续往下阅读哦。
1、运算速度
首先我们要确定数字信号处理的算法，算法确定以后其运算量和完成时间也就大体确定了，根据运算量及其时间要求就可以估算DSP芯片运算速度的下限。在选择DSP芯片时，各个芯片运算速度的衡量标准主要有：
MIPS(Millions of Instructions Per Second)，百万条指令/秒，一般DSP为20~100MIPS，使用超长指令字的TMS320B2XX为2400MIPS。必须指出的是这是定点DSP芯片运算速度的衡量指标，应注意的是，厂家提供的该指标一般是指峰值指标，因此，系统设计时应留有一定的裕量。
MOPS(Millions of Operations Per Second)，每秒执行百万操作。这个指标的问题是什么是一次操作，通常操作包括CPU操作外，还包括地址计算、DMA访问数据传输、I/O操作等。一般说MOPS越高意味着乘积-累加和运算速度越快。MOPS可以对DSP芯片的性能进行综合描述。
MFLOPS(Million Floating Point Operations Per Second)，百万次浮点操作/秒，这是衡量浮点DSP芯片的重要指标。例如TMS320C31在主频为40MHz时，处理能力为40MFLOPS，TMS320C6701在指令周期为6ns时，单精度运算可达1GFLOPS。浮点操作包括浮点乘法、加法、减法、存储等操作。应注意的是，厂家提供的该指标一般是指峰值指标，因此，系统设计时应注意留有一定的裕量。
MBPS(Million Bit Per Second)，它是对总线和I/O口数据吞吐率的度量，也就是某个总线或I/O的带宽。例如对TMS320C6XXX、200MHz时钟、32bit总线时，总线数据吞吐率则为800Mbyte/s或6400MBPS。
ACS(Multiply-Accumulates Per Second)，例如TMS320C6XXX乘加速度达300MMACS~600MMACS。
指令周期，即执行一条指令所需的时间，通常以ns(纳秒)为单位，如TMS320LC549-80在主频为80MHz是的指令周期为12.5ns。
MAC时间，执行一次乘法和加法运算所花费的时间：大多数DSP芯片可以在一个指令周期内完成一次MAC运算。
FFT/FIR执行时间，运行一个N点FFT或N点FIR程序的运算时间。由于FFT运算/FIR运算是数字信号处理的一个典型算法，因此，该指标可以作为衡量芯片性能的综合指标。
2、运算精度
一般情况下，浮点DSP芯片的运算精度要高于定点DSP芯片的运算精度，但是功耗和价格也随之上升。一般定点DSP芯片的字长为16位、24位或者32位，浮点芯片的字长为32位。累加器一般都为32位或40位。 定点DSP的特点是主频高、速度快、成本低、功耗小，主要用于计算复杂度不高的控制、通信、语音/图像、消费电子产品等领域。通常可以用定点器件解决的问题，尽量用定点器件，因为它经济、速度快、成本低，功耗小。但是在编程时要关注信号的动态范围，在代码中增加限制信号动态范围的定标运算，虽然我们可以通过改进算法来提高运算精度，但是这样做会相应增加程序的复杂度和运算量。浮点DSP的速度一般比定点DSP处理速度低，其成本和功耗都比定点DSP高，但是由于其采用了浮点数据格式，因而处理精度，动态范围都远高于定点DSP，适合于运算复杂度高，精度要求高的应用场合;即使是一般的应用，在对浮点DSP进行编程时，不必考虑数据溢出和精度不够的问题，因而编程要比定点DSP方便、容易。因此说，运算精度要求是一个折衷的问题，需要根据经验等来确定一个最佳的结合点。
3、字长的选择
一般浮点DSP芯片都用32位的数据字，大多数定点DSP芯片是16位数据字。而Motorola公司定点芯片用24位数据字，以便在定点和浮点精度之间取得折衷。字长大小是影响成本的重要因素，它影响芯片的大小、引脚数以及存储器的大小，设计时在满足性能指标的条件下，尽可能选用最小的数据字。
4、存储器等片内硬件资源安排
包括存储器的大小，片内存储器的数量，总线寻址空间等。片内存储器的大小决定了芯片运行速度和成本，例如TI公司同一系列的DSP芯片，不同种类芯片存储器的配置等硬件资源各不相同。通过对算法程序和应用目标的仔细分析可以大体判定对DSP芯片片内资源的要求。几个重要的考虑因素是片内RAM和ROM的数量、可否外扩存储器、总线接口/中断/串行口等是否够用、是否具有A/D转换等。
5、开发调试工具
完善、方便的的开发工具和相关支持软件是开发大型、复杂DSP系统的必备条件，对缩短产品的开发周期有很重要的作用。开发工具包括软件和硬件两部分。软件开发工具主要包括：C编译器、汇编器、链接器、程序库、软件仿真器等，在确定DSP算法后，编写的程序代码通过软件仿真器进行仿真运行，来确定必要的性能指标。硬件开发工具包括在线硬件仿真器和系统开发板。在线硬件仿真器通常是JTAG周边扫描接口板，可以对设计的硬件进行在线调试;在硬件系统完成之前，不同功能的开发板上实时运行设计的DSP软件，可以提高开发效率。甚至在有的数量小的产品中，直接将开发板当作最终产品。
6、功耗与电源管理
一般来说个人数字产品、便携设备和户外设备等对功耗有特殊要求，因此这也是一个该考虑的问题。它通常包括供电电压的选择和电源的管理功能。供电电压一般取得比较低，实施芯片的低电压供电，通常有3.3V、2.5V，1.8V，0.9V等，在同样的时钟频率下，它们的功耗将远远低于5V供电电压的芯片。加强了对电源的管理后，通常用休眠、等待模式等方式节省功率消耗。例如TI公司提供了详细的、功能随指令类型和处理器配置而改变的应用说明。
7、价格及厂家的售后服务因素
价格包括DSP芯片的价格和开发工具的价格。如果采用昂贵的DSP芯片，即使性能再高，其应用范围也肯定受到一定的限制。但低价位的芯片必然是功能较少、片内存储器少、性能上差一些的，这就带给编程一定的困难。因此，要根据实际系统的应用情况，确定一个价格适中的DSP芯片。还要充分考虑厂家提供的的售后服务等因素，良好的售后技术支持也是开发过程中重要资源。
8、其他因素
包括DSP芯片的封装形式、环境要求、供货周期、生命周期等。

