目录 选择题. MOS 管、三极管、二极管 数字电路 模拟电路. 电源 信号完整性 仪器仪表使用 滤波器、电感、电容 光纤、天线. 通信网络基础 音频 控制理论 面试题 电路 RC 电路、 LC 电路 二极管 三极管、 MOS 管 运放电路 基尔霍夫、戴维南、惠斯通电桥 电平转换 滤波器 逻辑电路 耦合方式. PCB 设计要点 电源 . DC-DC、 LDO PWM、 PFM、 PSM BUCK、 BOOST 电源纹波 源效应和负载效应 通信 控制总线协议 IIC DDR USB 通信原理 时域和频域 奈奎斯特 IIR、 FIR 滤波器 示波器 器件选型 ADC/DAC 负反馈对放大电路性能的影响 锁相环 FPGA 资源、配置流程 Cache、 LUT、 RAM、 DSP FPGA 开发、配置流程 信号完整性

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速、全双工的同步串行通信接口，广泛应用于嵌入式系统中的设备间通信。SPI接口通常包含四条信号线：SCLK（Serial Clock）、MOSI（Master Out, Slave In）、MISO（Master In, Slave Out）和CS（Chip Select）。SCLK是由主设备产生的时钟信号，用于同步数据传输；MOSI和MISO分别用于主设备向从设备发送数据和从设备向主设备发送数据；CS是片选信号，由主设备控制，用于选择与之通信的从设备。 SPI接口的工作模式主要为主从模式，一个主设备可以连接多个从设备，数据传输由主设备启动。SPI总线结构是一种环形结构，使得多个从设备可以在同一总线上共存。CS信号的有效性（通常为高电平或低电平，取决于具体的系统设计）决定了哪个从设备被选中进行通信，使得在同一时刻只有一个从设备能与主设备交互。 在基于FPGA的SPI接口设计中，通常使用硬件描述语言（如Verilog HDL）实现SPI控制器，通过有限状态机（Finite State Machine, FSM）来管理SPI接口的各个操作阶段。FSM能够有效地控制数据的发送和接收，以及片选信号的切换，确保数据传输的准确性和效率。 寄存器寻址是SPI接口的一个扩展功能，它允许主设备通过地址字段来访问从设备内部的特定寄存器，从而读取或写入数据。这种功能在需要与具有复杂内存映射的设备通信时尤其有用，例如在配置Flash存储器、控制AD/DA转换器或者与网络控制器交互等场合。 在设计带有寄存器寻址的SPI接口时，需要考虑以下关键点： 1. **状态机设计**：状态机需要管理SPI接口的所有操作，包括发送片选信号、设置时钟、发送地址和数据、接收数据等。每个状态对应于SPI通信过程中的一个步骤，例如开始传输、发送地址、等待响应、发送数据等。 2. **寄存器映射**：定义从设备的寄存器布局，包括地址空间的分配和每个寄存器的功能。 3. **数据包格式**：设计数据包格式以包含地址和数据字段，确保正确寻址到目标寄存器。 4. **错误处理**：考虑到可能出现的通信错误，如地址错误、超时、数据校验失败等，设计相应的错误检测和处理机制。 5. **时序控制**：SPI通信依赖于精确的时序，因此需要确保SCLK、MOSI和MISO信号的时序正确，并与从设备的时序兼容。 6. **仿真验证**：使用仿真工具（如Modelsim SE 6.5）进行设计验证，检查接口是否按照预期工作，确保在实际应用中的可靠性。 7. **FPGA实现**：将验证通过的Verilog代码下载到FPGA开发板上进行硬件验证，确保设计在实际硬件环境中的功能正确性。 通过上述设计流程，我们可以构建一个高效、可靠的基于FPGA的带寄存器寻址SPI接口，满足物联网技术中对高速、灵活通信的需求。这样的接口设计不仅能够提高数据传输速率，还能通过寄存器寻址功能增强设备的控制能力，适应各种复杂的嵌入式系统应用场景。

