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1、74系列集成电路大致可分为6大类:74XXC标准型);74LSXXC低功耗肖特基);74SXXC肖特基);74ALSXXC先进低功耗肖特基);74ASXXC先进肖特基);74FXXC高速)。近年来还出现了高速CMOS电路的74系列,该系列可分为3大类:HC为COMS工作电平;HCT为TTL工作电平,可与74LS系列互换使用;HCU适用于无缓冲级的CMOS电路。这9种74系列产品,只要后边的标号相同,其逻辑功能和管脚排列就相同。根据不同的条件和要求可选择不同类型的74系列产品,比如电路的供电电压为3V就应选择74HC系列的产品。新型开关芯片TOP224P在开关电源中的应用摘要:本文介绍了第二代T

2、OP开关芯片TOP224P的工作原理及功能特点,并叙述了其在双路输出开关电源设计中的具体应用。关键词:整流滤波占空比1引言美国TOPSWitch公司生产的第一代TOP开关芯片在开关电源的设计中已得到了广泛应用。目前,该公司又最新推出了第二代开关芯片TOPSWitch-II系列,与第一代TOP开关相比,性能有很大提高,AD/DC效率高达90%,并具有输出功率范围大,成本低,集成化程度高,电路设计简单等特点。芯片内的许多电路都作了改进,使开关电源的设计更加容易。本文应用的TOP224P是TOPSWitch-1系列中的芯片。2TOP224P芯片简介2.1管脚介绍该芯片由漏极端、控制端、源极端三个管脚

3、组成。漏极端(DRAIN脚)与输出MOSFET漏极连接。启动时,提供内部偏置电流,控制端(CONTROL脚)控制输出占空比,是误差放大器和反馈电流的输入端。正常工作时,由内部并联稳压器提供内部偏置电流,也可以作电流旁路和自动启动/补偿电路电容的接点,源极端(SOURCE脚)和输出MOSFET的源极连接,也是开关电源初级电路的公共点和参考点。2.2芯片内部工作原理介绍芯片内部工作原理框图如图1所示。该芯片由MOSFET.PWM控制器、高压启动电路环路补偿和故障保护电路等部分组成。具体工作过程如下:在控制端环路振荡电路的控制下,漏极端有电流输入芯片提供开环输入,该输入通过并联稳压运放误差放大器时,

4、由控制端进行闭环调整,改变IFB,经PWM控制MOSFET的输出占空比,最后达到动态平衡。图1芯片内部工作原理框图2.3芯片功能特点介绍TOP224P是一个自编置、自保护的电流一占空比线性控制转换器。由于采用CMOS工艺,转换效率与采用双集成电路和分立元件相比,偏置电流大大减少,省去了用于电流传导和提供启动偏置电流的外接电阻。在正常工作时,内部MOSFET输出脉冲的占空比随着CONTROL脚电流的增加而线性减少。TOP224P通过高压电流源的接通和断开,使控制电压VC保持在4.7-5.7V之间。芯片内部电压都取自具有温度补偿的带隙基准电压,能产生可微调的温度补偿电流源,用来精确地调节振荡的频率

5、和MOSFET的栅极驱动电流。振荡器额定频率选为lOOKHz,可降低EMI,提高电源的效率。栅极驱动电流可逐周限流微调,从而提高精度。此外,该芯片还有关断/自动重新启动、过热保护等自身保护功能。3TOP224P在双路输出开关电源设计中的应用3.1开关电源电路及工作原理以+5V、+12V、20W双路输出开关电源为例,电路图如图2所示。交流电源电压经BR1整流和C1滤波后,产生高压直流电压加至变压器T1和初级线圈一端,变压器初级线圈另一端接TOP224P。用VR1和D1来箝位变压器漏电感引脚的脉冲前沿尖峰。通过D3、C9、L3、C10整流滤波,再由7812稳压块进行稳压后,直接得到+12V输出电压

6、。变压器次级线圈通过D2、C2、Ll、C3整流滤波后,产生+5V直流输出电压。R2、VR2组成一稳压电路,提高负载调整能力。次级线圈T1-4两端电压经D4、C4整流滤波,提供TOP224P所需的偏置电压。L2、G、C8可以减弱由变压器原端线圈和原端到副端等效容性阻抗产生的高压开关波形引起的共模电流。L2、C6组成电磁干扰滤波器,减弱由变压器原端梯形电流的基波和高次谐波干扰产生的差模电流。C5、R3与控制端阻抗ZC设置自启动周期。3.2开关电源电路主要元件选择1)开关芯片的选择TOPSwitceh-II系列芯片的选择参考表,如表1所示。型号辅出功率范園(85V-265VJTOP221PTOP22

7、2F1EWTOP223FTOF224PTOF225PTOP226PTOP227PSOW表1芯片选择参考表根据输出功率的要求应选择T0P223P或T0P224P,现选择T0P224P。高压变压器的选择变压器原端线圈T1-1电感量依照输出功率选择,20W输出功率、50%占空比时,Lmax=630pH,对于+5V输出电压的副线圈T1-3和原端线圈T1-1的匝数比:其中Vmax=200V(VR1的稳压值的200V),V0=+5V,Dmax=50%,故线圈匝数比为40。副端线圈T1-4的匝数和线径与副线圈T1-3一致。对于+12V输出电压的副线圈T1-2,其线径与T1-3一致,匝数和T1-1匝数比:其中