2024.04.26
工业相机的数据接口之一 : Camera Link 接口
工业相机的接口包含两类，分别是镜头接口和数据接口，所谓数据接口，是工业相机为了向主机（一般是工控计算机）传输图像数据时所采用的一种电气接口（除了硬件接口以外，当然也要有配套的数据传输协议规范）。相机的数据接口比镜头接口要重要得多！因为它直接决定了这款相机核心的性能指标以及它的适用范围。例如，如果你想要远距离大范围布设监控相机，那么网络接口就是比较合适的方案；如果你想要使用高帧频和高分辨率相机，而传输距离又不远，那么CoaXPress或Camera Link接口就应该纳入重点考虑范围。
工业相机的数据接口可以分为“数字接口”和“模拟接口”两大类。前者传输的是数字信号，后者是模拟信号。数字信号相较于模拟信号来说有很多优点，比如抗干扰能力强、易于加密、便于后续处理等等。因此，现有的高端工业相机无一例外全部采用的是数字接口。当然，模拟接口也有它自身的优势（主要是便宜、性价比高），常见于中低端的监控设备中，短时间内并不会淘汰。
工业相机的数字接口主要包括以下几类：Camera Link接口、IEEE 1394接口、USB接口、网络接口、CoaXPress接口。本文重点介绍 Camera Link接口
从Camera Link接口的名字就可以看出来，这个接口是专门针对工业相机（camera）的特殊应用需求（图像的数据量大、带宽要求高）而研发出来的，因此，它的传输速度肯定是比较快的，这也正是Camera Link接口最主要的优点之一。图2为相机上的Camera Link接口实物。

根据相机实际带宽需求的不同，Camera Link采集卡从传输速度上也可以分为以下四类（带宽依次增加，且向下兼容）：Base（2.0Gbit/S 即255MB/s）、Medium（4.8Gbit/S即610MB/S）、Full（5.4Gbit/S @ 85MHZ即680MB/s）、Deca（6.8Gbit/S即850MB/S），从外观上看不出它们的区别，因为提升速度主要是通过增加内部集成的芯片模块来实现的。主要的差别是: 只具有Base功能的采集卡一般只有一个Camera Link接口，而其他的至少包含两个。
对于采用Camera Link接口的相机来说，它需要配合Camera Link采集卡来使用，Camera Link采集卡一般通过PCI-E接口安装在控制计算机上（对于早期的采集卡，低端型号使用的是PCI接口，高端型号PCI-X接口），如图4所示。

