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信號、電源完整性仿真設計與高速產品應用實例

為了解決ddr4頻率的問題，作者毛忠宇 這樣論述：

目前市面上信號與電源完整性仿真書籍的內容普遍偏於理論知識或分散的仿真樣例，給讀者的感覺往往是「只見樹木不見森林」。針對這種情況，本書基於一個已成功開發的高速數據加速卡產品，從產品的高度介紹所有的接口及關鍵信號在開發過程中信號、電源完整性仿真的詳細過程，對涉及的信號與電源完整性仿真方面的理論將會以圖文結合的方式展現，方便讀者理解。為了使讀者能系統地了解信號與電源完整性仿真知識，書中還加入了PCB制造、電容S參數測試夾具設計等方面的內容，並免費贈送作者開發的高效軟件工具。 本書編寫人員都具有10年以上的PCB設計、高速仿真經驗，他們根據多年的工程經驗把產品開發與仿真緊密結合在

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具迴轉率與責任週期自動調整之FinFET製程多重電壓輸出緩衝器與電晶體漏電流偵測器設計

為了解決ddr4頻率的問題，作者蘇文健 這樣論述：

隨著製程的進步，傳輸訊號的速度也隨之增加，但越先進製程其漏電流越大，訊號的品質也越容易受環境影響，因此各種傳輸規格對於訊號品質的要求也越加重視。故本論文針對環境及漏電流對訊號品質的影響，提出兩個設計，分別為具有迴轉率與責任週期自動調整之FinFET製程多重電壓輸出緩衝器以及單一電晶體漏電流偵測器設計。本論文第一題目為具迴轉率與責任週期自動調整之FinFET製程多重電壓輸出緩衝器，且為符合16 nm FinFET製程之系統電壓(0.8 V)與DDR4介面規格的輸出電壓要求(1.2 V)，輸出級的電路由堆疊式電晶體組成，並使用臨界電壓較低的電晶體，避免高電位差產生的閘極氧化層過壓、漏電流路徑等問

題。另外，為降低因製程環境改變而產生的電壓迴轉率變異，增加一PVT偵測器，可根據製程環境變異控制輸出級之電流量，使電壓迴轉率保持穩定。本論文第二題目提出一電晶體漏電流偵測器設計，因現有文獻中的漏電流偵測大多是針對一獨有電路的漏電流進行補償，沒有明確的漏電流大小，且鮮少有可廣泛應用於不同電路的設計。而本設計可應用於不同電路及製程中，並能準確偵測出電晶體漏電流大小的數值。本設計主要針對一P/N型電晶體漏電流進行偵測，並加入閃控脈波產生器作為偵測啟動開關，使偵測時間的長度固定且規範化，增加偵測結果的可信度。

使用Raspberry Pi學習計算機體系結構

為了解決ddr4頻率的問題，作者（美）艾本·阿普頓等 這樣論述：

Raspberry Pi的誕生，深受20世紀80年代價格相對低廉的高度可編程計算機(以及它們對英國高新技術產生的影響)的啟發，它激勵新一代程序設計師並為他們提供准入平台。經濟成本和技術門檻的可接受性，使得Raspberry Pi成為學習計算機工作原理的理想工具。《使用Raspberry Pi學習計算機體系結構》將會是你整個Raspberry Pi內幕發現之旅的私人指南，也將成為你學習由Raspberry Pi完美詮釋的知識庫的專業級教練。作者Eben Upton和Jeff Duntemann是理想的導師：作為Raspberry Pi的共同創始人，Upton展現出他的深刻洞察力；Dunteman