8、V0应比+12V至少大2V。VR1的选择VR1要有足够的功率,在大电流输出的条件下,VR1的峰值电压应比反向输出电压高30V-80V,这里选择P6KE200,峰值电压为287V。4)其它重要元件的选择元件耐圧值整渝桥隔400V400V35V匚匚IQ25V50V匚1150V5)自启动周期的选择自启动周期的计算公式:T=8X(2nRC)=16n(R3+Zc)C5,其中,典型值Zc=15,芯片控制振荡频率f=100KHz,故R3=6.2,C5=47pF。4开关电源输出纹波的抑制开关电源存在输出纹波大,电磁干扰强等不足,严重影响了开关电源的广泛应用。在图2电路中,C9、L3,C10和C2、L1、C3分

9、别用来抑制来自超高频和高频噪声;U2,TOP224P组成有源低频滤波器,用来抑制输出交流噪声;C7、C8组成共模干扰滤波器,用来抑制寄生参数的共模噪声。在三种滤波器的共同作用下,使开关电源的输出纹波由原来的340mV降为30mV,进一步扩大了开关电源的应用。5结束语本文应用TOP224P设计了双路输出开关电源,该电源不仅具有效率高,输出电压纹波小,带负载能力强、成本低、设计电路简单等特点,而且还具有温度补偿、逐周限流、过热保护、自动重新启动等功能。该开关电源已在GDJ-100型称重控制器中得到应用,电源工作稳定,可靠性强,具有实用和推广价值。教你四大绝招集成主板优化攻略集成主板通常指那些在主板

10、上直接集成了显卡、声卡或网卡等部件的主板,其中以集成显卡为重要特征。虽然集成主板并不是主流产品,但它以较低的价格及安装的简便性还是在主板市场占有一席之地。集成主板上的显卡、声卡、网卡等部份由于要占用大量系统资源,所以它的性能与非集成主板相比要差许多,这也是集成主板不能成为主流产品的重要原因。尽管集成主板性能不是很高,但我们可以通过合理的设置与优化在一定程度上来提高它的性能。一、优化BIOS设置提高显示性能显示性能是集成主板发挥性能最主要的瓶径,尤其是在运行3D游戏等考验显卡性能的程序时,集成显卡就会暴露出自己的缺点。而BIOS的设置与集成显卡的性能关系密切,留意并调校好以下几个BIOS选项就能

11、为集成显卡带来更高的性能和稳定性。1、AGPDateRote对于一般的主板,其显卡的AGP速率越高越好,但对集成显卡却未必是这样,因为目前的集成显卡只会用AGP通道传送少量指令数据,真正吃带宽的图形数据早已走“显示核心一内存”专用通道所以AGP速率的高低不会成为集成显卡的性能瓶颈,但过高的AGP速率却会给系统带来不稳定的因素所以建议还是保持默认值为好。2、AGPFastWriteFastWrtte是快速写入的意思,这个选项能提高集成显卡的性能但它也可能有负作用,对系统的稳定性有一定影响。根据使用经验,目前很多的集成显卡都能正常使用FastWrite选项。3、GrapphicWindowWRCo

12、mbine这个选项在基于SiS芯片组的集成主板比较多见,它可以起到优化图形系统的读写性能,对集成显卡的性能有一定的提升,因此建议大家开启此选项。4、VideoBIOSCacheble它的作用是决定是否将VGABIOS和RAM缓冲指至内存的某个地址段,虽然开启后能提高一些集成显卡的性能,可一旦有程序向该地址段写入数据,电脑就会出现死机现象。所以建议关闭该选项因为VideoBIOSCachable给集成显卡性能的提高很有限.但却给电脑带来了不稳定的隐患。5、AGPApertureSizeAGPApertureSize选项的含义是AGP有效空间的大小,即划拔内存为显存的大小。显存容量如何分配一直是集

13、成主板使用者左右为难的问题,显存容量划大了,内存容量就会减少,影响整体性能,显存容量划小了,对显卡的性能又有影响。应根据自己机器的内存容量来确定,通过实际使用,AGPApertureSize选项在64MB显存和128MB显存下,一般的应用性能差别并不明显。实际上,64MB的显存即可满足多数新型集成显卡的需求,而类似sis630这类几年前的集成显卡仅需16MB的显存。Intel芯片组集成显卡有自己的一套显存分配法。早期Intel的整合显卡无须人工调整显存容量,而是自动分配,后来Intel又为IntelExtremeGraphics及其后续产品加入了分级显存”功能,所谓分级显存就是“额定内存+动态

14、显存”。额定内存规定了显存的最小分配值,当最小分配值不够用时,就会向操作系统请求更多的内存划为显存(动态显存)。所以,如果你不怎么玩大型游戏的话,那么尽可以将额定显存设置得小一些(如1MB),这既能满足游戏的需求,又能节省不少的内存。反之,最好将“额定显存”设为8MB以上,这虽会浪费一些内存但却能获得更好的游戏兼容性。另外,显存划拔的大小与内存大小密切相关(Intel81X等集成主板除外),如果你的内存为256MB,建议设置显存容量为64MB以内,如果你的内存为128MB以,建议设置显存容量为32MB以内。二、集成显卡也超频独立显卡超频很多玩家都试过,集成显卡也可以通过超频的方法来提高其性能,

15、集成显卡超频无须进行任何软硬跳线设置,只要修改Windows注册表或用专门的显卡超频软件就可以完成。由于修改注册表需要一定专业知识,并且比较麻烦,而显卡超频软件使用简单,效果也比较好,所以它是玩家的首选。PowerStrip就是一款通用的显卡超频软件。安装完成后运行PowerStrip,会出现一个对话框,显示出显卡和显示器的型号、刷新率定义是按照标准设置还是自定义、是否在启动时运行DDC以检查即插即用的显示器等信息。然后单击“0K”按钮,PowerStrip便会驻留在内存中,并在任务栏显示工作图标。右击该图标,会弹出PowerStrip的工作主莱单,然后选中“Performanceprofil

