基于三态内容寻址存储器的多模式匹配算法

传统模式匹配算法在高速环境下无法实现数据包的实时处理。为此,提出一种基于三态内容寻址存储器(TCAM)的快速多模式匹配算法,通过模式移位将长模式截取为若干个子串,第1级TCAM存储子串,第2级TCAM存储子串的序列编号。搜索模式时,第1级TCAM向后端输出命中表项的编号,第2级TCAM实现序列编号的匹配,从而获得长模式的匹配信息,并通过编号空间划分方法压缩表项数目以提高资源利用率。实验结果表明,该算法可以实现网络数据的高速匹配处理,与基于hash标识的移位存储算法相比,具有空间消耗少的优势。     

一种实用的毫安电流信号输出电路

在工业控制中,采用传统的D/A转换电路将数字信号转换成毫安电流时存在数据路线多、结构复杂的问题.对此,设计了一种实用的变换电路.该电路通过滤波和电压电流变换,将脉宽调制PWM信号转换为4～20 mA的电流信号,并通过改变PWM信号的占空比简单精确地控制输出电流大小.试验结果表明,该电路线性度好、精度高,适用于前级为可输出PWM信号的微处理器.     

NAND Flash控制器中RS码的设计与验证

由于工艺制约,NAND Flash存储器会出现位差错现象,为此引入了RS码保证其数据完整性和正确性.在研究RS码基本原理基础上,给出了编码和译码的电路实现,其中采用并行结构实现钱式搜索电路、采用流水线架构实现译码.与传统方法相比,该实现缩短了计算周期,提高了最高工作频率.在Quartus平台下对RS编译码模块进行功能仿真,仿真结果表明,该纠错码能够满足NANDflash存储器纠错要求,是一种正确适用的纠错方案.     

基于Simulink的太阳能高效充电控制器设计

针对太阳能充电转换效率较低的问题,设计了基于Simulink的太阳能充电控制器,以提升充电效率。综合比对现行方案与太阳能充电的客观影响因素,选择Buck-Boost电路作为充电器的转换电路,采集太阳能电池板的电压、电流信号,经由STM32进行分析处理,依据模糊控制算法输出对应的PWM信号,来控制充电电压。经过理论分析及Simulink仿真,表明该控制器可以采用模糊控制算法依据采集信号输出对应的PWM控制信号,使充电电压和电流始终保持在最佳充电曲线附近,不仅保护了蓄电池,同时大大提升了太阳能充电效率。     

基于TCAM的并行路由查找方案综述

基于三态内容寻址存储器TCAM(Ternary Content-Addressable Memory)的路由查找方案是目前高性能路由器进行路由查找时普遍使用的方案,但这种方案仍存在查找速度、功耗和更新效率方面的挑战。因此,学者们提出了各种并行TCAM的解决方案以提高查找速度、降低功耗和增强更新效率。归类总结目前的并行TCAM路由查找方案,剖析它们的优缺点,指出目前这些方案仍存在的不足,并探索相应的解决方案。     

峰值电流模式中斜坡补偿的设计

讨论了峰值电流模式PWM降压型变换器中斜坡补偿的基本原理,设计了一个频率可变的斜坡补偿电路.当占空比D<50%时,斜坡补偿电路输出斜率固定的信号;当D>50%时,斜坡补偿电路输出的信号斜率与D成正比,有效的避免了过补偿现象.电路基于0.18pμm CMOS工艺设计,仿真结果表明,该斜坡补偿电路能够给出良好的斜坡补偿信号,保证变换器系统工作在稳定状态.     

利用内容可寻址技术的存储器BISR方法

随着缺陷密度的增加,在存储器中设计冗余行或冗余列替换有缺陷的存储器单元已成为提高存储器成品率的常用方法.然而基于冗余行或冗余列的修复方法不仅对冗余资源的利用率较低、冗余分析算法较复杂,且受限于存储器生产厂商提供的冗余资源结构.针对此,提出了利用内容可寻址技术结合冗余行和冗余列来修复存储器的方法.该方法中,内容可寻址存储器不仅用于存储修复信息,还被用于当作冗余字替换故障字实现字修复,而冗余行和冗余列则分别用于修复行或列地址译码故障;并在译码逻辑输出端设计控制电路,避免对已修复的故障字进行访问.文中方法简单易行、面积开销小、利于扩展且修复效果好.实验结果表明,该方法在获得同样修复效率的情况下,冗余资源和内容可寻址存储器面积开销最小约为已有二维冗余修复方法的20%.     

