kink效应 (2008-06-19 14:56:53) kink效应主要与处于高层深能级中的陷阱俘获/反俘获过程有关,而不是只与碰撞电离有关.硅膜越薄，源漏结深越浅，DIBL效应越弱。薄膜全耗尽SOI器件的膜厚决定结深，DIBL效应随硅膜按比例减薄而减弱是全耗尽SOI相对于部分耗尽SOI和体硅器件的最重要的优点之一，也是薄膜全耗尽SOI更适应于按比例缩小的有力证明。2.3 “kink"效应与热载流子效应SOI MOSFET中存在几种与漏端高场区域中载流子碰撞离化有 关的寄生效应，如“Kink”效应和热载流子效应等。2.3.1“kink”效应“kink"效应是指SOI MOSFET的输出特性曲线向上弯曲的现象(见图2.6所示)，它是SOI MOSFET结构中一种特有的寄生效应。这一现象在漏电压高于某个值时便会发生，并在N沟器件中表现的较为明显，而在P沟器件中相对较弱。对于部分耗尽的N沟SOI器件，当漏电压充分高时，沟道电子可以从漏结附近的高场区中得到足够的能量并通过碰撞电离而产生电子一空穴对，所产生的电子在电场的作用下迅速穿过沟道区到达漏区，而空穴则迁移到硅层中电位较低的体浮空区域，使体浮空区的电位升高，体一源结形成正向偏置。体电位的增加降低了器件的阈值电压。随着漏电压的增加，阈值电压的减小，因而导致漏电流的增加。表现在器件的电流输出特性上，便发生了特性曲线向上弯曲的现象一即称之为“kink'，效应。如果硅膜中少子寿命相当高,则“kink"效应可因器件中存在寄生双极晶体管结构而增强，双极晶体管中的基极空穴电流可被放大从而引起漏电流的进一步增加，这种现象称之为“二次翘曲”。

MOS管的开关特性 (2008-06-19 14:57:44) 一、静态特性MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS管是电压控制元件，所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。 图3.8(a)为由NMOS增强型管构成的开关电路。http://www.hust-snde.com/hust/html/kjys/shuzi/images/TU3-8.gif图3.8 NMOS管构成的开关电路及其等效电路工作特性如下：※ uGS＜开启电压UT：MOS管工作在截止区，漏源电流iDS基本为0，输出电压uDS≈UDD，MOS管处于"断开"状态，其等效电路如图3.8(b)所示。 ※ uGS＞开启电压UT：MOS管工作在导通区，漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。其中，rDS为MOS管导通时的漏源电阻。输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),如果rDS＜＜RD，则uDS≈0V，MOS管处于"接通"状态，其等效电路如图3.8(c)所示。二、动态特性MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程，但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间，而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。图3.9(a)和(b)分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图。当输入电压ui由高变低，MOS管由导通状态转换为截止状态时，电源UDD通过RD向杂散电容CL充电，充电时间常数τ1=RDCL。所以，输出电压uo要通过一定延时才由低电平变为高电平；当输入电压ui由低变高，MOS管由截止状态转换为导通状态时，杂散电容CL上的电荷通过rDS进行放电，其放电时间常数τ2≈rDSCL。可见，输出电压Uo也要经过一定延时才能转变成低电平。但因为rDS比RD小得多，所以，由截止到导通的转换时间比由导通到截止的转换时间要短。由于MOS管导通时的漏源电阻rDS比晶体三极管的饱和电阻rCES要大得多，漏极外接电阻RD也比晶体管集电极电阻RC大，所以，MOS管的充、放电时间较长，使MOS管的开关速度比晶体三极管的开关速度低。不过，在CMOS电路中，由于充电电路和放电电路都是低阻电路，因此，其充、放电过程都比较快，从而使CMOS电路有较高的开关速度。分享：

keilc51开发系统 (2008-06-19 14:56:19) keilc51开发系统基本知识(1)(工具软件学习) 1. 第一节 系统概述 keil c51是美国keil software公司出品的51系列兼容单片机c语言软件开发系统，与汇编相比，c语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用c来开发，体会更加深刻。 keil c51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到keil c51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 下面详细介绍keil c51开发系统各部分功能和使用。 2. 