則將復雜的技術知識凝練為易於理解的解釋。以Raspberry Pi這塊信用卡般大小的計算機(正在革新編程世界)的體系結構為基礎，Upton和Duntemann共同提供了隱藏在所有計算機背后的技術的專業級指 導。《使用Raspberry Pi學習計算機體系結構》按部就班地講解每個組件，包括組件能做什麼、為何需要它、該組件與其他組件的關系，以及組件創建過程中設計者面臨的選擇等。從內存、存儲器和處理器，到以太網、相機和音頻。Upton和Duntemann相互合作，確保讀者扎實理解Raspberry Pi的內部結構及其整體上與計算背后的技術之間的關系。 第1章 計算機漫談 11.1

日益繽彩紛呈的Raspberry 11.2 片上系統 41.3 一台令人激動的信用卡般大小的計算機 51.4 Raspberry Pi的功能 61.5 Raspberry Pi板 71.5.1 GPIO引腳 71.5.2 狀態LED 91.5.3 USB插口 101.5.4 以太網連接 101.5.5 音頻輸出 111.5.6 復合視頻 121.5.7 CSI攝像頭模塊連接器 131.5.8 HDMI 131.5.9 micro USB電源 141.5.10 存儲卡 141.5.11 DSI顯示連接 151.5.12 裝配孔 151.5.13 芯片 161.6 未來 16第2章計算概述 19

2.1 計算機與烹飪 202.1.1 佐料與數據 202.1.2 基本操作 212.2 按計划執行的盒子 222.2.1 執行和知曉 222.2.2 程序就是數據 232.2.3 存儲器 242.2.4 寄存器 252.2.5 系統總線 262.2.6 指令集 262.3 電平、數字及其表示 272.3.1 二進制：以1和0表示 272.3.2 手指的局限性 292.3.3 數量、編號和0 292.3.4 用於二進制速記的十六進制 302.3.5 執行二進制和十六進制運算 312.4 操作系統：幕后老板 332.4.1 操作系統的功能 332.4.2 向內核致敬 342.4.3 多核 34第3

章電子存儲器35 3.1 存儲器先於計算機而存在 35 3.2 旋轉磁存儲器(Rotating Magnetic Memory) 36 3.3 磁芯存儲器 37 3.3.1 磁芯存儲器的工作過程38 3.3.2 存儲器訪問時間39 3.4 靜態隨機訪問存儲器(SRAM) 40 3.5 地址線和數據線 41 3.6 由存儲器芯片構建存儲器系統42 3.7 動態隨機訪問存儲器(DRAM) 45 3.7.1 DRAM的工作原理 45 3.7.2 同步DRAM和異步DRAM47 3.7.3 SDRAM列、行、Bank、Rank和DIMM 49 3.7.4 DDR、DDR2、DDR3和DDR4 SDRA

M50 3.7.5 糾錯碼存儲器53 3.8 Raspberry Pi的存儲器系統54 3.8.1節能性54 3.8.2球柵陣列封裝55 3.9 緩存 55 3.9.1訪問的局部性56 3.9.2緩存層級56 3.9.3緩存行和緩存映射57 3.9.4直接映像59 3.9.5相聯映射61 3.9.6組相聯高速緩存62 3.9.7回寫緩存到存儲器63 3.10 虛擬存儲器 64 3.10.1虛擬存儲器概覽64 3.10.2虛擬存儲器到物理存儲器的映射65 3.10.3 深入了解存儲器管理單元66 3.10.4 多級頁表和TLB69 3.10.5 Raspberry Pi的交換問題70 3.10.

6 Raspberry Pi虛擬存儲器70 第4章ARM處理器與片上系統73 4.1 急速縮小的CPU 73 4.1.1微處理器74 4.1.2晶體管預算75 4.2 數字邏輯基礎 75 4.2.1邏輯門75 4.2.2觸發器和時序邏輯76 4.3 CPU內部78 4.3.1分支與標志79 4.3.2系統棧80 4.3.3系統時鍾和執行時間82 4.3.4流水線技術83 4.3.5流水線技術詳解84 4.3.6深入流水線以及流水線阻塞86 4.3.7 ARM11 中的流水線88 4.3.8 超標量執行89 4.3.9 基於SIMD的更多並行機制90 4.3.10 字節序92 4.4 CPU再認