16、es-Configure.”。软件会根据你所使用的图形芯片类型弹出一个对话框,最顶端就标示该显卡的显示芯片类型。在“EngineClock”下面的框里是当前显卡的核心工作频率,在“MemoryClock”下面的框里就是当前显存的工作频率。如果要使显卡超频使用,只要将左侧的显存频率或内核频率的滑块向上拖到合适的频率,再点击“Applv”按钮就会使显卡切换到新的频率。这里要提醒大家一点,在超频时不能求高心切,要逐步多次进行调节,不能一次大幅度地调高其工作频率。在超频后,要注意检查芯片组的温度及散热环境。另外,对有些集成主板来说,BIOS就可以用来调节显示核心的频率,这就更简单方便一些。三、集成声卡

17、的合理设置与显卡相比,声卡占用的系统资源要少很多,但通过合理设置仍会节省一些系统资源。比如在Windows环境中关闭“音量控制”中的StoreWide或3DDepth两个选项,会大大减少声卡的CPU占用率,一般Windows的默认值都是开启状态的。如果你对音质的要求很高。用普通的声卡的音频连接线不一定能达到你的要求,在听CD或VCD时你可以直接将音箱接到光驱的耳机插孔上,因为这种是数字输出效果,要比使用原来的模拟信号输出好很多,失真也小。如果你平常不爱听CD,建议最好将声音属性中的MIC和CD都关掉,这样可大大避免各种杂音。具体的解决方法是双击系统任务栏中的小喇叭图标,然后把CD-ROM和MI

18、CPHONE两项静音即可。至于具体低、高音的设置,比较理想的方案是在声音属性中将你声卡的低音滑杆调到60%处,高音调到80%,总的系统音量应放到85%左右。当然,你也可以依你个人的品味随意取值。对于采用ALC650AC97音效芯片的nForce2和SIS655芯片组的主板,在播放音频文件时容易出现爆音的现象。这是因为它对DirectSound的硬件加速支持存在一些问题,只需运行DirectX诊断工具,在“声音”速项中降低“硬件的声音加速级别”就可以减低爆音的程度。四、正确调节CPU主频与内存频率CPU主频与内存频率都是影响集成主板特别是其显示性能的重要因素,现在主板对非标准外频都有一定分频比例

19、,一般情况CPU超频内存就要降频使用。那么CPU主频与内存频率谁的影响更大呢?对于支持双通道DDR内存的集成主板来说,内存带宽已经足够,性能瓶颈主要来自CPU,所以适当调高CPU频率会带来更高的性能。对于那些只支持单通道DDR内存的集成合主板来说,它们的性能瓶颈来自内存带宽,而不是CPU,将内存频率适当提高会更为合理一些。智能功率开关电源IC设计摘要:系统介绍了一种AC-DC电源管理方案,给出了该芯片的电路工作原理和设计方法。该电路包括PWM控制器、过流、过热、过压保护功能、自动重启动功能,具有效率高,外围元件少等特点,最后给出了仿真结果。引言开关电源是近几年电源市场的焦点之一,它最大的优点是

20、大幅度缩小变压器的体积和重量,这样就缩小了整个系统的体积和重量。一般说来,开关电源的重量是线性电源的1/4,相应的体积大概是线性电源的1/3。所以开关电源对低档的线性电源,尤其是20W以下的线性电源构成了威胁,大有取而代之之势。但是传统的开关电源除了PWM和功率M0SFET之外还包括50个左右的分立元件,这不但增加了成本、体积,而且还使可靠性受到了影响。这主要是生产工艺上的原因,开关电源在集成化上一直没有突破。近几年,随着生产工艺技术的成熟,已经能将低压控制单元和高压大功率管集成到同一块芯片之中。TI、ONSemiconductor、Power、Integrations等公司都已经有类似的产品

21、,而国内则几乎是一片空白。由于开关电源在体积、重量、效率以及可靠性上的优势,它的研究和发展速度是惊人的。其主要应用领域有:邮电通信:作程控交换机、移动通信基站电源;计算机:作为各种PC机、服务器、工业控制机的开关电源;家用电子产品:目前使用开关电源的家用电子产品有电视机、影碟机等;其他行业:如电力、航天、军事等领域。根据工艺的发展和市场的需要,将核心部分功率MOSFET和低压PWM控制器集成在一块芯片中。同时,还具有过热保护、过压保护、欠压锁定、自动重启动、过流保护等功能。这种新型的开关电源集成电路给电源系统带来了很多优势。该芯片交流输入可直接从电网接入,应用功耗低,成本低,体积小,同时还提高

22、了系统的稳定性,降低了成本,使电子工程师的设计更加简单。该芯片可用于驱动一个单端接地电源系统,如接一个振荡回扫的二次线圈变压器后输出一直流电压。工作原理此开关电源为一中频集成模块,设计频率为100kHz,最大占空比为70%,它包括一个恒频脉宽调制器和一个高集成度电源开关电路。这个组合开关的高压侧可对从85265V的交流电压进行连续控制,可以应用于多数常规电源系统。通过一个光电耦合管,将负载变化情况反馈到芯片内部,反馈信号在2.7k的电阻上产生电压降,经过7kHz的低通滤波器,把高频开关噪音滤掉,以直流电压形式输入到PWM模块进行调节,产生占空比随反馈信号变化的脉冲波,通过驱动电路驱动功率M0S

23、FET,从而实现了PWM的调节。除此之外,功率MOSFET的源极接一电阻,来实现每周期的限流保护1。正常情况下,1/8分频器输出信号使得功率MOSFET导通,若故障发生,它的输出信号使得功率MOSFET关断,并且它自身开始计数,第1个周期,功率MOSFET导通。若没有排除,以此规律循环下去;若故障排除,则进入正常工作状态。该IC外接变压器,实现AC-DC功能后,不同规格的变压器可获得不同的直流电压。内部功能模块介绍3.1振荡器电路振荡器利用两个比较器轮流导通,对电容进行充放电,获得了在电压在2.74.1V震荡的锯齿波。其设计频率为100kHz,占空比为70%。对电容充放电时,利用MOS管饱和区