另外，Camera Link接口还有“大口”（MDR）和“小口”（SDR，或叫HDR-mini）之分，二者的引脚定义完全相同，只是在体积上不一样。

此外，需要注意的是：Camera Link接口并不支持热插拔。当相机带电工作期间，严禁拔下数据接口，这样有一定的概率会损坏相机，切记！
世界上生产Camera Link图像采集卡的厂家主要有以下几个（国外）：分别是Imp**(美国)、Dals**(加拿大)、Matr**(德国)、Silico**(英国)、Eures**(比利时)。
国产工业采集卡，美乐威就出了CoaXPress -6/12采集卡，camera link因为比较低端，我们在考虑做不做（想做也很快，软硬一体到硬件生产早打通了）。至于编程，只要支持GenICam GenTL、GenApi协议，都可以任意兼容各类工业相机、第三方客户端。
更为详细的资料请参考链接：cameralink学习笔记（个人总结、翻译、理解）

2024.04.28
什么是SSC（扩频时钟）
SSC全称Spread Spectrum Clocking，即扩频时钟。由于信号的辐射主要是由于信号的能量过于集中在其载波频率位置，导致信号的能量在某一频点位置处的产生过大的辐射发射。因此为了进一步有效的降低EMI辐射，芯片厂家在设计芯片时也给容易产生EMI的信号增加了SSC（Spread Spectrum Clocking）即扩频时钟的功能，频率变化的时钟，其频谱能量被分散在一定频谱范围上，峰值能量能减小2-18dB。采用SSC的功能可以有效的降低信号所产生的EMI。当前PCIE、SATA、SAS、USB3.0等几乎所有的高速芯片都支持SSC的功能。
未加SSC时，信号的能量非常集中，且幅度很大；而加了SSC后，信号能量被分散到一个频带范围以内，信号能量的整体幅度也有明显降低，这样信号的EMI辐射发射就将会得到非常有效的抑制。这就是通过使用SSC扩频时钟的方法抑制EMI辐射的基本原理。使用SSC的方法能在多大程度上抑制EMI辐射和调制后信号能量在多宽频率范围内变化有关，频率变化范围越大，EMI抑制量越大。但这两者需要一个权衡，因为频率变化范围太大会使系统的时序设计带来困难。
类似于扩频通信，扩频时钟也是用一个较低的频率调制系统时钟，使得窄带的周期性系统时钟被有意扩展为宽带，基频和谐波所包含的峰值能量显著降低，在频域上的表现是产生一个具有边带谐波的频谱。扩频时钟一般有如下参数：扩展率、扩频类型、调制率和调制波形。扩频类型指向下扩频、中心扩频或向上扩频，由于中心和向上扩频都会产生超过系统时钟的频率，会对系统造成影响，所以一般向下扩频用的最为广泛。
更为详细的资料请参考链接：什么是SSC（扩频时钟）

2024.05.13
1，c标准头文件math.h中有两个与log有关的函数声明。

double __cdecl log(double _X);
double __cdecl log10(double _X);
其中log代表ln(即loge)。
log10顾名思义就是lg。
loge和log10可以直接表示了。

2024.05.17
TVS 瞬态抑制二极管工作原理？怎么使用瞬态抑制二极管？
二极管是最基本的半导体器件，常用于许多电子设计，如整流器、转换器、逆变器、保护电路、稳压器等。有一种称为TVS 二极管的特殊二极管，它在处理电力电子设计电路中的瞬态尖峰方面起着至关重要的作用。

一、瞬态是什么意思？
瞬态是电压或电流中的短时间尖峰，会以多种方式损坏电路。有些瞬态只发生一次，有些可能是重复的。这些瞬台的范围从几毫伏到几千伏，持续时间从纳秒到数百毫秒。
二、是什么导致电路中的瞬变？
瞬变可能由电路中的内部或外部连接引起。例如，由于感应负载开关或开关和连接器中的接触故障，可能会在内部产生瞬变。在外部，它可能由于雷击或感应开关而产生。
三、瞬态电压抑制器件 (TVS)
瞬态电压抑制器或 TVS 是用于保护电路免受电压或电流突然尖峰影响的保护装置。保护电路免受过压影响的主要方法是将这些 TVS 器件 与电路并联。
瞬态电压抑制器的类型
有许多类型的 TVS 器件可用于瞬态电压抑制，即金属氧化物压敏电阻、TVS 二极管、齐纳二极管或旁路电容器。
根据操作，瞬态电压抑制器可分为两类，钳位和撬棒。
1、钳位瞬态电压抑制器
钳位装置将电压限制在一个固定水平。这样做时，它们会吸收过压事件的多余能量。TVS 二极管是钳位器件的一个例子。