識：CISC與RISC 93 4.4.1 RISC的歷史95 4.4.2 擴展的寄存器文件95 4.4.3 加載/存儲架構 96 4.4.4 正交的機器指令96 4.4.5 獨立的指令和數據高速緩存97 4.5 源於艾康的ARM 97 4.5.1微架構、內核及家族98 4.5.2 出售設計許可而非成品芯片98 4.6 ARM11 99 4.6.1 ARM指令集99 4.6.2 處理器模式102 4.6.3 模式和寄存器103 4.6.4 快速中斷107 4.6.5 軟件中斷108 4.6.6 中斷優先級108 4.6.7 條件指令執行109 4.7 協處理器 111 4.7.1 ARM協處理器

接口112 4.7.2 系統控制協處理器113 4.7.3 向量浮點協處理器113 4.7.4 仿真協處理器114 4.8 ARM Cortex 114 4.8.1 多發和亂序執行115 4.8.2 Thumb 2 115 4.8.3 Thumb EE 115 4.8.4 big.LITTLE 116 4.8.5 NEON SIMD協處理器 116 4.8.6 ARMv8和64位計算117 4.9 片上系統 118 4.9.1 博通BCM2835 SoC 118 4.9.2 第二代和第三代博通SoC 設備119 4.9.3 VLSI芯片原理119 4.9.4 流程、制程工藝和掩膜120 4.9

.5 IP：單元、宏單元、內核120 4.9.6 硬IP和軟IP121 4.9.7 平面規划、布局和布線121 4.9.8 片上通信的標准：AMBA 122 第5章程序設計 125 5.1 程序設計概述 125 5.1.1 軟件開發過程126 5.1.2 瀑布、螺旋與敏捷128 5.1.3 二進制程序設計130 5.1.4 匯編語言和助記符131 5.1.5 高級語言132 5.1.6 花樣泛濫的后BASIC 時代134 5.1.7 程序設計術語135 5.2 本地代碼編譯器的工作原理 137 5.2.1 預處理138 5.2.2 詞法分析138 5.2.3 語義分析139 5.2.4 生成中

間代碼139 5.2.5 優化139 5.2.6 生成目標代碼139 5.2.7 C編譯：一個具體示例140 5.2.8 鏈接目標代碼文件到可執行文件145 5.3 純文本解釋程序 146 5.4 字節碼解釋語言 148 5.4.1 p-code 148 5.4.2 Java 149 5.4.3 即時編譯(JIT) 150 5.4.4 Java之外的字節碼和JIT 編譯152 5.4.5 Android 、Java和Dalvik 152 5.5 數據構建塊 152 5.5.1 標識符、關鍵字、符號和操作符153 5.5.2 數值、文本和命名常量153 5.5.3 變量、表達式和賦值154 5.

5.4 類型和類型定義154 5.5.5 靜態和動態類型156 5.5.6 補碼和IEEE 754 157 5.6 代碼構建塊 159 5.6.1 控制語句和復合語句159 5.6.2 if/then/else 159 5.6.3 switch和case 161 5.6.4 repeat循環162 5.6.5 while循環163 5.6.6 for循環164 5.6.7 break和continue語句166 5.6.8 函數166 5.6.9 局部性和作用域168 5.7 面向對象程序設計 170 5.7.1 封裝172 5.7.2 繼承174 5.7.3 多態176 5.7.4 OOP小

結 178 5.8 GNU編譯器工具集概覽178 5.8.1 作為編譯器和生成工具的gcc179 5.8.2 使用Linux make 181 第6章非易失性存儲器185 6.1 打孔卡和磁帶 186 6.1.1 打孔卡186 6.1.2 磁帶數據存儲器186 6.1.3 磁存儲器的黎明188 6.2 磁記錄和編碼方案 189 6.2.1 磁通躍遷190 6.2.2 垂直記錄191 6.3 磁盤存儲器 192 6.3.1 柱面、磁軌和扇區193 6.3.2 低級格式化194 6.3.3 接口和控制器195 6.3.4 軟盤驅動器197 6.4 分區和文件系統 198 6.4.1 主分區和擴展分