24、工作电流恒定的原理,实现恒流充放电。占空比的设计也是需要考虑的,当占空比提高后,整个IC及外接电路构成的电源效率都会提高。但是又不能无限的提高,使之接近100%,这主要是变压器磁通的建立和恢复是有时间限制的。同时,长时间的导通,功率MOSFET容易烧坏。3.2偏置电路该电路采用三管能隙基准电源。3.3PWM调制电路由光耦管耦合过来的反应负载变化情况的信号首先经过一个7kHz的低通滤波器,然后送到PWM比较器和振荡器产生的锯齿波进行比较,从而实现脉宽调制。3.4过压保护,欠压锁定电路设计的内部电路工作电压环境为7.58.6V,由比较器C1,C2和电阻R1、R2、R3、R4组成。由于迟滞比较器的作

25、用,当Vcc处于7.58.6V时,IC正常运行。当Vcc8.6V时,C1输出高电平,直接使放电NMOS管导通,进行放电。该NMOS管设计得比较大,这样可以迅速地放电,使IC及时地回到安全状态。若该Vcc故障仍然存在,将用八分频计数器来计数。这个八分频计数器使得功率MOSFET关闭,电容将在8个连续周期内反复充放电,8个周期后,若故障排除,整个IC进入正常工作状态,功率MOSFET开通。这种设计可大大减少功率MOSFET的耗散功率。当内部工作电压Vccbit来实现,而CPU可以通过监测NAQOF中断来获得。如果VDNABbit设置为1时,当NA_Q满时,GT-48330将忽略到来的新地址消息;如

26、果为0时,当NAQ满时则发流控信息,通知交换芯片,暂缓发送。(4)上PU要从交换芯片中读取消息的过程CPU发送消息给交换芯片,表示要获取数据(例如一些端口状态信息)。此时,交换芯片会发送Blockwrite消息给CPU,在GT-48330中有一个专用的32B的Buffer用于存储此消息,对应的存储地址为:0 x9800 x99F。当有block_write到来时,GT-48330将发送中断消息给CPU,CPU通过相关的中断位获取中断,然后来读取blockwrite消息。GT-48330的发送对于GT-48330来说他具有2种发送方式:自动DMA方式和CPU传输方式。对于自动DMA的方式,不需要

27、CPU进行干涉,GT-48330可以自动完成发送。对于CPU传输方式,则需要CPU对发送的过程进行干涉。(1)自动DMA方式CPU首先写传输数据(TD)寄存器,同时设置VTD位,GT-48330根据TD来向交换芯片发送Buffer请求消息,在TD消息中包含了目的交换芯片号、端口号、CPU号及包的数量等消息。CPU写数据到GT-48330的32b的包存储空间8LWWBuffer中,如果GT-48330接收到交换芯片可以开始传送包的消息(SOP),他将把包发送给相应的交换芯片;如果收到交换芯片的拒绝消息(Bufferrejecet),他将发送相应的中断给CPU,告诉发数据被拒绝。(2)CPU传输方

28、式CPU先直接通过GNT-A/BBuffer来发送Buffer请求消息,CPU等待接收到SOP消息,此消息将被GT-48330存储在OGRBuffer中,然后再传给CPU。一旦CPU收到SOP消息,就通过GT-48330的GNT-A/B通道来发送数据包,同时CPU还通过GNT-A/B来发送数据包传送结束(EOP)消息给交换芯片。3电路设计GT-48330的G.Link口的电路设计说明:数据发送和接收线GTXD15:O/GRXD15:0与交换芯片的G.Link口的接收和发送线相连;GTXCMD/GRXCMD发送和接收与交换芯片的接收和发送命令线相连;GTXOCLK发送数据的参考时钟,通过22Q的

29、匹配电阻接到交换芯片的G.Link口的接收时钟;GRXCLK接收数据的参考时钟,由时钟模块来提供;GTXCLK接收数据的参考时钟,由时钟模块来提供;GTXCLK作为GT-48330的G.Link口的系统时钟,同样由时钟模块来提供。GTXCLK和GRXCLK的时钟频率为83.33MHz。电路逻辑图如图2所示。CPUwigH畏毡片呵一GIXCIKGRXCLKCIXGT-48330的CPU接口的电路设计说明:此设计使用的CPU是Motorola公司的Coldfire5206E。由于在16b接口时,MCF5205E的数据线数据是交换的,即D31:24表示BYTE0;D23:16表示BYTE1。同时在设

30、计中将GT-48330的Endian管脚下拉,这样GT-48330将工作在LittleEndian模式下,其数据是不进行交换的,因此在外部需要将数据线进行交换,即将GT-48330的AD15:18与CPU的D23:16相接,将GT-48330的AD7:0与CPU的D31:24相连接;GT-48330的地址线Add11:0与CPU的地址线A11:0直接相接;片选信号CS与MCF5206E的CS1管脚相接;GT-48330的读/写信号RD和WR相连接后,再与MCF5206E的R/W信号相接。当R/W为高电平时,GT-48330的读信号RD有效;当R/W为低电平时,GT-48330的写信号WR有效;