2、Crowbar 瞬态抑制二极管
Crowbar 设备一旦触发就会基本上使受保护线路短路，从而将多余的能量从受保护电路中转移出去。正如你在下图中看到的那样，当检测到触发电压（尖峰）时，crowbar 设备将电路短路，因此线路电压降低，然后在 crowbar 设备断开电路的某个时间后，线路电压再次上升到稳定状态电路的正常运行。

四、瞬态电压抑制二极管——TVS二极管
瞬态电压抑制二极管是一种固态 PN 结二极管，专门设计用于消除对敏感半导体和电路的突然或瞬时过电压影响。瞬态电压抑制二极管是一种钳位器件，因此每当感应电压超过雪崩击穿电压时，它就会吸收过压事件的多余能量，然后在过压状态后自动复位。的确，标准二极管和齐纳二极管也可用于过压/瞬态保护，但它们不如瞬态电压抑制二极管稳健，因为标准和齐纳二极管是为整流和电压调节而设计的。
TVS二极管的种类：
瞬态电压抑制二极管可分为两种类型。一种是单向的，另一种是双向的。
1、单向瞬态电压抑制二极管
单向瞬态电压抑制二极管像任何其他雪崩二极管一样在正向电路中用作整流器，并且这种单向二极管可以承受非常大的峰值电流。单向 TVS 二极管的符号如下图所示，它很像一个齐纳二极管。

2、双向瞬态电压抑制二极管
另一方面，双向瞬态电压抑制二极管可以由彼此串联的两个相互相对的雪崩二极管来表示。这些二极管与要保护的设备或电路并联。与符号不同，这些二极管是作为单个组件制造的。双向 TVS 二极管的符号如下图所示。

五、TVS 瞬态抑制二极管工作原理
TVS瞬态抑制二极管与要保护的设备或电路并联。TVS 器件专门设计用于在特定电压水平下击穿并传导大量电流而不会造成损坏。

在正常电压条件下，TVS 瞬态抑制二极管表现为开路，但存在少量漏电流。当正常电压超过一定水平时，TVS瞬态抑制二极管结雪崩，结果过电压从被保护电路中分流并通过TVS二极管分流。当过电压消失时，设备会自动复位。
六、TVS瞬态抑制二极管VI特性
下图显示了单向和双向 TVS 二极管的 VI 特性。该特性图显示了电压和电流的关系。双向二极管在正负方向上具有相同的特性曲线，因此它们以哪种方式连接到电路中并不重要。与负方向相比，单向二极管在正方向具有更高的导通电压。

七、瞬态抑制二极管怎么选择？
市场上有许多类型的 TVS 二极管，专为特定应用而设计。当你选择 TVS 二极管时，可以参考以下参数：
1、反向关断电压 (V R )
反向关断电压是可以在不实际激活设备的情况下施加到保护器的最大电压。器件 V R应等于或高于被保护电路的峰值工作电压。这是为了确保保护装置不会夹住正常的电路工作或信号电压。
2、击穿电压 (V BR )
击穿电压是二极管开始保护和传导电流的电压。通常，V BR规定为 1mA。
3、钳位电压 (V C )
钳位电压是受保护电路在测试波形事件期间将承受的最高电压。在大多数数据表中，钳位电压是针对具有 8µS 上升时间的 1A 或 2A 波形给出的。
4、峰值脉冲电流（IPP）
峰值脉冲电流是保护装置可以承受的最大电流。
八、TVS瞬态抑制二极管应用
TVS 二极管通常用于低能量电路和系统中的分流/钳位，以及电路中的ESD 保护。瞬态电压抑制二极管的应用可以在数据和信号线、微处理器和 MOS 存储器、AC/DC 电源线和电信设备中找到。下面给出了一些示例电路：

参考链接：TVS 瞬态抑制二极管工作原理？怎么使用瞬态抑制二极管？

2024.05.23
1，Xilinx 7系列FPGA全系所支持的GT（GT，Gigabyte Transceiver，G比特收发器）。通常称呼为Serdes、高速收发器、GT或者具体信号（如GTX）称呼。
2，7系列中，按支持的最高线速排序，GTP<GTX<GTH<GTZ。GTP被用于A7系列，GTZ被用于少数V7系列。从K7到V7，最常见的是GTX和GTH，GTH的最高线速比GTX稍微高一点点。
具体参数参考FPGA选型手册。

