嵌入式(硬件):06---硬件时序分析

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一、时序分析的概念

  • 驱动工程师一般不需要分析硬件的时序,但是鉴于许多企业内驱动工程师还需要承担电路板调试的任 务,因此,掌握时序分析的方法也就比较必要了。
  • 对驱动工程师或硬件工程师而言,时序分析的意思是让芯片之间的访问满足芯片数据手册中时序图信 号有效的先后顺序、采样建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的要求,在电路板工作不正常 的时候,准确地定位时序方面的问题
  • 建立时间是指在触发器的时钟信号边沿到来以前,数据已经保持稳定不变的时间,如果建立时间不 够,数据将不能在这个时钟边沿被打入触发器;保持时间是指在触发器的时钟信号边沿到来以后,数据还 需稳定不变的时间,如果保持时间不够,数据同样不能被打入触发器。如下图所示,数据稳定传输必须满足建立时间和保持时间的要求,当然,在一些情况下,建立时间和保持时间的值可以为零

二、典型的硬件时序

  • 最典型的硬件时序是SRAM的读写时序,在读/写过程中涉及的信号包括地址、数据、片选、读/写、 字节使能和就绪/忙。对于一个16位、32位(甚至64位)的SRAM,字节使能表明哪些字节被读写
  • 下图给出了SRAM的读时序,写时序与此相似。首先,地址总线上输出要读(写)的地址,然后发 出SRAM片选信号,接着输出读(写)信号,之后读(写)信号要经历数个等待周期。当SRAM读(写) 速度比较慢时,等待周期可以由MCU的相应寄存器设置,也可以通过设备就绪/忙(如图2.27中的nWait) 向CPU报告,这样,读写过程中会自动添加等待周期

  • NOR Flash和许多外设控制芯片都使用了类似SRAM的访问时序,因此,牢固掌握这个时序意义重 大。一般,在芯片数据手册给出的时序图中,会给出图中各段时间的含义和要求,真实的电路板必须满足 芯片数据手册中描述的建立时间和保持时间的最小要求

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