第二节 keil c51单片机软件开发系统的整体结构 c51工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uvision与ishell分别是c51 for windows和for dos的集成开发环境(ide)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用ide本身或其它编辑器编辑c或汇编源文件。然后分别由c51及a51编译器编译生成目标文件(.obj)。目标文件可由lib51创建生成库文件，也可以与库文件一起经l51连接定位生成绝对目标文件(.abs)。abs文件由oh51转换成标准的hex文件，以供调试器dscope51或tscope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如eprom中。 图(1) c51工具包整体结构图 3. 第三节 keil c51工具包的安装 1. 1. c51 for dos 在windows下直接运行软件包中dosc51dos.exe然后选择安装目录即可。完毕后欲使系统正常工作须进行以下操作(设c:c51为安装目录)： 修改autoexec.bat，加入 path=c:c51bin set c51lib=c:c51lib set c51inc=c:c51inc 然后运行autoexec.bat 2. 2. c51 for windows的安装及注意事项： 在windows下运行软件包中winsetup.exe，最好选择安装目录与c51 for dos相同，这样设置最简单(设安装于c:c51目录下)。然后将软件包中crack目录中的文件拷入c:c51bin目录下。 4. 第四节 keil c51工具包各部分功能及使用简介 1. 1. c51与a51 1. (1) c51 c51是c语言编译器，其使用方法为： c51 sourcefile[编译控制指令] 或者 c51 @ commandfile 其中sourcefile为c源文件(.c)。大量的编译控制指令完成c51编译器的全部功能。包控c51输出文件c.lst，.obj，.i和.src文件的控制。源文件(.c)的控制等，详见第五部分的具体介绍。 而commandfile为一个连接控制文件其内容包括：.c源文件及各编译控制指令，它没有固定的名字，开发人员可根据自己的习惯指定，它适于用控制指令较多的场合。 2. (2) a51 a51是汇编语言编译器，使用方法为： a51 sourcefile[编译控制指令] 或a51 @ commandfile 其中sourcefile为汇编源文件(.asm或.a51)，而编译控制指令的使用与其它汇编如asm语言类似，可参考其他汇编语言材料。 commandfile同c51中的commandfile类似，它使a51使用和修改方便。 2. 2. l51和bl51 1. (1) l51 l51是keil c51软件包提供的连接/定位器，其功能是将编译生成的obj文件与库文件连接定位生成绝对目标文件(.abs)，其使用方法为： l51 目标文件列表[库文件列表] [to outputfile] [连接控制指令] 或 l51 @commandfile 源程序的多个模块分别经c51与a51编译后生成多个obj文件，连接时，这些文件全列于目标文件列表中，作为输入文件，如果还需与库文件(.lib)相连接，则库文件也必须列在其后。outputfile为输文件名，缺少时为第一模块名，后缀为.abs。连接控制指令提供了连接定位时的所有控制功能。commandfile为连接控制文件，其具体内容是包括了目标文件列表，库文件列表及输出文件、连接控制命令，以取代第一种繁琐的格式，由于目标模块库文件大多不止1个，因而第2种方法较多见，这个文件名字也可由使用者随意指定。 2. (2) bl51 bl51也是c51软件包的连接/定位器，其具有l51的所有功能，此外它还具有以下3点特别之处： a. 可以连接定位大于64kbytes的程序。 b. 具有代码域及域切换功能(codebanking & bank switching) c. 可用于rtx51操作系统 rtx51是一个实时多任务操作系统，它改变了传统的编程模式，甚至不必用main( )函数，单片机系统软件向rtos发展是一种趋势，这种趋势对于186和386及68k系列cpu更为明显和必须，对8051因cpu较为简单，程序结构等都不太复杂，rtx51作用显得不太突出，其专业版软件pk51软件包甚至不包括rtx51full，而只有一个rtx51tiny版本的rtos。rtx51 tiny适用于无外部ram的单片机系统，因而可用面很窄，在本文中不作介绍。bank switching技术因使用很少也不作介绍。 3. 3. dscope51，tscope51及monitor51 1. (1) dscope51 dscope51是一个源级调试器和模拟器，它可以调试由c51编译器、a51汇编器、pl/m-51编译器及asm－51汇编器产生的程序。它不需目标板（for windows也可通过mon51接目标板），只能进行软件模拟，但其功能强大，可模拟cpu及其外围器件，如内部串口，外部i/o及定时器等，能对嵌入式软件功能进行有效测试。 