时序控制

时序控制

计算机的工作过程是执行指令的过程。一条指令的读取和执行过程常常需分成读取指令、读取源操作数、读取目的操作数、运算、存放结果等步骤。这就需要一种时间划分的信号标志，如周期、节拍等。同一条指令，在不同时间发送不同的微操作命令，做不同的事，其依据之一就是不同的周期、节拍信号。CPU的许多操作都需要严格的定时控制，比如在规定的时刻将已经稳定的运算结果打入某个寄存器，这就需要定时控制的同步脉冲。计算机系统中产生周期节拍、脉冲等时序信号的部件称为时序发生器。对于时序发生器及时序的概念在前面第二章有专门的叙述。下面着重叙述时序控制方式、多级时序的建立和典型的指令周期。 一、 时序的概念

计算机的时间控制称为时序。指令系统中每条指令的操作均由一个微操作序列完成，这些微操作是在微操作控制信号控制下执行的。即指令的执行过程是按时间顺序进行的，也即计算机的工作过程都是按时间顺序进行的。

时序控制方式分为同步控制和异步控制两大类。 （一） 同步控制 （1） 时间分配

同步控制的基本特征是将操作时间划分为许多时钟周期，周期长度固定，每个时钟周期完成一步操作。CPU则按照统一的时钟周期来安

排严格的指令执行时间表。各项操作应在规定的时钟周期内完成，一个周期开始，

第３５卷（２００７）第３期计算机与数字工程

１５ｌ

中、小尺寸ＴＦＴ—ＬＣＤ系统时序控制模块的设计＋

张璩刘政林邹雪城郭旭

（华中科技大学电子科学与技术系武汉４３００７４）

摘要说明时序控制模块和ＬｃＤ系统中其它子模块之间的关系，对时序控制模块所要解决的时序问题进行分析。在分析问题的基础上提出一种适用于中、小尺寸液晶显示系统时序控制模块的实现结构。对时序控制模块进行功能验证，给出ＦＰＧＡ逻辑功能验证结果，证明设计可行。

关键词

时序控制器液晶显示ＦＰＧＡ验证

中图分类号ＴＰ２７３＋．５

１

引言

ＬＣＤ技术已成为平板显示的主流技术，其中，

块和ＬＣＤ面板模块。实际应用中液晶面板又分两种，传统面板和智慧整合型面板，结构如图ｌ所示。

中、小尺寸液晶产品成为开发的主流。中、小型ＬＣＤ的应用将更加广泛¨，２’３。。

应用于中、小尺寸液晶显示的主要技术有：

（１）ＳＴＮ—ＬＣＤ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ，超扭转向歹ｑ

式液晶）；（２）ＴＦｒ—ＬｃＤ（Ｔｈｉｎ

Ｆｉｌｍ

Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，薄膜

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

图１

ＴＦＴ—ＬＣＤ

ＴＦＴｒ—ＬＣＤ系统结构框图

晶体管液晶显示器）；（３）ＬＴＰＳ（Ｌ０ｗ

Ｐｏｌｙ

ｓｉｌｉｃｏｎ，低温多晶硅）等三种。而其中技术最由于Ｔ

静态时序分析（Static Timing Analysis）技术是一种穷尽分析方法，用以衡量电路性能。

它提取整个电路的所有时序路径，通过计算信号沿在路径上的延迟找出违背时序约束的错误，主要是检查建立时间和保持时间是否满足要求，而它们又分别通过对最大路径延迟和最小路径延迟的分析得到。

静态时序分析的方法不依赖于激励，且可以穷尽所有路径，运行速度很快，占用内存很少。

它完全克服了动态时序验证的缺陷，适合进行超大规模的片上系统电路的验证，可以节省多达20%的设计时间。

PT是Synopsys的sign-off quality的STA工具，是一个单点的全芯片、门级静态时序分析器。

PrimeTime工作在设计的门级层次，并且和Synopsys其它工具整合得很紧密。 基本特点和功能：

建立和保持时间的检查(setup and hold checks) 时钟脉冲宽度的检查

门控时钟检查(clock-gating checks) recovery and removal checks unclocked registers

未约束的时序端点（unconstrained timing endpoints） multiple cl

历史教学中时序观念的培养

何成刚 沈为慧 陈伟壁

时序不仅仅指客观上的时间及其次序，还包括主观上对时间及其次序的表述。所谓“时序观念”是指运用时间及其次序的一种意识，受这种意识支配，在建构历史之间的因果联系，理解历史的延续与变迁时，能自觉地把历史事物置于时间的架构之下。（概念的界定）