31、地址锁存信号ALE与MCF5206E的TS信号相接,低电平有效;中断管脚INT与MCF5206E的中断管脚IRQ4相接,提供中断信号,低电平有效;GT-48330的DTACK与MCF5206E的TA相接,低电平有效,表示数据传输结束;RST信号直接与复位模块的DSP1832(或MAX811)的输出信号相连接,用于对GT-48330GT-48330的复位,低电平有效;CLK时钟则由时钟模块提供,其频率为54MHz。复位时GT-48330将对某些管脚进行抽样,以决定系统的工作状态。在配置中拉高通过4.7kQ的电阻接3.3V来实现,拉低通过4.7kQ的电阻接地来实现。4软件实现软件分引导层(BOOT

32、)和CTRL层。MCF5206E上电复位后从BOOT开始执行,BOOT层程序功能包括上电初始化,引导或下装CTRL层程序及上装整片Flash的内容。软件总体框架如图3所示。3裁件总体耀聚示査首先对硬件进行配置:包括片选、DRAM参数、初始化定时器、I/O等,然后进行DRAM/CPUISRAM自检,若自检失败则从超级终端上输出相应的错误信息,然后停机。若自检通过则检测CTRL层程序的完整性,若CTRL层程序完整则将其拷贝到DRAM的相应位置并将控制权交给CTRL层程序;若CTRL层程序不完整则通过超级终端输出相应信息并允许下装CTRL层程序或上装整片Flash的内容。CTRL层程序提供一个超级终

33、端界面,进行各项功能模块的设置及测试。界面设置的内容如下:初始化设置及配置的读取,GT48330寄存器的操作,交换芯片寄存器的操作,Switch各功能模块操作:帧收发、VLAN设置、TRUNK操作、端口配置、MIB采集等。在系统上电后,由电源模块为整个系统提供电源支持,然后复位模块将向整个系统提供复位信号,时钟模块向系统提供参考时钟。在MCF5206E和GT48330模块复位之后,MCF5205E将从存储模块Flash中读取程序进行运行,根据程序运行的结果,MCF5205E模块将通过GT-48330模块对系统中的所有的交换芯片进行初始化,完成对系统的配置。在以后的过程中MCF5206E将通过G

34、T-48330模块来进行对系统的管理及包的接收和发送。而存储模块中的EDODRAM则用于存放在运行过程中所需的程序及数据和包的临时存放。5对于拥塞控制的分析由于GT-48330的构架对于接收的G.Link口采用共同的FIFO,然后通过OutMessagerDetecter来判别FIFO中的数据应该送到哪个通道中,这样就有可能产生拥塞。如果某个通道满了,他将不再接受OutMessagerDetecter判定要发送给他的数据或消息,这样将使得数据聚集在FIFO中,从而使得FIFO满而产生拥塞。对于新地址、包接收、中断接收3个通道,可以通过一个可选的模式来防止拥塞,也就是他们在不能接收时,将通过丢弃

35、新到的消息来防止其聚集在FIFO中导致拥塞。如果有许多的数据同时发给包Buffer的话,会使Buffer是满的,同时如果此时VDPB设为0(没有丢弃包),这时G.Link口将产生流控消息,造成G.Link口的堵塞。如果这时CPU对某个设备发送了LWWRITE消息时,他将一直等待Buffer请求确认(BFR)的到来,在没有收到此消息时,将不会进行其他的数据处理。而由于G.Link口的拥塞将导致BFR无法送出,因此包Buffer中的数据也将一直得不到CPU的处理,这样将导致CPU的死锁。死锁的解决方法:可以将交换芯片设置成单包模式(SignalPacketMode),使其只有在一个包被处理完后,才

36、送下一个包。使用包拥塞失效位(DisablePacketBlocking),采用对新地址、包接收、中断消息的丢弃来防止。同时CPU也可以通过某些方法来判断潜在的拥塞,从而使得该寄存器置位。例如,可以限制发往CPU的包的类型和数量来控制。由上可知,采用相关通道的丢弃功能可以防止CPU的死锁问题,同时,他只对本身的通道有影响;如果仅采用流控功能则有可能导致死锁问题的产生,对整个G.Link口产生影响。感观诊断法所谓感观法,就是指在检修故障时能通过检修人员的眼、耳、手、鼻等感观器官,如同医学中所说的望、问、闻、切等方法。来了解故障产生的原因和判断故障所在的部位。采用感官法的主要技巧步骤如下:1、看在

37、开机壳前通过观察图象故障现象,来联想故障所在部位。开机壳后通过观察电路元器件的色与形,若色异常,多为故障所在部位。如色环电阻一般的红色,在电流高温的情况下使表面变为黑色,应在该元件上联想故障部位,在同样的情况下,黑色的线绕电阻变为灰白色,均属烧坏之兆。再如烧保险丝,一般烧保险丝大至可分为三种烧法,1、保险丝内部断玻璃壳无变色。2、保险丝内部变为深黄色。3、保险丝内部变为黑色甚至玻璃壳破裂。都可跟据其烧坏程度来定断故障的部位及严重性。再如带有金属铜的元件变为绿色则为受潮、滤波电容爆裂一般为电压过高所致、高压包凸出一个小包(正常情况下为光滑平面)一般为高压包内部短路。2、闻闻有两种含意,其一,是用

38、鼻嗅其味道。如开机后有焦味,多为大功率晶体管、电阻等烧坏;开机后有臭氧味,多属高压部件绝缘击穿、漏电或逆程电容容量变小造成高压过高而打火。其二,是通电后用耳朵听其声音。正常的显示器在使用中是无声的,无声变有声则为异常。如在高压打火发出的爆裂声,机内发出的吱吱报警声等。多为机内有严重过流过压之处,如行管坏造成电源发出吱吱声,说明电源负载过重。3、切所谓切,如同医学中所讲的切脉,在这里就是指让机器工作一段时间,用手触摸易发热部位的元件(注切断电源),用手感觉发热元件的冷热程度,从而发现元件是否有过热或该发热而未发热的部件,以间接判断故障部位。如行管散热片、场IC散热片、大功率电阻、三极管等部件。正