其使用方法为： ds51[debugfile][init(initfile)] 其中debugfile是一个hex格式的8051文件，即待调试的文件其为可选的，可在进入dscope51后用load命令装入。 initfile为一个初使化文件，它在启动dscope51后，在debugfile装入前装入，装有一些dscope的初使化参数及常用调试函数等。下面是一个dscope.ini文件(for dos)的内容： load ....ds518051.iof map 0,0xffff dscope51 for windows则直接用鼠标进入，然后用load装入待调文件。 2. (2) tscope51 与dscope51不同的是scope51必须带目标板，目前它可以通过两种方式访问目标板。(1) 通过emul51在线仿真器，tscope51为该仿真器准备了一个动态连接文件emul51.iot，但该方法必须配合该仿真器。(2) 通过monitov51监控程序，这种方法是可行的，tscope51为访问monitor51专门带有mon51.iot连接程序，使用时可通过串口及监控程序来调试目标板。 其使用方法为： ts51[init(file_name.ini)] 其中file_name.ini为一个初使化文件。 进入ts51后，必须装入iot文件，可用的有mon51.iot及emul51.iot两种，如装入mon51.iot： load.c:c51ts51mon51.iot cputype(80517) 可惜的是tscope51只有for dos的版本。 3. (3) monitor 51 monitor51是一个监控程序通过pc机的串口与目标板进行通信，monitor操作需要mon51或dscope51 for windows,后面部分将对monitor51做较为详细的介绍。 4. 4. ishell及uvision 1. (1) ishell for dos 这是一个for dos的ide，直接在命令行键入ishell，则进入该环境，它使用简单方便。其命令行与dos命令行具有同样的功能，对单模块的project直接由菜单进行编译连接，对多模块的project。则通过批处理，bat文件进行编译连接，然后通过菜单控制由dscope51或tscope51对程序进行调试，因为是for dos的，不做太详细介绍。 2. (2) uvision for windows uvision for windows是一个标准的windows应用程序，它是c51的一个集成软件开发平台，具有源代码编辑、project管理、集成的make等功能，它的人机界面友好，操作方便，是开发者的首选，具体配置及使用见第五部分。 2. 第二章 keil c51软件使用详解 1. 第一节 keil c51编译器的控制指令 c51编译器的控制指令分为三类：源文件控制类，目标文件控制类及列表控制类。 1. 1. 源文件控制类 noextend：c51源文件不允许使用ansi c扩展功能。 define(df)：定义预处理(在c51命令行)。 2. 2. 目标文件(object)控制类： compact large small 选编译模式 debug(db) 包含调试信息，以供仿真器或dscope51使用。 noamake(noam) 禁止automake信息记录 noregparms 禁止用寄存器传递参数 objectextend(oe) object文件包含附加变量类型信息 optimize(ot) 指定优化级别 regfile(rf) 指定一个寄存器使用的文件以供整体优化用 registerbank(rb) 指定一个供绝对寄存器访问的寄存器区名 src 不生成目标文件只生成汇编源文件 　其它控件不常用。 3. 3. 列表文件(listing)控制类： code(cd)：向列表文件加入汇编列表 listinclude(lc)：显示indude文件 symbols(sb)：列表文件包括模块内所有符号的列表 warninglevel(wl)：选择“警告”级别 2. 第二节 dscope51的使用 1. 1. dscope51 for dos 总的来说dscope51具有以下特性： l 高级语言显示模式 l 集成硬件环境模拟 l 单步或“go”执行模式 l 存储器、寄存器及变量访问 l watch表达式之值 l 函数与信号功能 下面，具体说明在进入dscope51 for dos之后，如何实现上述功能，dscope51采用下拉菜单格式和窗口显示控制，共有language、serial、exe、register四个窗口，其中exe为命令行窗口，language为程序窗口，serial为串口窗，register为寄存器窗。 1. (1) 高级语言显示模式 单击主菜单中的“view”，第一栏中的三条命令“highlevel”、“mixed”、“assembly”分别对所装入的程序按照“高级”、“混合级”及“汇编级”三种方式显示，以方便调试使用。 2. (2) 集成硬件环境模拟显示 主菜单中“peripheral”各条能显示模拟硬件环境的状态，其中： i/o port：显示各i/o口之值，对8031而言sfr中的p1、p2、p3、p0与引脚之值分别列出： interrupt：显示5个中断源的入口模式是否允许，优先级等中断状态。 