區198 6.4.2 文件系統和高級格式化199 6.4.3 未來：GUID分區表 (GPT) 200 6.4.4 Raspberry Pi SD卡的分區201 6.5 光盤 202 6.5.1 源自CD的格式203 6.5.2 源自DVD的格式204 6.6 虛擬硬盤 205 6.7 Flash存儲器206 6.7.1 ROM、PROM和 EPROM 206 6.7.2 Flash與EEPROM 207 6.7.3 單級與多級存儲209 6.7.4 NOR Flash與NAND Flash 210 6.7.5 損耗平衡及Flash轉換層213 6.7.6 碎片回收和TRIM 214 6.7.

7 SD卡 215 6.7.8 eMMC216 6.7.9 非易失性存儲器的未來217 第7章有線和無線以太網219 7.1 網絡互連OSI參考模型220 7.1.1 應用層222 7.1.2 表示層222 7.1.3 會話層223 7.1.4 傳輸層223 7.1.5 網絡層224 7.1.6 數據鏈路層226 7.1.7 物理層226 7.2 以太網 227 7.2.1 粗纜以太網和細纜以太網227 7.2.2 以太網的基本構想227 7.2.3 沖突檢測和規避228 7.2.4 以太網編碼系統2297.2.5 PAM-5 編碼2327.2.6 10BASE-T和雙絞線233 7.2.7

從總線拓撲結構到星型拓撲結構234 7.2.8 交換以太網235 7.3 路由器和互聯網 237 7.3.1 名稱與地址237 7.3.2 IP地址和TCP端口2387.3.3 本地IP地址和DHCP 240 7.3.4 網絡地址轉換242 7.4 Wi-Fi 243 7.4.1 標准中的標准244 7.4.2 面對現實世界245 7.4.3 正在使用的Wi-Fi 設備 248 7.4.4 基礎設施網絡與Ad Hoc 網絡249 7.4.5 Wi-Fi 分布式介質訪問 250 7.4.6 載波監聽和隱藏結點問題251 7.4.7 分片253 7.4.8 調幅、調相和QAM 253 7.4.9

擴頻技術256 7.4.10 Wi-Fi 調制和編碼細節256 7.4.11 Wi-Fi 連接的實現原理259 7.4.12 Wi-Fi 安全性 260 7.4.13 Raspberry Pi上的Wi-Fi 261 7.4.14 更多的網絡263 第8章操作系統 2658.1 操作系統簡介 2668.1.1 操作系統的歷史 2678.1.2 操作系統基礎 2708.2 內核：操作系統的核心主導者 2748.2.1 操作系統控制 2768.2.2 模式 2768.2.3 存儲器管理 2778.2.4 虛擬存儲器 2788.2.5 多任務處理 2788.2.6 磁盤訪問和文件系統 2798.2.7

設備驅動程序 2798.3 操作系統的使能器和助手 2798.3.1 喚醒操作系統 2808.3.2 固件 2838.4 Raspberry Pi上的操作系統 2838.4.1 NOOBS 2848.4.2 第三方操作系統 2858.4.3 其他可用的操作系統 285第9章 視頻編解碼器和視頻壓縮 2879.1 第一個視頻編解碼器 2889.1.1 利用眼睛 2889.1.2 利用數據 2909.1.3 理解頻率變換 2939.1.4 使用無損編碼技術 2979.2 時移世易 2989.2.1 MPEG的最新標准 2999.2.2 H.265 3029.3 運動搜索 3029.3.1 視頻質