39、常工作时应有微量发热,若感觉很烫手,应视为异常。如维修一台坏的彩显,在开机约三分钟后,然后断电,用手触摸行管散热片,发现很烫手甚至热得不敢用手去摸。应视为异常,联想故障部位,最后直到排除故障部位。从而减少因严重发热而损坏的元件。4、问一般指发生故障时,有无异常现象。如有无发生过冒烟或有焦味、有无因运输或搬动造成的人为故障等现象。通过问可掌握维修思路的第一步,也减少了动手的盲目性,少走弯路,来排除故障。因本人维修多年不知不觉的养成一种习惯,就是在排队故障后,盖机壳前再次问用户,发生故障前有无其它不良的故障现象。(特别是使用多年的机器往往出现时好时坏的故障)免得造成二次返工,不仅费时费力,而且还影

40、响到用户使用。维修实践证明,显示器正常工作的开机瞬间会有多种正常现象。如在开机时指示灯由黄色变为绿色应视为有规律的正常变换、再如行扫描工作时会有轻微的吱的一声、屏幕上有高压感应等种种迹象,都可以用我们的感官诊断来判断故障部位。、替换法替换法,顾名思义,就是指用好的元件代替所怀疑的元器件。若故障能消除,说明怀疑是正确的,否则便是失误(除非其它元件同时存在同样的故障的可能性),应进一步检查、判断。用替换法有以下好处,可检查显示器的所有元件的好坏,而且结果一般准确、快捷。而且较适合于难以判断是否失效的元件,如电容、集成电路及晶体管等元件。此外对于不需拆下的元件,替换条件以不很方便的情况下,可采用特殊

41、的替换方法,如怀疑某个电阻断路就可用同一规格、质量好的电阻直接并联在元件的两端进行替换。如此检修,速度极快、效率高,值得提倡。替换法看似简单,人人都会,其实不然。这里面也有不少不容忽视的地方需要自己掌握和领悟,其中以集成电路替换最为代表性,是用来判断集成电路是否失效的可靠方法之一。对于其它检修方法久久难以判断的疑难故障,采用替换法往往可以迎刃而解。所以下面以集成电路为例,介绍运用替换法时应注意的步骤。1、必须保证替换件是良好的。若替换件本身不良,替换本身也就没有意义了。对于没有把握替换的集成电路是好的,建议平时将集成电路换入正常的显示器试试,以确定其好坏,试验方法应尽量简化,不提倡多次焊接,若

42、有IC座可焊接上去,这样不仅方便拆卸,而且可避免损坏集成电路。另外,还可多备几个同型号的集成电路,若更换一集成电路后仍是同样问题,也不妨再试一个,一般不会遇到二块同时损坏的。若在没有IC座的情况下,要试换多个集成电路。为不使电路板烫坏可用细的导线将集成电路与电路板连接,这样不至于因多次焊接损坏电路板。替换集成电路的型号应与原用集成电路相同,也可用能与原集成电路直接代换而型号不同的集成块。但要防止水货。值得注意的是有些显示器所用的集成电路,区别仅在末尾代号的一两个字符上,往往就不能代换,因此在代换前一定要多查些有关资料,要做到万无一失,不能有半点差异。2、有采用替换法之前,应尽可能的用其它较简单

43、的检查方法对集成电路的好坏做出判断。不要轻易拆焊,特别是大规模集成电路,因为毕竟是一件麻烦的事,还易烫坏电路板,只有用别的方法难以作出确切判断的,并自认为有充分的理由怀疑集成电路已坏的情况下,才试用替换法。在焊拆集成电路时不能操之过急,更不可乱拔插其引脚。在拆卸过程中一般用电烙铁(最好是衡温烙铁)和吸锡器。在没有专用工具的情况下,可用电烙铁将引脚锡熔化立即用医用针头将锡套开,当逐个将引脚套开后用镊子将集成电路取出,当然还有其它方法,这里就不一一介绍了。其目的是,将集成电路从电路板上取下的条件下,尽可能的将电路板的损坏程度降到最小。除集成电路外、其它元件的替换都十分方便,通常只有用好的元件代替所

44、怀疑的元件,在这里再说一种特殊的代换法,就是用怀疑的坏的元件代替到好机上,看正常机是否能正常工作,来反故障范围缩小,确定故障点。这种方法通常只在检查少数疑难杂症时才采用。例如:在检查分析后怀疑某个元件有问题,但以无精确的仪器来测量其好坏,这时可将怀疑的元件装到好机上去试,从而判断被怀疑的元件是否是损坏的。因此种检查方法需具备相同或能代换的电路,替换起来也比较麻烦,一般兴在排除软故障或疑难问题时采用这种方法。三、万用表测量法显示器的电路有故障时,其相应的电路部位必然会出现反常现象,并且总是在电阻、电压、电流的变化量反应出来。其特点是灵活方便。可对怀疑的坏件逐一检查。下面介绍其检修方法。1、电阻检

45、测法就是利用万用表的电阻档测量电路中的一些可疑元件、可疑点以及集成电路各引脚对地的电阻。对所测的数值与正常值作比较,可迅速断定元件是否损坏、变质,是否存在开路和短路,是否有晶体管被击穿等。该方法对检修开路或短路性故障和确定故障元件最有实效。为了确保检修的安全可靠性,在进行电阻测量前对各在滤波电容进行放电,防止大电容储电烧坏万用表。电阻检测法一般采用正向电阻测试和反向电阻测试两种方式相结合来进行测量。反向电阻即用黑表笔接地,用红表笔测量的结果。正向电阻就是用红表笔接地,用黑表笔测量的结果。在维修过程中还经常会用到在线电阻测量法和脱焊电阻测量法。在线电阻测量法,就是在电路板上测量元件的阻值,由于被