中学历史教学中，培养学生的时序观念是一项非常重要的基础性任务，中外各国概莫能外。

1之所以如此高度一致，这与历史及历史学的内在特点分不开。“历史本身是一个时间的序列”，

“一切历史事物都是在时间长河里产生、发展、灭亡的，时间可以从纵的方面反映出历史事物的前后顺序及其演变交替的因果关系，因此，时间是构成历史的基本要素，而时序是唯一能够将一切历史事物贯穿起来的线索。以时序为基础，才容易理解历史发展模式，容易理清历史发展脉络”。从这个角度讲，“时序观念是理解历史、形成历史思维的基础”2。聂幼犁教授认为，“时间或时序不仅是历史的最基本要素之一，也是正确反映、表达客观历史不可或缺的基本坐标”3。由此可见时间观念对于历史学习的价值。

基于此，本文拟围绕“时序观念”这一话题，在已有研究的基础上，继续进行深入的讨论。我们选取了英国的一个“历史时序”教学案例，因为在英国的历史教学中，

前一段时间调试了xilinx的板子上跑代码，自己加IP核，看了它的约束文件，在网上找了一些讲语法的资料，自己整理了一下，我感觉在你了解了语法之后，确实得好好看一下它自己给出的约束，有些我自己没用到，我就没整理了。 1．约束文件的概念

FPGA设计中的约束文件有3类：用户设计文件（.UCF文件）、网表约束文件（.NCF文件）以及物理约束文件（.PCF文件）， 可以完成时序约束、管脚约束以及区域约束。3类约束文件的关系为： 用户在设计输入阶段编写UCF文件，然后UCF文件和设计综合后生成NCF文件，最后再经过实现后生成PCF 文件。 本节主要介绍UCF文件的使用方法。

UCF文件是ASC 2码文件，描述了逻辑设计的约束，可以用文本编辑器和Xilinx约束文件编辑器进行编辑。

NCF约束文件的语法和UCF文件相同，二者的区别在于： UCF文件由用户输入，NCF文件由综合工具自动生成，

当二者发生冲突时，以UCF文件为准，这是因为UCF的优先级最高。PCF文件可以分为两个部分：

一部分是映射产生的物理约束，另一部分是用户输入的约束，同样用户约束输入的优先级最高。

一般情况下，用户约束都应在UCF文件中完成，不建议直接修改 NCF文件和PCF文件。 2

前一段时间调试了xilinx的板子上跑代码，自己加IP核，看了它的约束文件，在网上找了一些讲语法的资料，自己整理了一下，我感觉在你了解了语法之后，确实得好好看一下它自己给出的约束，有些我自己没用到，我就没整理了。 1．约束文件的概念

FPGA设计中的约束文件有3类：用户设计文件（.UCF文件）、网表约束文件（.NCF文件）以及物理约束文件（.PCF文件）， 可以完成时序约束、管脚约束以及区域约束。3类约束文件的关系为： 用户在设计输入阶段编写UCF文件，然后UCF文件和设计综合后生成NCF文件，最后再经过实现后生成PCF 文件。 本节主要介绍UCF文件的使用方法。

UCF文件是ASC 2码文件，描述了逻辑设计的约束，可以用文本编辑器和Xilinx约束文件编辑器进行编辑。

NCF约束文件的语法和UCF文件相同，二者的区别在于： UCF文件由用户输入，NCF文件由综合工具自动生成，

当二者发生冲突时，以UCF文件为准，这是因为UCF的优先级最高。PCF文件可以分为两个部分：

一部分是映射产生的物理约束，另一部分是用户输入的约束，同样用户约束输入的优先级最高。

一般情况下，用户约束都应在UCF文件中完成，不建议直接修改 NCF文件和PCF文件。 2

应 用 时 间 序 列 分 析 论 文

时间序列分析

----中国居民民消费价格指数

居民价格消费指数 (Consumer Price Index)，英文缩写为CPI，是根据与居民生活有关的产品及劳务价格统计出来的物价变动指标，通常作为观察通货膨胀水平的重要指标。在经济学上，是反映与居民生活有关的产品及劳务价格的物价变动指标，以百分比变化为表达形式。一般定义超过3％为通货膨胀，超过5％就是比较严重的通货膨胀。