timer：显示各定时/计数器的模式，初始值状态等。 int message：中断信息允许，如为允许(“>>”出现)，则当中断申请时，显示中断源信息。比如当中断发生时会显示： “interrupt timer 0 occured”等 a/d converter： 　显示a/d转换器状态无时，则提示“无”。 serial：串口信息显示，包括串口模式、波特产等 other：其它器件，如为8031则显示“ 无” 3. (3) 单步或“go”执行 “f8”单步执行，“f5”全速执行到断点。或选主菜单中trace单步执行cpu中的go全速执行。 4. (4) 存储器寄存器及变量访问 外部存储器管理map菜单：设置(set)、取消(reset)、显示(display)处理可用存储空间。 修改code代码：asm命令 存储器显示命令：d 类别为(x、d、i、b、c) 修改存储器命令：e 有以下几种命令eb、ec、ei、el、ef、ep 复杂数据类型显示：object命令；用以显示结构或数组的内容。欲使此命令有效，c51编译器必须有db及objectextend两条。 反汇编命令：u 5. (5) “watch”表达式之值 在view菜单的“watch”一栏中有四项：其中包括定义watch point(define)、删除watch point(remove,kill all)，及自动更新选项。 也可用ws、wk等命令代替，下面具体看“表达式”类型： dscope51一次最多可设16个wtchpoint表达式，显示于watch window之中，表达式可以是简单变量，也可是复杂数据类型如结构、数组和指向结构的指针等，例如： >ws *ptime >ws ptime→hour >ws some_record[o]，analog等等 6. (6) 关于.iof文件 启动ds51后必须装入.iof文件才能使cpu及peripheral各项起作用，这个函数的使用是依据8051系列cpu的不同特点，装入8051各cpu硬件设备模拟驱动文件，比如8031cpu就必须load ds51目录下的8051.iof。 2. 2. dscope for windows dscope for windows具有dscope for dos的全部功能，此外，它还具有以下明显的优点： (1) 标准的windows界面，操作更容易更简单； (2) 常用操作多用对话框，而非dos的行命令方式； (3) 窗口资源更加丰富：存储器窗口、覆盖率分析、运行状态分析窗口，加强了调试功能； 因为dscope for windows功能强大，具体操作在第八章详细介绍。 3. 第三节 monitor51及其使用 1. 1. monitor51对硬件的要求 (1) 硬件系统为51系列cpu； (2) 带5k外部程序存储器(从o地址开始)，存放monitor51程序； (3) 256bytes的外部数据存储器以及5k的跟踪缓冲区，此外，外部数据存储器必须足够容纳所有应用程序代码及数据，且所有外部数据存储器必须为冯·诺伊曼存储器，即能一致访问xdata与code空间。 (4) 一个定时器作为波特率发生器供串口使用； (5) 6 bytes的空余堆栈。 2. 2. mon51的使用 mon51的使用途径有三种方式： (1) dos行命令方式 即先用install对mon51进行配置，然后用mon51进入monitor状态，启用各种命令对monitor51进行调试。 (2) tscope51方式 启动tscope51装入ts51目录下的mon51.iot驱动文件，与目标板通信。 (3) dscope51 for windows方式 在选cpu驱动文件时，选“mon51.dll”，则检查目标板并进入mon51状态。 3. 3. mon51的配置 (1) mon51 for dos的配置 运行install文件(在mon51目录下)，不同的参数可以配置不同的硬件环境。install serialtype [xdstastart[codestart[bank][promcheck]]]，具体说明见mon51帮助文件或使用手册。 (2) mon51 for windows的配置 在启用mon51.dll时，会使得系统自动检查目标板连接，如配置不对，则弹出“configuration”对话框，设置pc串口，波特率等，完毕单击“apply”有效。 4. 4. 串口连接图： 收发交叉互连，rts、cts直连，dsr、dtr直连，具体引脚排列参考串口资料。 5. 5. mon51命令及使用 详细的mon51命令可参阅帮助。 4. 第四节 集成开发环境(ide)的使用 1. 1. ishell for dos的使用 进入ishell之后看到两个窗口：一个是文件窗口，一个是dos命令行窗口，窗口上方是下拉式的命令菜单，其中的files控制文件窗口的显隐。 使用ishell，第一步就是配置系统，即要学习两个文件的修改与创建： 1. (1) ishell.cfg文件 每一个project都有一个ishell.cfg，其中存放有“option菜单和setup菜单下的部分信息；bell enabled、monochrome enabled、editor selected、crt lines、target enviroment、name of user edit、automatic load for configuration enabled、file window enabled、file specification for file window、translate command line controls、project name等。 