46、测元件接要电路板上,所测的数值是受到其它串、并联支路的影响,因此测量结果应予分析考虑。脱焊电阻测量法在维修过程中经常用到,其方法简单、快捷。就是将元件的一端或整个元件脱焊下来,再进行电阻测量的一种方法。为了减少测量误差,测量时万用表应选用合适的档位。对于一些关键部位的阻值要采用正、反相表笔结合测量,以提高判断故障的准确性。总之,使用在线电阻测量法时,应根据线路选择适当的测量方法,要随机应变,必要时还得采用脱焊电阻测量法。只有两种方法配合使用,相辅相成,才能发挥电阻检查法的优点,获得正确的结果。2、电压测量法电压检测法是用万用表通过测电路或电路中元器件的工作电压并与正常值进行比较来判断故障部位或

47、故障元件的一种方法。一般来说电压相差明显或电压波动较大的部位,就是故障所在部位。电压测量法,一般有两种。一种是静态电压检测法,是显示器不输入信号的情况下测得的结果。另一种是动态电压测量法,是显示器接入信号时所测得的电压值。电压检测法一般是检测关键点的电压值。根据关键点的电压情况,来缩小故障范围,快速找出故障元件。如在检修一台无光的显示器,一般首先用万用表测+B电压的偏高,还是偏低,是零伏,还是正常。都可根据所测电压值,作出相应的诊断方向。笔者曾维修一台MF1766型彩显,故障现象为无光,当测+B电压时,才十多伏并且表针有轻微摆动,类似问题要么是电源电路本身问题,要么就是负载过重引起保护,当检测

48、到视放电压时,正常应为80V,面测出为0V,怀疑是负载短路引起保护,将80V负载脱开,开机测量,+B正常,80V也正常,断定是负载问题,迅速找出故障元件。如+B为电压为0V,故障现象为指示灯亮,不能开机。笔者将+B的负载断开接一220V60W灯泡作假负载,再开机测时+B正常,并迅速查至负载电路,直接排除故障。再如+B电压正常,首先看行电路有无工作,若行电路正常,再测有无灯丝、视放。三、电流检测法电流检测法有两种,一种是直接测量,另一种是间接测量。直接测量就是将万用表的相应电流档直接串入电路中的一种测量方法。间接测量法是通过测量电路中某一电阻上的电压降来间接估算出来的电流值。此种方法的优点是无需

49、串入电路中,而测量电流的大小也不受万用表的量程限制,使用起来也很方便。四、盲焊法在实际维修过程中,往往会遇到由于虚焊导至显示器不能正常工作的情况。因现在生产的电路板均为锡炉焊接,其焊点较薄,比较容易产生此问题。特别是用了多年的老机器更易产生虚焊。可真正找到虚焊点不一定是一件容易事,有的可能花上几天的时间都难以排除,特别是在用户家维修还易使用户感到不满。此时不防试一下盲焊法,可对怀疑的虚焊点逐一焊一遍。由于这种方法带有一定的盲目性,因此称它为盲焊法。五、局部升温、冷却法现在彩色显示器的多数元件工作在高电压、大电流的工作状态,各元件工作对温度要求较高,因此冷机和热机也是有所不同的,而温度变化是通过

50、元器件的工作状态表现出来的,尤其是一些高温参数比较差的元件则更加明显。根据这一特性,在检修过程中可用局部升温、降温被怀疑的元器件,让故障充分暴露出来。确定故障元件,来排除故障部位。本方法对于因环境温度或局部温度升高而导致的延时性软故障,以及检测热稳定性差的元件穿透电流大的晶体管、电容等有显著效果。如有些机器在刚开机时是正常的,工作一段时间后,又旧剧重演。这时我们用电烙铁或专用电吹风适当加热某一元器件,如果故障出现,说明故障源就是该元件;也可以当机器工作一段时间出现故障时,用棉花蘸无水酒精对被怀疑的元件进行降温,看故障是否消失,若故障能消失,则故障源就是该元件。采用升温或降温时要注意温度变化不要

51、超过元件所允许的范围,不能升温过高或降温过低,否则会损坏元器件。六、分段切割法分段切割法,就是在检修过程中,通过拨掉部分转插或断开某一电路,有的也可甩掉某一电路或某些元器件来缩小故障范围,最后把故障元件找出来。一般对于大电流短路的故障,采用切割法效果最为显著。如开机烧行管问题,可首先将+B电压断开接一假负载。其目的是将负载断开,看故障部位是出在电源电路还是行电路,这是最为常用的一种电路切割法。再如一台无80V视放电压的机器,其真实故障为视放电路一电容短路导至电源电路保护,行无法工作。笔者也是采用过这种方法,将P904插座拔开后,行电路工作,高压正常。无疑是视放板上的问题,缩小故障范围,直到查出

52、坏的元器件,排除故障。CPU接口芯片GT-48330在网管交换机中的应用摘要:简要介绍了网管交换机的设计实现,着重介绍了低功耗CPU接口芯片GT-48330的特点、接口、工作原理以及在网管交换机中的电路设计和软件实现,并对拥塞控制进行了分析。关键词:网管交换机;GT-48330;软硬件设计;拥塞控制1引言交换机是局域网最重要的网络连通设备,局域网的管理大多会涉及交换机的管理。交换机分为可网管交换机和不可网管交换机,这两种交换机的区别主要在是否能被管理。这里的管理是指通过管理端口执行监控交换机端口状态、划分VLAN、设置Trunk等操作,可以被管理的交换机就是网管交换机。网管交换机可以通过串口、