量 3049.3.2 處理能力 305第10章 3D圖形307 10.1 3D圖形簡史307 10.1.1 圖形用戶界面(Graphical User Interface，GUI) 308 10.1.2 視頻游戲中的3D圖形310 10.1.3 個人計算和顯卡311 10.1.4 兩個競爭標准312 10.2 OpenGL圖形管線 314 10.2.1 幾何規范和屬性315 10.2.2 幾何變換317 10.2.3 光照和材質320 10.2.4 圖元組裝和光柵化322 10.2.5 像素處理(片段着色)324 10.2.6 紋理326 10.3 現代圖形硬件 328 10.3.1 瓦片渲染

329 10.3.2 幾何拒絕330 10.3.3 着色332 10.3.4 緩存333 10.3.5 Raspberry Pi GPU 334 10.4 Open VG 336 10.5 通用GPU 338 10.5.1 異構體系結構338 10.5.2 OpenCL 339 第11章音頻 341 11.1 現在能聽到我的聲音嗎？341 11.1.1 MIDI342 11.1.2 聲卡342 11.2 模擬與數字343 11.3 聲音和信號處理344 11.3.1 編輯344 11.3.2 壓縮345 11.3.3 使用特效錄制345 11.3.4 編碼和解碼通信信息346 11.4 1位D

AC 347 11.5 I2S 349 11.6 Raspberry Pi聲音輸入/輸出350 11.6.1 音頻輸出插孔350 11.6.2 HDMI350 11.7 Raspberry Pi的聲音351 11.7.1 Raspberry Pi板載聲音351 11.7.2 處理Raspberry Pi的聲音351 第12章 輸入/輸出359 12.1 輸入/輸出簡介 359 12.2 I/O使能器 362 12.2.1 通用串行總線363 12.2.2 USB有源集線器365 12.2.3 以太網367 12.2.4 通用異步收發器368 12.2.5 小型計算機系統接口368 12.2.6

PATA 369 12.2.7 SATA 369 12.2.8 RS-232串口 370 12.2.9 HDMI 370 12.2.10 I2S 371 12.2.11 I2C 371 12.2.12 Raspberry Pi顯示器、攝像頭接口和JTAG 372 12.3 Raspberry Pi GPIO 373 12.3.1 GPIO概述以及博通SoC 373 12.3.2 接觸GPIO 374 12.3.3 可編程GPIO 380 12.3.4 可選模式385 12.3.5 GPIO實驗的簡單方法 385

DDR 高速訊號傳輸之訊號完整性模擬分析

為了解決ddr4頻率的問題，作者李岳勳 這樣論述：

由於高速記憶體的快速發展，DDR(Double Data Rate)記憶體從DDR1演進到DDR5，資料傳輸速率達到了6.4 Gbps，隨著傳輸速率越來越快，工作頻率也越來越高，訊號之間的干擾也越來越大，為了能讓傳輸線設計能達到產品規範，訊號完整性變得格外的重要。本篇論文針對DDR4訊號走線從CPU 端到連接器端的走線設計，並利用ANSYS中的HFSS．SIWAVE．CIRCUIT 進行建模與模擬分析， 在CPU端的DDR訊號線利用Tabbed routing的方式進行設計，可以有效控制遠端串擾以及阻抗，設計出最適合的尺寸與架構，在多層板方面探討貫孔效應．回流路徑的設計以及殘株效應以及改善分

析，了解Pad、Anti-pad和drill的尺寸會改變貫孔的寄生電容和寄生電感，影響訊號的品質，而回流路徑的長度、數量、去耦合電容的寄生效應、接地貫孔的尺寸均會對訊號產生影響，貫孔殘株長度需要越短越好，隨著殘株長度的增加，殘株產生的共振點會往低頻偏會破壞DDR的工作頻段，連接器方面探討DDR的SMT連接器和PTH連接器在印刷電路板的連接設計，進行建模分析與改善，在符合DDR4的規範下進行最佳化的設計。