基于ad7606的fpga电压采集_FPGA-ad7606

在现代数字信号处理电路设计中, 除法器有着广泛的应用。这里阐述一种复数除法器的设计思想和实现方法, 引入CORDIC 算法到复数的除法运算中, 利用CORDIC 旋转操作来代替乘、加法操作, 然后采用双比特移位操作得到最终运 算结果。经CORDIC 旋转后数据最多只放大2 位位宽, 因此可以减少硬件实现中的器件迭代次数。经过FPGA 验证结果表 明, 整个设计运算速度快、节省器件, 并且计算精度高。 CORDIC算法是用于数字信号处理中的一个高效算法，最初由J.Volder于1959年提出，主要用于解决向量和三角函数计算的问题。在数字信号处理中，CORDIC算法特别适用于实现乘法、加法等基本运算的简化，尤其当用FPGA进行硬件实现时，能够显著减少所需的计算资源，提高运算效率。 复数除法在现代数字信号处理中非常关键，特别是在通信系统、图像处理和其他需要复数运算的领域。传统的除法器设计通常以实数为基础，但对于复数除法，需要更复杂的算法来实现。引入CORDIC算法到复数除法中，可以有效减少乘法和加法的运算次数，使用旋转操作来替代复杂的乘除运算，这样不仅减少了硬件资源的需求，而且由于CORDIC算法的位宽扩展有限，只需要简单的移位操作就可以得到最终的结果。 FPGA（现场可编程门阵列）是可编程硬件电路的一个实例，非常适合于实现CORDIC算法，因为CORDIC算法可以通过迭代结构和并行操作实现，而FPGA正是擅长处理此类运算的硬件平台。将CORDIC算法应用于FPGA实现复数除法器，不仅可以提供高速的运算能力，同时也可以提高设计的灵活性和可重配置性。 在FPGA上实现基于CORDIC算法的复数除法器，通常需要以下几个步骤：设计一个核心CORDIC运算单元，该单元能够执行CORDIC算法的核心迭代过程。利用双比特算法的特点，进一步简化迭代次数和移位操作。然后，将得到的算法核心单元进行硬件描述，通常使用硬件描述语言如Verilog或者VHDL来完成。在FPGA上编程并进行仿真，以确保算法按预期工作。通过FPGA开发板进行实际测试，验证设计的运算速度、资源消耗和计算精度。 为了保证CORDIC算法在复数除法中的应用能够达到高精度和高效率，算法在设计时会考虑以下几个要点： 1. 算法实现：介绍CORDIC算法在复数除法中是如何应用的，以及该算法能够有效地替代复杂的乘法和加法运算，通过简单的迭代和移位操作实现复数除法运算。 2. 算法优化：为了适应FPGA硬件的特点，算法需要进行优化，以减少不必要的硬件资源消耗。例如，通过设计更高效的移位逻辑和迭代次数控制，可以提高算法的运行效率。 3. 硬件描述：算法需要使用硬件描述语言（HDL）进行描述，并利用FPGA开发工具进行综合，以便在FPGA上实现。 4. 性能评估：通过仿真和实际测试，评估设计在FPGA上的运算速度、资源使用情况和计算精度。需要验证设计是否满足实际应用的需求。 5. 案例分析：可能会引用具体的FPGA设计案例，说明CORDIC算法在复数除法器中的具体实现细节和效果。 基于CORDIC算法的复数除法器在FPGA上的实现，可以提供一种有效且资源消耗小的解决方案，适用于现代数字信号处理电路设计中对于高速复数运算的需求。通过使用CORDIC算法替代复杂的乘除运算，并利用双比特算法减少迭代次数，可以在FPGA上高效实现复数除法器，提高处理速度，降低资源消耗，确保计算精度。

AD7606 verilog代码

这款AD9361配置文件转换为Verilog的软件工具，为FPGA开发者提供了简便、高效的解决方案，使纯PL设计中AD9361的配置变得更加快捷和可靠。通过自动化的代码生成过程，极大地提高了开发效率，减少了错误，成为FPGA设计中配置AD9361的利器。 生成的Verilog代码经过严格测试，确保配置正确无误。同时，提供测试向量和仿真环境，帮助用户验证生成代码的功能和性能。

AXI4（Advanced eXtensible Interface 4）总线是一种广泛应用于FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计的高性能、低延迟的接口标准，由ARM公司提出。它为处理器、存储器以及其他外设之间的数据传输提供了一种统一的通信机制。在本主题中，我们将深入探讨如何利用AXI4总线进行RAM（Random Access Memory）的读写操作，并结合仿真图来加深理解。 AXI4总线分为两种主要类型：AXI4-Lite和AXI4-Full。AXI4-Lite简化了协议，适用于简单的控制接口，而AXI4-Full则包含更完整的数据传输能力，支持突发传输和多通道。在这个场景中，我们关注的是AXI4-Lite，因为它通常用于对RAM进行读写访问。 AXI4-Lite总线包括地址（ADDR）、写使能（WSTRB）、写数据（WDATA）、读使能（RVALID）、读数据（RDATA）以及握手信号如写应答（WREADY）、读应答（RREADY）等。在进行RAM读写时，FPGA中的控制器会通过这些信号与RAM模块交互。 1. **写操作**： - 控制器首先通过ADDR线将要写入的数据地址发送到RAM。 - 接着，控制器通过WDATA线将数据传送到RAM，同时WSTRB线指示哪些字节有效（如果RAM是以字节为单位的）。 - RAM接收到地址和数据后，通过WREADY信号通知控制器它可以接收数据。一旦控制器收到此信号，它就会释放WSTRB和WDATA线，完成写操作。 2. **读操作**： - 控制器同样通过ADDR线发送读取地址。 - RAM读取对应地址的数据，然后通过RDATA线返回给控制器。此时，RVALID信号表明RAM已准备好发送数据。 - 控制器检测到RVALID信号后，通过RREADY信号告知RAM可以传输数据。一旦RAM接收到RREADY，它会释放RDATA线，完成读操作。 仿真图在这种情况下非常有用，因为它可以直观地展示AXI4总线上的信号变化，帮助设计者验证其逻辑是否正确。例如，可以看到地址如何随着时间变化，何时有数据传输，以及握手信号是如何协调读写操作的。 在FPGA实现中，通常会用到IP核（ Intellectual Property Core），例如Xilinx的Block RAM或Memory Interface Generator（MIG），它们已经内置了AXI4-Lite接口，可以直接与AXI4总线连接。这样，设计者只需关注控制器的设计，而不必关心底层的RAM操作细节。 AXI4总线的使用极大地简化了FPGA设计中与RAM的交互，通过标准化的接口和明确的握手协议，确保了高效、可靠的读写操作。结合仿真图，我们可以更好地理解和调试设计，从而优化系统的性能。

