高速数据传输板卡设计及关键技术研究
本文关键词: 高速传输 LVDS 完整性分析 PCB 出处:《吉林大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着电子信息技术的飞速发展,电子设备、网络技术、光纤传输等领域对数字信号的传输速率要求越来越高,而传统的数据传输方法如RS-232、RS-422等在速度、功耗、噪声、成本、电磁干扰等方面存在局限性,因此可以采用低压差分信号(Low Voltage Differential Signal,LVDS)技术来实现高速数据的传输。因为此技术具有高速度、低功耗、低噪声、低成本等优点,故在设计高速电路时,LVDS已被广泛应用于解决高速数据传输的瓶颈问题上。在此背景下,本项目利用LVDS技术对高速数据传输板卡进行了研究设计。项目的目的是实现高速数据信号传输,并将高速数据信号传送给液晶附硅LCOS(Liquid Crystal on Silicon)芯片上,进行显示。LCOS的显示需用专用的光学设备进行测量。由于高速电路在传输时,会存在信号的完整性问题,比如反射和串扰,会对信号传输质量造成影响,同时,板卡电源的设计,对整个系统的稳定性有着重要的影响,故在板卡设计时,需对PCB板卡的信号及电源的完整性进行分析。本文首先设计了项目实现的具体方案,包括信号传输方案设计,电源供电方案设计,PCB实现的方案设计。其次,通过查阅大量资料,对芯片进行了选型,然后分析芯片工作原理,设计具体的应用电路。再次,对信号和电源完整性原理做了系统的分析推导,并通过实例进行仿真验证,为后续的高速数据传输板卡的设计提供理论指导的基础。最后,完成了基于LVDS技术的高速数据传输板卡设计工作,并对整个数据传输系统进行联调测试,实验结果表明满足系统要求。高速数据传输板卡的具体实现包括LVDS接口电路的设计,FPGA电路及其供电电路的设计,LCOS芯片上多种电源要求的供电电路的设计,利用Cadence工具对约束规则的设计,进行PCB的布局布线,并对PCB图的完整性分析。
[Abstract]:With the rapid development of electronic information technology, electronic equipment, network technology, optical fiber transmission and other areas of digital signal transmission rate requirements are higher and higher, and traditional data transmission methods such as RS-232. RS-422 et al have limitations in speed, power consumption, noise, cost, electromagnetic interference and so on. Therefore, low Voltage Differential Signal can be used as a low-voltage differential signal. LVDS (LVDS) technology is used to realize high speed data transmission. Because it has the advantages of high speed, low power consumption, low noise, low cost and so on, it is used in the design of high speed circuits. LVDS has been widely used to solve the bottleneck problem of high-speed data transmission. This project uses LVDS technology to carry on the research and design to the high-speed data transmission board card. The purpose of the project is to realize the high-speed data signal transmission. The high-speed data signal is transmitted to the LCOS(Liquid Crystal on Silicon chip. The display of display. LCOS needs to be measured with a special optical device. Because of the high-speed circuit in transmission, there will be signal integrity problems, such as reflection and crosstalk, which will affect the quality of signal transmission. At the same time, the design of board power supply has an important impact on the stability of the whole system, so in the card design. It is necessary to analyze the integrity of the signal and power supply of the PCB card. Firstly, this paper designs the specific scheme of the project, including the signal transmission scheme design, the power supply scheme design. PCB implementation of the project design. Secondly, through consulting a large number of data, chip selection, and then analysis of the chip working principle, design specific application circuit. Again. The theory of signal and power integrity is systematically analyzed and deduced, and the simulation is carried out through an example, which provides a theoretical basis for the design of the subsequent high-speed data transmission board. Finally, it provides a theoretical basis for the design of the high-speed data transmission board. The design of high-speed data transmission board based on LVDS technology is completed, and the whole data transmission system is tested. The experimental results show that the realization of the high-speed data transmission board includes the design of the LVDS interface circuit and the design of the power supply circuit. The design of power supply circuit with various power supply requirements on LCOS chip, the design of constraint rules by Cadence tool, the layout and wiring of PCB, and the analysis of the integrity of PCB diagram.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN402
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,本文编号:1493917
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