对每个project都必须设置以上信息，然后存盘“setup”的的“save”，这样才可正式开始下面工作。 2. (2) ishell.col文件 对ide颜色设置，如不改动，可以缺省为主。 3. (3) cdf文件 该文件位于bin目录下，每一文件定义一组外部函数工具包，即定义外部环境如8051.cdf，user.cdf等，开发者可修改cdf文件，供自己使用，至于cdf文件内容可查看一下8051.cdf即可知道。注意.cdf文件是ishell系统的核心所在，不同的cdf文件可使本ide适用于不同的编译、连接系统，即本ide并不仅适于c51。 下面谈一谈automake工具： c51的automake是一个project管理器，在8051工具包中以object文件形式保留了一个project的信息，automake用这些信息来进行project管理，一旦手工建立一个project，automake可生成一个新的object，automake利用此文件来编译那些修改过的文件。 automake支持c51、a51、l51/bl51、c166、a166、l166等编译连接器。点中主菜单中的automake即运行本工具。 ishell for dos使用比较繁琐，推荐使用uvision for windows。 2. 2. uvision for windows的使用 uvision是一个标准的windows应用程序，其编译功能、文件处理功能、project处理功能、窗口功能以及工具引用功能(如a51、c51、pl/m41、bl51 dscope等)等都较ishell for dos要强得多。 uvision采用bl51作连接器，因为bl51兼容l51，所以一切能在dos下工作的project都可以到uvision中进行连接调试。 uvision采用dscope for windows作调试器，该调试器支持mon51及系统模拟两种方式，功能较for dos要强大好用，调试功能强大。 注意： (1) option菜单下的各项要会使用，其中a51、c51、pl/m51、bl51定义各文件所使用的编译、连接控制指令，dscope定义一个dscope初始化文件。make则是定义一个make文件。 (2) 进入调试是在run菜单下运行dscope。 (3) project中包括新建、打开、修改、更新、编译、连接等poject处理，具体使用可参考后面的例子。 3. 第三章 keil c51 vs 标准c 深入理解并应用c51对标准ansic的扩展是学习c51的关键之一。因为大多数扩展功能都是直接针对8051系列cpu硬件的。大致有以下8类： l 8051存储类型及存储区域 l 存储模式 l 存储器类型声明 l 变量类型声明 l 位变量与位寻址 l 特殊功能寄存器(sfr) l c51指针 l 函数属性 具体说明如下(8031为缺省cpu)。 1. 第一节 keil c51扩展关键字 c51 v4.0版本有以下扩展关键字(共19个)： _at_　idata sfr16 alien interrupt small bdata large _task_ code bit pdata using reentrant xdata compact sbit data sfr 2. 第二节 内存区域(memory areas)： 1. 1. pragram area： 由code说明可有多达64kbytes的程序存储器 2. 2. internal data memory: 内部数据存储器可用以下关键字说明： data：直接寻址区，为内部ram的低128字节 00h～7fh idata：间接寻址区，包括整个内部ram区 00h～ffh bdata：可位寻址区，　 20h～2fh 3. 3. external data memory 外部ram视使用情况可由以下关键字标识： xdata：可指定多达64kb的外部直接寻址区，地址范围0000h～0ffffh pdata：能访问1页(25bbytes)的外部ram，主要用于紧凑模式(compact model)。 4. 4. speciac function register memory 8051提供128bytes的sfr寻址区，这区域可位寻址、字节寻址或字寻址，用以控制定时器、计数器、串口、i/o及其它部件，可由以下几种关键字说明： sfr：字节寻址 比如 sfr p0=0x80;为po口地址为80h，“＝”后h～ffh之间的常数。 sfr16：字寻址，如sfr16 t2=0xcc;指定timer2口地址t2l=0xcc t2h=0xcd sbit：位寻址，如sbit ea=0xaf;指定第0xaf位为ea，即中断允许 还可以有如下定义方法： sbit 0v=psw^2；(定义0v为psw的第2位) sbit 0v＝0xdo^2；(同上) 或bit 0v-＝0xd2(同上)。