【VCU118原理图详解】 Xilinx的VCU118开发板是一款基于VU9P FPGA的高性能设计平台，广泛应用于FPGA开发、原型验证和高速接口测试等场景。该原理图以PDF形式提供，是理解VCU118硬件结构的关键文档。 1. **VU9P FPGA**： VCU118的核心是Xilinx Virtex UltraScale系列的VU9P FPGA，这是一个大规模可编程逻辑器件，拥有丰富的逻辑单元、数字信号处理资源、嵌入式存储器块和高速接口，能够支持复杂的数字系统设计。 2. **ROHS合规性**： 原理图明确指出，VCU118遵循ROHS（Restriction of Hazardous Substances）标准，这意味着该板卡的材料和制造过程不含有欧盟法规限制的有害物质，有利于环保。 3. **电路布局**： 原理图详细展示了VCU118的电路布局，包括电源管理、时钟分配、接口连接、存储器接口以及各种辅助功能模块，如JTAG调试接口、配置存储器、用户IO等，有助于开发者理解和调试硬件设计。 4. **知识产权核与软核**： VU9P FPGA可以集成各种硬件描述语言（HDL）编写的IP核，原理图会标注出这些核的位置和连接方式，包括硬核（如嵌入式处理器）和软核（如自定义逻辑模块）。 5. **电源和时钟网络**： FPGA的性能和稳定性很大程度上取决于电源和时钟网络的设计。原理图会列出电源轨和时钟树的详细信息，包括电源滤波、去耦电容配置和时钟分发路径。 6. **接口规范**： VCU118通常配备多种高速接口，如PCIe、DDR4内存、GTH收发器等，这些接口在原理图中会有明确的标识和信号定义，帮助开发者理解如何接入外部设备。 7. **许可证和使用条款**： Xilinx强调，VCU118原理图仅供在Xilinx硬件设备上开发设计使用，并且不允许未经授权的复制、分发或修改。同时，Xilinx对文档的任何错误或遗漏不承担责任，用户需自行承担使用风险。 8. **有限保修政策**： VCU118开发板和其中的Xilinx硬件产品遵循Xilinx有限保修政策，具体条款可参考官方网址。用户应确保在规定的规格范围内使用产品，避免因不当应用导致的故障。 通过深入研究VCU118的原理图，开发者能够全面了解板级设计的细节，从而更有效地进行FPGA项目开发。然而，由于PDF版本的限制，具体的电路细节和元件参数需要通过实际的图纸进行查阅。同时，结合Xilinx的用户指南和数据手册，开发者可以获得更为详尽的技术支持和设计指导。