53、Web(网络浏览器)和网管软件来管理。网管交换机的内部大致结构如图1所示。1曲冷片宅期仃屈1网幣左社机站撕示竜其工作原理:端口进来的数据包先到交换芯片,交换芯片判定是否是管理包,若不是则通过其他端口转发出去;若是,则传送给接口芯片,由接口芯片传给CPU进行处理。同时,一些由CPU产生的管理包要通过接口芯片传给交换芯片,用来控制交换芯片,或者通过端口发送出去。总地来说,接口芯片主要起到了CPU和交换机芯片间的桥梁作用。接口芯片和CPU之间通常是通过PCI总线或一般的数据/地址总线相连的,和交换芯片间的接口形式主要看交换芯片的接口,不同厂家的交换芯片具有不同的接口。本文主要讨论如何使用低功耗的接口

54、芯片GT-48330来实现对具有G.Link接口的交换芯片的控制和管理。2芯片介绍GT-48330是美国Marvell公司的低功耗G.Link和CPU的接口芯片。他在8/16bCPU总线和Marvell公司的具有G.Link接口的交换芯片的G.Link总线之间提供了一个硬件接口。他支持多种嵌入式CPU和微处理器,如80C186,8051,MotorolaColdfire,Inteli960等,CPU可以直接通过他实现对交换芯片的管理。GT-48330作为低价的G.Link到CPU的接口芯片,代替了在高端管理系统的PCI接口芯片。他可以与多种不同的CPU和微控制器相连接,其CPU的接口数据宽度为

55、8/16b,具有片内包缓冲器,能够在片内缓存整个完整长度的包,CPU能够通过简单的读写操作进入包缓存器。具有中断控制器,能够接收来自交换芯片产生的中断并可以对本地的CPU或微控制器产生中断。提供屏蔽和触发寄存器。采用3.3V的核心电压,功耗较低。G.Link口的时钟可达2.1接口说明(1)和交换芯片间的接口GT-48330提供了16根发送数据线GTXD15:0,16根的接收数据线GRXD15:0,用来和交换芯片进行数据传输;一根发送命令线GTXCMD,他只在第一个时钟周期为高,表示传输线上为命令类型,其他的周期将为低电平,表示传输线上为数据;一根接收命令线GRXCMD;一根G.Link时钟输入

56、线GTXCLK;一根发送数据的参考时钟线GTXOCLK;一根接收数据的参考时钟线GRXCLK,需由外部的时钟来提供。一根用于说明其G.Link口是否连接的GUNCC线。(2)和CPU间的接口GT-48330的CPU接口提供了16b的数据线AD15:0,用于与CPU的数据线相接;12b数据线Add11:0,用于与CPU的地址线相接;一根片选线CS;读、写信号线RD与WR各一根;一根工作模式选择线Endian,用以设置其输出的数据高低字节是否交换;一根地址锁存信号线ALE;根数据返回有效线DTACK;根中断线INT,用来和CPU的中断管脚相接;一根DTACK模式选择线DTACKMODE,用以确定何

57、时DTACK有效;一根配置线MB,用来决定数据、地址线是否复用;一根模式选择线ASM,用以选择异步或同步模式;一根时钟线CLK,为GT-48330提供CPU接口的参考时钟;一根复位线RST,用以复位GT-483302.2工作原理GT-48330作为CPU和G.Link接口的交换芯片间的桥梁,主要的工作就是将数据从交换芯片转给CPU,这对GT-48330来讲是一个接收过程;并将CPU发过来的数据转给交换芯片,这对GT-48330来讲是一个发送过程。2.2.1GT-48330的接收GT-48330接收的数据分为4种:由交换芯片送过来的数据包、由交换芯片送过来的新地址消息(一个数据包只要通过交换芯片

58、,包中的源地址信息就会被交换芯片记录并传送)、由交换芯片送过来的中断消息和CPU要从交换芯片中读取的消息。(1)接收数据包过程在GT-48330中存在2kB的缓冲区(Buffer)用于接收来自交换芯片的包。由交换芯片产生的包发送结束消息(EOP)存在0 x9E40 x9EF中,当GT-48330接收到包,并监测到EOP后,他将发送相应的中断给CPU,CPU从Interrput-cause寄存器中可以获得中断的原因,这样CPU就可以从Buffer中读取包。当Buffer满时,如果GT-48330还没有完成对先前包的处理,又有新的包到来,此时将会产生G.Link口的拥塞。GT-48330可以设置D

59、isablePacketBlocking(DPB)bit来防止拥塞,当设为0时,GT-48330将通过发流控消息来防止G.Link口的拥塞;当设为1时,GT-48330将通过拒绝这些包来防止拥塞,此时所有的包将被忽略。(2)接收新地址消息的过程GT-48330中存在一个专用的新地址队列(NAQ),共可以存储16个条目,对应的存储地址为0 x8000 x80F。当有新的地址到来时,GT-48330将发送一个中断给CPU,这样CPU就可以到0 x8000 x80F中提取新的地址消息,同时将Interrput-causeO寄存器清零;如果GT-48330还有新的地址,将会把新的地址消息放入到0 x8

60、000 x80F中,并再次发出中断。对于新地址队列溢出的情况,GT-48330可以通过忽略或发流控消息来处理。这可以通过设置GT48330的EnableregisterVDNABbit来实现,而CPU可以通过监测NAQOF中断来获得。如果VDNABbit设置为1时,当NA_Q满时,GT-48330将忽略到来的新地址消息;如果为0时,当NAQ满时则发流控信息,通知交换芯片,暂缓发送。(4)上PU要从交换芯片中读取消息的过程CPU发送消息给交换芯片,表示要获取数据(例如一些端口状态信息)。此时,交换芯片会发送Blockwrite消息给CPU,在GT-48330中有一个专用的32B的Buffer用于

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