IGBT (2008-06-19 14:54:45) IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给 PNP 晶体管提供基极电流，使 IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使 IGBT 关断。 IGBT 的驱动方法和 MOSFET 基本相同，只需控制输入极 N 一沟道 MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。 当 MOSFET 的沟道形成后，从 P+ 基极注入到 N 一层的空穴（少子），对 N 一层进行电导调制，减小 N 一层的电阻，使 IGBT 在高电压 时，也具有低的通态电压。 IGBT 的工作特性包括静态和动态两类： 1 ．静态特性 IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和 开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压 Ugs 为参变量时，漏极电流与 栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压 Ugs 的控 制， Ugs 越高， Id 越大。它与 GTR 的输出特性相似．也可分为饱和 区 1 、放大区 2 和击穿特性 3 部分。在截止状态下的 IGBT ，正向电 压由 J2 结承担，反向电压由 J1 结承担。如果无 N+ 缓冲区，则正反 向阻断电压可以做到同样水平，加入 N+ 缓冲区后，反向关断电压只 能达到几十伏水平，因此限制了 IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流 Id 与栅源电压 Ugs 之间的 关系曲线。它与 MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电 压 Ugs(th) 时， IGBT 处于关断状态。在 IGBT 导通后的大部分漏极电 流范围内， Id 与 Ugs 呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限 制，其最佳值一般取为 15V 左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。 IGBT 处于导通态时，由于它的 PNP 晶体管为宽基区晶体管，所以其 B 值 极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过 MOSFET 的电流成为 IGBT 总电流的主要部分。此时，通态电压 Uds(on) 可用下式表示 Uds(on) ＝ Uj1 ＋ Udr ＋ IdRoh （ 2 － 14 ） 式中 Uj1 —— JI 结的正向电压，其值为 0.7 ～ IV ； Udr ——扩展电阻 Rdr 上的压降； Roh ——沟道电阻。 通态电流 Ids 可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos (2 － 15 ） 式中 Imos ——流过 MOSFET 的电流。 由于 N+ 区存在电导调制效应，所以 IGBT 的通态压降小，耐压 1000V 的 IGBT 通态压降为 2 ～ 3V 。 IGBT 处于断态时，只有很小的泄漏电流存在。 2 ．动态特性 IGBT 在开通过程中，大部分时间是作为 MOSFET 来运行的，只是在漏源电压 Uds 下降过程后期， PNP 晶体 管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。 td(on) 为开通延迟时间， tri 为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间 ton 即为 td (on) tri 之和。漏源电压的下降时间由 tfe1 和 tfe2 组成，如图 2 － 58 所示 此主题相关图片如下：IGBT 在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。因为 MOSFET 关断后， PNP 晶体管的存储电荷难以迅速消除，造成漏极电流较长的尾部时间， td(off) 为关断延迟时间， trv 为电压 Uds(f) 的上升时间。实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间 Tf 由图 2 － 59 中的 t(f1) 和 t(f2) 两段组成，而漏极电流的关断时间 t(off)=td(off)+trv 十 t(f) （ 2 － 16 ） 式中， td(off) 与 trv 之和又称为存储时间。

ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC之间有什么区别和联系 (2008-06-19 14:53:19) ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC之间有什么区别和联系arm是一种嵌入式芯片，比单片机功能强，可以针对需要增加外设。类似于通用cpu，但是不包括桌面计算机。DSP主要用来计算，计算功能很强悍，一般嵌入式芯片用来控制，而DSP用来计算，譬如一般手机有一个arm芯片，主要用来跑界面，应用程序，DSP可能有两个，adsp,mdsp，或一个，主要是加密解密，调制解调等。FPGA和CPLD都是可编程逻辑器件，都可以用VHDL或verilog HDL来编程，一般CPLD使用乘积项技术，粒度粗些；FPGA使用查找表技术，粒度细些，适用触发器较多的逻辑。其实多数时候都忽略它们的差异，一般在设计ASIC芯片时要用FPGA验证，然后再把VHDL等程序映射为固定的版图，制作ASIC芯片，在设计VHDL程序时，有可能要使用C仿真。SOC就是单片系统，主要是器件太多设计复杂，成本高，可靠性差等缺点，所以单片系统是一个发展趋势。SOPC就是可编程芯片系统，就是可以用FPGA/CPLD实现一个单片系统，譬如altera的Nios软核处理器嵌入到Stratix中。●FPGA与CPLD的区别系统的比较,与大家共享：尽管ＦＰＧＡ和ＣＰＬＤ都是可编程ＡＳＩＣ器件,有很多共同特点,但由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ结构上的差异,具有各自的特点:①ＣＰＬＤ更适合完成各种算法和组合逻辑,ＦＰＧＡ更适合于完成时序逻辑。换句话说,ＦＰＧＡ更适合于触发器丰富的结构,而ＣＰＬＤ更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。②ＣＰＬＤ的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而ＦＰＧＡ的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。③在编程上ＦＰＧＡ比ＣＰＬＤ具有更大的灵活性。ＣＰＬＤ通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,ＦＰＧＡ主要通过改变内部连线的布线来编程;ＦＰＧＡ可在逻辑门下编程,而ＣＰＬＤ是在逻辑块下编程。④ＦＰＧＡ的集成度比ＣＰＬＤ高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。⑤ＣＰＬＤ比ＦＰＧＡ使用起来更方便。ＣＰＬＤ的编程采用Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＡＳＴＦＬＡＳＨ技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而ＦＰＧＡ的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。⑥ＣＰＬＤ的速度比ＦＰＧＡ快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于ＦＰＧＡ是门级编程,并且ＣＬＢ之间采用分布式互联,而ＣＰＬＤ是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。⑦在编程方式上,ＣＰＬＤ主要是基于Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＬＡＳＨ存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。ＣＰＬＤ又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。ＦＰＧＡ大部分是基于ＳＲＡＭ编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入ＳＲＡＭ中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。⑧ＣＰＬＤ保密性好,ＦＰＧＡ保密性差。⑨一般情况下,ＣＰＬＤ的功耗要比ＦＰＧＡ大,且集成度越高越明显。随著复杂可编程逻辑器件(CPLD)密度的提高,数字器件设计人员在进行大型设计时,既灵活又容易,而且产品可以很快进入市场。许多设计人员已经感受到CPLD容易使用、时序可预测和速度高等优点,然而,在过去由于受到CPLD密度的限制,他们只好转向FPGA和ASIC。现在,设计人员可以体会到密度高达数十万门的CPLD所带来的好处。CPLD结构在一个逻辑路径上采用1至16个乘积项,因而大型复杂设计的运行速度可以预测。因此,原有设计的运行可以预测,也很可靠,而且修改设计也很容易。CPLD在本质上很灵活、时序简单、路由性能极好,用户可以改变他们的设计同时保持引脚输出不变。与FPGA相比,CPLD的I/O更多,尺寸更小。如今,通信系统使用很多标准,必须根据客户的需要配置设备以支持不同的标准。CPLD可让设备做出相应的调整以支持多种协议,并随著标准和协议的演变而改变功能。这为系统设计人员带来很大的方便,因为在标准尚未完全成熟之前他们就可以著手进行硬件设计,然后再修改代码以满足最终标准的要求。CPLD的速度和延迟特性比纯软件方案更好,它的NRE费用低於ASIC,更灵活,产品也可以更快入市。