在电子设计领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种广泛应用的可编程逻辑器件，它允许设计者根据需求自定义硬件逻辑。Verilog是一种硬件描述语言（HDL），常用于FPGA的设计和实现。本主题聚焦于使用Verilog语言在FPGA上实现IIC（Inter-Integrated Circuit，也称为I2C）接口的驱动代码。 IIC是由飞利浦（现NXP半导体）公司开发的一种串行通信协议，适用于连接微控制器和其他外围设备，如传感器、时钟、存储器等。它的主要特点是使用较少的信号线（通常两根：SDA数据线和SCL时钟线）实现双向通信，并且支持多主控器系统。IIC协议定义了七位的设备地址和八位的数据传输，但这里的描述提到“地址、数据字节长度可调节”，意味着该驱动代码可能具有一定的灵活性，可以适应不同长度的数据传输或扩展地址空间。 文件“iic_comm.v”很可能是实现IIC通信的核心模块。在Verilog代码中，这个模块可能会包含以下部分： 1. **初始化**：定义IIC总线的输入输出信号，例如`sda`（数据线）、`scl`（时钟线）、`start`（起始条件）、`stop`（停止条件）、`ack`（应答信号）等。 2. **状态机**：IIC通信通常由一个状态机来控制，确保遵循协议规范的顺序。状态机可能包括IDLE（空闲）、START（启动）、ADDRESS（发送/接收地址）、DATA_TRAN（数据传输）、ACK_CHECK（检查应答）、RESTART（重启动）、STOP（停止）等状态。 3. **数据编码与解码**：根据协议，数据和地址需要在SDA线上按照特定格式发送和接收。Verilog代码会包含处理这些操作的逻辑，例如移位寄存器、并行到串行转换等。 4. **时钟同步**：IIC协议规定了SCL的高低电平持续时间，代码需要确保这些定时要求得到满足，这通常通过延时函数或者时钟分频器实现。 5. **错误检测**：为了确保通信的可靠性，代码可能会包含错误检测机制，如检查应答信号是否正确、数据传输是否有误等。 6. **接口**：为了便于其他模块使用，iic_comm.v可能提供一个高层次的接口，如`write_byte`和`read_byte`函数，使得用户可以直接调用这些函数进行数据的发送和接收。 7. **配置参数**：由于描述中提到“地址、数据字节长度可调节”，所以代码中可能包含参数化的设置，允许用户在编译时设定不同的地址长度或数据传输长度。 理解并编写这样的Verilog代码需要对IIC协议有深入的理解，同时也要熟悉Verilog语法和FPGA的工作原理。实际应用中，开发者需要综合考虑性能、功耗和资源利用率等因素，优化代码设计。在完成代码编写后，还需要通过仿真工具验证其功能正确性，最后在硬件平台上进行实际测试，确保与预期的IIC设备能够正常通信。

SPI（Serial Peripheral Interface）是一种广泛应用于微控制器和数字逻辑设备之间的串行通信协议，它以其简单、高效的特点在嵌入式系统中占据了重要的地位。在FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计中，使用Verilog语言实现SPI接口驱动是常见的任务。以下是关于FPGA-Verilog语言-SPI接口驱动代码的相关知识点： 1. **SPI协议概述**： - SPI协议是一种全双工、同步串行通信协议，通常由主设备（Master）发起传输，从设备（Slave）响应。 - SPI有两种工作模式：三线制（MISO、SCLK、CS）和四线制（MISO、MOSI、SCLK、CS），其中MISO（Master In, Slave Out）和MOSI（Master Out, Slave In）用于数据交换，SCLK（Serial Clock）为时钟信号，CS（Chip Select）是片选信号，用于选择与哪个从设备通信。 2. **SPI模式（Mode）**： - SPI有四种工作模式（Mode 0, Mode 1, Mode 2, Mode 3），区别在于数据是在时钟上升沿还是下降沿被采样，以及数据是在时钟上升沿还是下降沿被发送。本例中提到了Mode 0，其特点是数据在时钟的上升沿被采样，数据在时钟的下降沿被发送。 3. **Verilog语言**： - Verilog是一种硬件描述语言，用于设计和描述FPGA和ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）的逻辑功能。 - 在Verilog中实现SPI接口，需要定义相关的信号，如SCLK、MISO、MOSI和CS，并编写时序逻辑来控制这些信号的状态，以实现SPI协议的数据传输。 4. **FPGA SPI驱动代码结构**： - 主机驱动（Master）：负责产生时钟SCLK、片选CS信号，并控制数据线MOSI的电平，以发送数据到从设备。 - 从机驱动（Slave）：根据接收到的SCLK和CS信号，读取MISO上的数据，并在MOSI上响应数据给主机。 5. **仿真代码**： - 为了验证SPI接口驱动代码的功能正确性，通常会编写仿真代码。这可以使用像ModelSim或Vivado等工具进行，通过输入激励信号，观察预期的输出，确保SPI协议的正确执行。 6. **spi_comm文件**： - 这个文件很可能是实现SPI通信的Verilog源代码文件，可能包含了主机和从机的模块定义，以及必要的状态机和时序逻辑。具体代码细节可能包括了对SPI信号的处理，如时钟分频、数据打包和解包、片选信号的管理等。 "FPGA-Verilog语言-SPI接口驱动代码"涉及了FPGA设计中的SPI通信协议、Verilog编程以及SPI接口的主机和从机驱动实现。在实际应用中，这样的代码可以用于控制各种外设，如传感器、存储器等，实现高速、低功耗的数据传输。通过理解并掌握这些知识点，开发者可以设计出高效的SPI接口解决方案。