一种检测微弱光电流信号的锁相放大器设计

针对强背景噪声下光寻址电位传感器中微弱电流信号检测困难的问题,设计了一种基于锁相放大原理的微弱光电流信号检测电路。该电路主要包括两部分：前置放大器和相敏检波器;其中,前置放大器主要由包括第一级电流电压转换电路在内的四级放大电路组成。系统选用高性能的AD8652作为前置放大器中的第一级运放,相敏检波器采用电子开关型芯片AD630实现信号的乘法运算。实验结果表明,当前置放大器增益设置为104、105、106时,整个锁相放大器检测系统的灵敏度分别为-1.2678×104V/A、-1.2651×105V/A、-1.2302×106V/A,该灵敏度与理论计算值的相对误差绝对值最大为3.38%,可检测的输入电流范围是100nA~180μA,频率响应范围是1kHz~1.2MHz;当外加白噪声时,系统输出值随着噪声的增大而增大,当噪声不超过待测信号的2.25倍时,系统输出值与无噪声的输出值之间的相对误差不超过5%。系统具有良好的稳定性和线性度,在微光电流信号检测中具有较好的应用前景。     

基于TCAM的二级路由查找

功率消耗大是三态内容寻址存储器(TCAM)的主要缺点之一。根据TCAM的可配置特性，提出了基于TCAM的二级路由查找，大大降低了TCAM的功耗。给出了基于比特选择的二级路由查找方案并对其进行了性能分析。最后介绍了二级路由查找下的路由更新算法。     

基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路

为了提高磁场测量精度,提出一种基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路。该电路由前置放大器、开关同步检波、积分电路和闭环反馈电路组成。首先通过选取较小的前置放大器增益,以降低对传感器输出噪声的放大;然后利用积分器对放大后信号进行积分,得到积分电压;最后,将积分电压进行V/I转换,并将电流接入HMC1001偏置电流带,实现闭环反馈,以抵消外部待测磁场,当电路平衡时,传感器工作于零场,积分输出电压正比于待测磁场。与开环结构对比实验结果表明:在相同的灵敏度条件下,闭环式信号调理电路噪声功率谱密度为40 pT/√ Hz @1 Hz,并且与开环式的信号调理电路相比,它的输出信号信噪比提高了15.55 dB。     

高精度双向DC电源电流采样电路设计

为适应双向DC/DC功率变换的电流采样需求,一种高精度高边电流采样电路被提出.其基本思想是在功率电路的高边串入采样电阻,借助电流镜原理并引入偏置电流电路,将双向电流均转换为正向电压输出.通过理论分析与仿真结合的方法对电流镜采样原理及4种不同的偏置电流电路方案进行对比,最后通过实验数据验证了高精度高边电流采样电路的有效性.实验数据表明,该采样电路可在-25～75℃的温度工作范围内,针对-10～+10 A范围内的电流采样实现优于5％的采样精度.     

嵌入式系统flash接口电路的实现

本文首先以HY29LV160为例重点介绍了嵌入式系统Flash存储器接口电路的引脚信号及各项特性,接着详细介绍了S3C4510B系统管理器关于存储器映射的工作原理.在此基础上提出了一种基于S3C4510B的嵌入式系统Rash存储器接口电路的行之有效的调试方案.并通过实验验证了该方案的正确性.     

充电桩计量过程中输出与充电需求不匹配问题分析及处理

针对充电桩现场测试设备的充电需求与实际输出不一致,出现电压、电流不匹配的问题,设计了一套检测方案,构建出包括电流检测模块、电压检测模块和示波器检测模块的检测电路,通过采样电压和电流信号,计算出不同负载下充电桩输出电流和电压值,并设计了包括直流电能采集电路,由双通道AD转换AD7380、可编程增益放大器、可编程增益放大器、增益电阻Rg2和电源变换器、低通滤波器电容CL、低通滤波器电阻RL组成的检测电路,在检测电路中,为了提高检测效率,还设置了校正电路。通过试验,本研究方法分析直观,误差低。     

基于离子检测的矿泉水识别电路设计

为定性区分不同品牌矿泉水,设计检测电路.不同品牌矿泉水中的各种离子含量和pH值不同,通过检测离子含量和pH值的方法来定性识别矿泉水.利用离子传感器阵列定性检测矿泉水离子的含量并以电压信号输出.整个信号检测电路分为恒电位电路、电流/电压(I/V)转换电路和差动放大电路等部分,最后的输出电压反映了离子含量和pH值的大小.借助TINA仿真软件,很好地解决了设计电路中运算放大器的选型问题,并保证了系统的总体性能.在仿真的基础上进行了实验验证,实验结果表明:该设计电路能有效区分不同矿泉水,具有实际意义.     