2024.05.24
总结几种流行的电池SOC估算方法
一、什么是SOC？
电池的SOC（State-of-Charge）指的是电池剩余电量的状态，这里的“剩余电量”很好理解，就是电池中还剩多少电量；那么这个状态该如何表示呢？？？
一款全新的iPhone电池容量是3227mAh，假如使用了两个小时还剩2000mAh，那么2000mAh就是剩余电量的状态；
特斯拉Model3电池容量约为60kWh，假如充满电之后已经行驶了200km，还剩40kWh，那么40kWh就是电池的剩余电量的状态；
式中，Qc 指的是某时刻电池的剩余可用电量，Qn 指的是电池的额定容量。所以要想得到SOC的值，只需要知道Qc和Qn两个参数即可。Qn会随着电池的老化而减小，但是其变化率较小，所以归根结底计算SOC就是计算Qc。
那么为什么要确定SOC的值呢？
一个很重要的原因就是让用户做到“心里有数”，以电动汽车为例，如果根据以往的经验用户知道在满电状态时续航里程大约为500km，而现在距离最近的充电桩还有50km，那么用户就知道当用到剩余电量还是10%～15%时，就得去充电了，或者保险起见在SOC为20%的时候就去充电。
但是，如果SOC只有这一个用途的话，为什么现在的研究还需要想尽各种办法来提升SOC的估算精度呢？就像我们平时玩手机，剩余电量到底是55%还是56%很重要吗？绝大多数情况下我们更关心的是电量低的时候能不能够及时进行充电吧。那么SOC的精度还有哪些影响呢？
二、为什么要提高SOC估算精度？
我发现，各车企在市面上选择动力电池时，并不会把SOC估算精度做为一项重要的指标，相比之下车企更关心的是电池的电压平台、电量、充放电能力等，那么尽兴SOC估算精度的研究是否有意义呢？
在回答这个问题之前，我们不妨想一想，如果电池SOC的估算误差大于20%会怎么样？大于10%会怎么样？大于5%会怎么样？
如果SOC估算误差大于20%，那么当汽车显示电量还剩20%时，就会随时可能停止工作在路边趴窝，一般来说当电动汽车电量低于30%时，驾驶员就会产生里程焦虑，担心电量不足以行驶至充电站，当电量介于20%～30%之间时就应该准备给车辆充电了，就像在开油车时很少有人会把车开到油表提示灯亮起再去加油一样。所以，如果SOC估算误差大于20%，意味着在车辆仪表盘显示SOC低于50%时，便会引起驾驶员的恐慌，直接影响驾驶体验。
如果SOC估算误差大于10%，那么意味着当车辆仪表盘显示SOC值为20%时，实际的SOC可能只有不到10%，那么此时如果继续行驶，就可能会导致电池过度放电，同样在充电过程中也可能出现过充，频繁的过充过放对电池的寿命和安全性都有很大的影响。
那么当SOC估算误差大于5%呢？可能从用户和电池使用工况角度来看，5%的误差都是勉强可以接受的，而且很多电池厂家在协议中都会提到其BMS的SOC估算精度<5%，那么是否意味着5%的误差已经足矣，不需要继续提升了呢？
答案是否定的。
搞BMS的都知道，电池管理基本上就是围绕电池的状态来进行的，或者说电池管理就是在做一件事：了解电池的状态，并想办法让电池工作在最优状态。
电池的状态除了SOC之外，还包括SOH（State-of-Health，健康状态）、SOP（State-of-Power，功率状态）、SOE（State-of-Energy，能量状态）等等，所以有时候会把电池状态统称为SOX，只不过在实际使用中我们更关心SOC和SOH，对别的状态关注较少。
那么SOH怎么算呢？SOH指的是电池的健康状态，一般可用于判断电池的寿命，SOH的定义方式不是统一的，其中一种计算方法为：