CPLD可编程方案的优点如下：●逻辑和存储器资源丰富(Cypress Delta39K200的RAM超过480 Kb)●带冗余路由资源的灵活时序模型●改变引脚输出很灵活●可以装在系统上后重新编程●I/O数目多●具有可保证性能的集成存储器控制逻辑●提供单片CPLD和可编程PHY方案由于有这些优点,设计建模成本低,可在设计过程的任一阶段添加设计或改变引脚输出,可以很快上市。CPLD的结构CPLD是属於粗粒结构的可编程逻辑器件。它具有丰富的逻辑资源(即逻辑门与寄存器的比例高)和高度灵活的路由资源。CPLD的路由是连接在一起的,而FPGA的路由是分割开的。FPGA可能更灵活,但包括很多跳线,因此速度较CPLD慢。CPLD以群阵列（array of clusters）的形式排列,由水平和垂直路由通道连接起来。这些路由通道把信号送到器件的引脚上或者传进来,并且把CPLD内部的逻辑群连接起来。之所以称作粗粒,是因为,与路由数量相比,逻辑群要大得到。CPLD的逻辑群比FPGA的基本单元大得多,因此FPGA是细粒的。CPLD最基本的单元是宏单元。一个宏单元包含一个寄存器(使用多达16个乘积项作为其输入)及其它有用特性。因为每个宏单元用了16个乘积项,因此设计人员可部署大量的组合逻辑而不用增加额外的路径。这就是为何CPLD被认为是"逻辑丰富"型的。宏单元以逻辑模块的形式排列(LB),每个逻辑模块由16个宏单元组成。宏单元执行一个AND操作,然后一个OR操作以实现组合逻辑。每个逻辑群有8个逻辑模块,所有逻辑群都连接到同一个可编程互联矩阵。每个群还包含两个单端口逻辑群存储器模块和一个多端口通道存储器模块。前者每模块有8,192b存储器,后者包含4,096b专用通信存储器且可配置为单端口、多端口或带专用控制逻辑的FIFO。CPLD有什麽好处？I/O数量多CPLD的好处之一是在给定的器件密度上可提供更多的I/O数,有时甚至高达70%。时序模型简单CPLD优于其它可编程结构之处在于它具有简单且可预测的时序模型。这种简单的时序模型主要应归功于CPLD的粗粒度特性。CPLD可在给定的时间内提供较宽的相等状态,而与路由无关。这一能力是设计成功的关键,不但可加速初始设计工作,而且可加快设计调试过程。粗粒CPLD结构的优点CPLD是粗粒结构,这意味著进出器件的路径经过较少的开关,相应地延迟也小。因此,与等效的FPGA相比,CPLD可工作在更高的频率,具有更好的性能。CPLD的另一个好处是其软件编译快,因为其易于路由的结构使得布放设计任务更加容易执行。细粒FPGA结构的优点FPGA是细粒结构,这意味著每个单元间存在细粒延迟。如果将少量的逻辑紧密排列在一起,FPGA的速度相当快。然而,随著设计密度的增加,信号不得不通过许多开关,路由延迟也快速增加,从而削弱了整体性能。CPLD的粗粒结构却能很好地适应这一设计布局的改变。灵活的输出引脚CPLD的粗粒结构和时序特性可预测,因此设计人员在设计流程的后期仍可以改变输出引脚,而时序仍保持不变。新的CPLD封装CPLD有多种密度和封装类型,包括单芯片自引导方案。自引导方案在单个封装内集成了FLASH存储器和CPLD,无须外部引导单元,从而可降低设计复杂性并节省板空间。在给定的封装尺寸内,有更高的器件密度共享引脚输出。这就为设计人员提供了"放大"设计的便利,而无须更改板上的引脚输出。●arm是一种嵌入式芯片，比单片机功能强，可以针对需要增加外设。类似于通用cpu，但是不包括桌面计算机。DSP主要用来计算，计算功能很强悍，一般嵌入式芯片用来控制，而DSP用来计算，譬如一般手机有一个arm芯片，主要用来跑界面，应用程序，DSP可能有两个，adsp,mdsp，或一个，主要是加密解密，调制解调等。●ARM其实就是一个知识产权，ARM公司本身不生产芯片，但是向其它公司提供授权。alterA有嵌入ARM内核的SOPC芯片，搜搜应该能搜的到的。如果自己设计一个ARM芯片，显然是不大可能的，即使设计出来嵌入式芯片，也不能叫ARM。当然用FPGA设计简单的处理器芯片应该还是有可能的，好象外国大学都有这样的课程设计，也有很多书籍介绍设计简单的处理器芯片的。感觉处理器芯片主要就是把指令译码，分派给不同的功能部件来执行工作，如果再加上流水线，预测执行以及存储器、外设等等功能，应该工作量很大的。●其实象工作量特别大的运算，一般还是用FPGA/ASIC来实现的，譬如在手机基带芯片中，码片级的运算，一般是用FPGA/ASIC，而比特级的运算，应该用DSP实现的多。ADSP美国模拟器件公司(ADI : Analog Device Instrument)生产的数字信号处理芯片(DSP:Digital Singal Processor),代表系列有 ADSP Sharc 211xx (低端领域),ADSP TigerSharc 101,201,....(高端领域),ADSP Blackfin 系列(消费电子领域).ADSP与另外一个著名的德州仪器(TI: Texas Instrument)生产的芯片特点相比较,具有浮点运算强,SIMD(单指令多数据)编程的优势, 比较新的Blackfin系列比同一级别TI产品功耗低.缺点是ADSP不如TI的C语言编译优化好.TI已经普及了C语言的编程,而AD芯片的性能发挥比较依赖程序员的编程水平.ADSP的Linkport数据传输能力强是一大特色,但是使用起来不够稳定,调试难度大.ADI提供的Visual DSP ++2.0, 3.0, 4.0, 4.5 编程环境,可以支持软件人员开发调试.