基于TCAM的高效浮动关键词匹配算法

针对传统浮动关键词匹配算法功耗高和速率低的问题,提出一种基于三态内容寻址寄存器(TCAM)的高效匹配算法。该算法应用关键词分类数据结构,将关键词存储在不同的TCAM模块中,并只将疑似关键词送入TCAM中查找匹配,从而减少每次访问TCAM查找的表项数目,提高一个查询周期内待匹配报文的移动速度。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法功耗较低、匹配速度较快。     

神经网络正弦信号发生器

针对正弦信号发生器设计中，直接数字频率合成技术存在相位截断误差的问题，以神经网络为技术基础，以FPGA为硬件核心，提出了一种新型的高频正弦信号发生器设计方案，有效克服了上述问题。阐述了这种方案的工作原理、电路结构以及设计思路和方法。经过设计和仿真测试，系统的主时钟频率可以达到95 MHz且不占用ROM存储空间，输出的正弦信号为2.5 MHz时，输出信号的杂散抑制为80 dB，可见该方案资源占用率低，无相位截断，输出信号杂散小且输出频率较高。     

一种减小纹波电压的新型电荷泵调节电路

电荷泵电路是闪速存储器中的一个重要部分,用于对存储单元进行编程、擦除和读取。为实现精确编程操作,需要小的电荷泵输出纹波。结合开关模式和频率调制模式的优点,采用0.18μm浮栅工艺实现一种新型电荷泵调节电路。为减小电路结构,该电路重复利用误差放大器,将两级米勒运算放大器的第一级用作比较器,第二级输出实现频率调制以减小纹波。为在轻载时保证同样的纹波性能,对电容驱动器实行连续调节控制输出电流以适应负载变化。利用Cadence Spectre工具对该电路进行仿真,电源电压为1.8 V,输出电压为3.4~3.6 V;轻载时纹波为62 m V,重载时纹波为35 m V。仿真结果表明,该电路既能减少电路,又能降低纹波。     

双硅通孔在线容错方案

三维集成电路是延续摩尔定律的重要手段.针对三维集成电路中硅通孔(TSV)良率不高的问题,提出一种双TSV在线容错方案.该方案采用相互耦合的通道结构来减小TSV的失效概率;通过设计反馈性的泄漏电流关闭结构来实时监控TSV的泄漏电流,以达到自动屏蔽泄漏故障的目的;设计了对称的短暂放电结构,在TSV发生电阻开路故障时实现对输出信号的自动修复.理论分析和实验结果表明,文中方案可在无测试时间和电路端口开销且不中断电路正常工作的前提下,对TSV的泄漏和电阻开路2种故障进行在线容错,有效地提高三维集成电路的良率和可靠性.     

一个改进型CMOS电荷泵锁相环的设计

本文针对传统电荷泵电路的非理想效应,对CMOS锁相环中的电荷泵电路进行了改进,设计了一种采用电流控制技术的新型pump-up电荷泵.采用标准chartered 0.35um/3.3V模型,通过Cadence Spectre仿真,仿真结果显示,该锁相环有效地抑制了电荷共享和电流失配非理想特性的影响,消除了锁相环输出抖动,可稳定输出13.56MHz时钟信号,稳定时间小于11.2us,功耗小于 18mW.     

一种三相不控整流电路APFC校正方法

为提高三相不控整流电路的功率因数,降低输入电流的谐波含量,稳定输出电压,提出了一种三相不控整流电路的APFC校正方法。首先采用三相六开关Boost APFC整流电路消除相间相互耦合;然后用带前馈的平均电流数字控制方法控制PWM整流电路,前馈环节为PWM比较器提供主要占空比信号,电流环则在主要占空比信号附近调节小的高频动态信号,负担较轻且响应快;最后调整采样时刻及PI调节器参数实现APFC校正。仿真实验表明,带前馈的平均电流数字控制方法控制的三相六开关Boost APFC整流电路功率因数接近于1,谐波含量较低且直流侧输出电压稳定波动很小。