这种方法是以电池的当前实际容量与额定容量的比值来定义SOH的，比如当电池的实际容量降为额定容量的80%时，一般认为电池达到了使用寿命。
这种定义方法就需要知道当前容量的准确值，一般可以通过电池在某SOC值进行充电，根据电池充满时可以充入电量来计算电池的实际容量。所以，该方法得到的SOH精度是严格依赖SOC的精度的。
除此之外，电池管理系统的SOP状态计算、电量均衡等功能的实现，均需要以SOC的值为基础，可以说SOC的估算精度提高了，电池管理系统的整体性能就能得到优化提升，所以我们要想办法提高SOC估算精度。
三、如何进行SOC估算
提高SOC的估算精度，业界做了很多的努力，也提出了很多方法。这些方法根据不同的原理，大致可以分为以下三大类：
1、传统方法
这一类方法原理简单，可能是比较早被用于进行SOC估算的方法，所以通常被称为传统方法。
（1）开路电压法
开路电压法，就是根据电池的开路电压OCV来确定其SOC值。以锂离子单体电芯为例，一般在充满电时电压可达到4.2V左右，在完全放电时截止电压2.6V左右。在电池的充放电过程中，电池的电压是不断变化的。研究发现电池的开路电压跟电池的剩余电量是有一定关系的，什么关系呢？不知道！别笑，是真的不知道，到目前为止还没有人能够推导出SOC和OCV函数映射，所以通常采用最笨的方法——数据拟合。
简单来说，分别测量在不同的SOC值下的电池开路电压大小，然后通过数据拟合的方法得到关于SOC- OCV的函数。比如，我们假定SOC和OCV的关系是符合三次函数关系曲线的，那么就可以假设其关系为：

根据测量得到的（OCV，SOC）数据点进行拟合，求出参数a,b,c和d的最优解即可，听上去好像很复杂，但是只要有实验数据，通过Matlab写一个简单的小程序就能实现，不会写的可以来找我。
那么最关键的就是如何获得实验数据，也就是在不同的SOC值时电池的OCV值。这里不得不提一下锂离子电池的一个特点，那就是极化效应，关于极化效应的原理请大家自行百度，这里不做解释。极化效应带来的影响就是电池在停止充放电后的一段时间内，其电压并不是恒定的，而是在慢慢变化的，大约在静置1～2小时后得到的电压才是当前SOC下真正的开路电压。所以在测量电池SOC和OCV的关系时，往往是通过HPPC试验，也就是脉冲放电试验，答题过程就是放电10%，静置1小时，往复循环，直至完全放电。所以，HPPC试验是很麻烦的一个试验，需要实验数据的同学可以滴我。锂离子电池还有一个显著的特点，就是其特性特别容易受到环境温度的影响。他最喜欢的温度区间大约在-20°C～50°C（与人类能够适应的温度区间相似），而在不同的温度下，其放电能力、开路电压、内阻等参数均不一样，下图为某款电芯在不同的温度下的SOC和OCV关系。

那么，当我们花费这么多精力去测量出了电池的开路电压，是否就可以一劳永逸的解决SOC估算问题呢？
事情可没这么简单！
在进行HPPC试验时，电池的开路电压都是在静置1小时之后测量得到的。在实际使用中显然是不现实的，我们不可能停下电动车静置一段时间，只为了读取剩余的电量。所以，从这一个方面来说，通过开路电压来估算电池的SOC值并不可行。
但是不要灰心，该方法还是有可取之处的。如果电池超过1小时未进行充放电，比如电动汽车晚上停车，那么第二天早上再启动车辆时，就可以得到电池的SOC值，该值可用于对不准确的SOC估算值进行校准。
（2）安时积分法
安指的是安培，即电池的充放电电流。时指的是时间，安时积分就是把充入或流出电池的电流与时间进行积分，根据电池初始时刻的SOC值，就能得到在某时刻电池内的剩余电量。其原理用公式以大致表示为：

安时积分法操作简单易行，运算量小，所以成为最为常用的一种SOC估算方法。但是，该方法最的的问题在于，SOC估算精度严格依赖于电流传感器的精度。如果电流的测量值不准确，积分后过程中误差会进行累积，导致最终的SOC估算误差越来越大，严重偏离真实值。通过简单的数据进行验证就能得到该结论，这里就不再展开了。
那么这个问题是怎么解决的呢？
那就得提到前面说的开路电压法了。当电池SOC的累积误差过大时，我们可以利用电池不工作的间隙（如电动汽车夜间停车）做为静置时间，由于电池获得了足够长时间的静置，所以在下一次车辆启动时，通过开路电压法来校正电池的SOC值。
原文请参考链接：总结几种流行的电池SOC估算方法

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