CPI是一个滞后性的数据，但它往往是市场经济活动与政府货币政策的一个重要参考指标。CPI物价指数指标十分重要，而且具有启示性，必须慎重把握，因为有时公布了该指标上升，货币汇率走势向好，有时则相反。因为消费物价指数水平表明消费者的购买能力，也反映经济的景气状况，如果该指数下跌，反映经济衰退，必然对货币汇率走势不利。但如果消费物价指数上升，汇率是否一定有利好呢?不一定，须看消费物价指数\升幅\如何。由此可看，正确的把握居民价格指数是极其重要的。 下表是1985年到2007年中国居民消费价格指数的数据： 年份 1985 1986 1987 1988 198

ISE 时序约束技巧

一般来讲，添加约束的原则为先附加全局约束，再补充局部约束，而且局部约束比较宽松。其目的是在可能的地方尽量放松约束，提高布线成功概率，减少ISE 布局布线时间。典型的全局约束包括周期约束和偏移约束。

在添加全局时序约束时，需要根据时钟频率划分不同的时钟域，添加各自的周期约束；然后对输入输出端口信号添加偏移约束，对片内逻辑添加附加约束。

1．周期约束

周期约束是附加在时钟网路上的基本时序约束，以保证时钟区域内所有同步组件的时序满足要求。在分析时序时，周期约束能自动处理寄存器时钟端的反相问题，如果相邻的同步元件时钟相位相反，则其延迟会被自动限制为周期约束值的一半，这其实相当于降低了时钟周期约束的数值，所以在实际中一般不要同时使用时钟信号的上升沿和下降沿。

硬件设计电路所能工作的最高频率取决于芯片内部元件本身固有的建立保持时间，以及同步元件之间的逻辑和布线延迟。所以电路最高频率由代码和芯片两部分共同决定，相同的程序，在速度等级高的芯片上能达到更高的最高工作频率；同样，在同一芯片内，经过速度优化的代码具有更高的工作频率，在实际中往往取二者的平衡。

在添加时钟周期之前，需要对电路的期望时钟周期有一个合理的估计，这样才不会附加过松或过紧的周期约束

主板维修时序经验。

拿到一块主板，首先要看有无外伤，有无别人修过，有无缺少什么元件，如有，补上缺件，如没有，先用万用表对电源接口的紫色线、红色线、橙色线、黄SE线对地打阻值，一般为300欧以上，有个别主板，橙色线或红黄SE线阻值小一点，可能为200欧左右，在确定不大短路的时候，插上电源，触发开关，开始上电，如能触发，但是不跑卡，要先查几大电路，依次为内存电压，上拉电压，桥的电压，CPU电压，参考电压，查完电路，再查时钟，在主板上，如果没有时钟，不一定是时钟的问题，要先看供电是否正常，如几大电路供电都正常，有可能才是时钟本身电路引起的故障，查完时钟，再查复位，如主板上没有复位，要先查几大电路正常，时钟正常，只有电路正常，时钟正常，复位也有，如果前面都正常，复位都没有，那就是复位电路本身的问题，最后查PG信号。 如果有一主板以开始，主板插上电源，触发开关，主板不触发，在这个时候，在确定主板不大短路的情况下（一定要在不大短路的情况下，否则有大短路强行上电把故障扩大化），可以试着强行上电，强行上电就是短接绿色线和黑色线，也就是不用主板开机原件，如强行上电，可以点亮主板且能正常跑卡，说明这块主板为开机电路故障，开机电路故障，要先查开机排针上上是否由高

数字逻辑电路

第四部分: 时序逻辑电路

实验十二 触发器及其应用

一、实验目的

1、掌握基本RS、JK、T和D触发器的逻辑功能。 2、掌握集成触发器的功能和使用方法。 3、熟悉触发器之间相互转换的方法。

二、实验原理

触发器是能够存储1位二进制码的逻辑电路，它有两个互补输出端，其输出状态不仅与输入有关，而且还与原先的输出状态有关。触发器有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。

1. 基本RS触发器

图13-1为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS触发器具有置“0”、置“1”和保持三种功能。通常称S为置“1”端，因为 S=0时触发器被置“1”；“0”端，因为R=0时触发器被置“0”。当S=R=1R为置时状态保持，当S=R=0时为不定状态，应当避免这种状态。

图12-1 二与非门组成的基