一、基于SBUS总线输出的模数转换系统设计 文献综述
- 国内外研究现状
国外：
近年来，随着计算机和微电子技术的高速发展，使系统级芯片成为当前CMOS技术的发展潮流，明显特征就是数字信号处理（DSP）技术已经广泛地应用于军事、民用领域的各个方面。数字技术也借此机会得到了飞速发展，各技术领域的数字化程度不断加深。虽然目前在信号传输和信号处理领域，大多采用数字系统进行信号处理。但是我们生活的自然界却是一个联系的模拟环境，来自于自然界的信号及我们感知外界的方式都是模拟的，并不能用数字信号1和0的简单积累来等同，处理后的数字信号往往还要再转换为模拟信号，以实现系统对外界的控制。因此在模拟世界和数字世界之间必然存在转换装置。模数转换系统（ADC）就是连接模拟和数字世界的接口电路，他也影响着数字信号处理技术的应用和推广。同时，作为IC设计主流的CMOS技术的不断发展在带来更加优秀的速度、功耗和成本优势的同时，也将模数转换系统的发展推到了设计的重要位置。随着高速信号处理应用的需求不断增加。ADC也必须向着高速度、高精度方向发展，以此满足高分辨率图像、无线通信等领域的要求。
与此同时，根据国际电工委员会(IEC)和美国仪表协会(ISA)的定义,现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信口。目前国际上现场总线处于群雄并起,百家争鸣的阶段。各家公司和各组织开发了许多种用于工业现场仪表和控制室之间的数字通信协议。现在有一定市场的总线约有四十几种。1999年底制定的IEC6llss现场总线国际标准,由于各方面的原因,包含了FF,Proifbus,ControlNet,P-Net,Interbrus等在内的8种类型现场总线，没有实现其“制定单一现场总线”的目标。这些总线标准根据各自的市场定位,在协议的复杂程度,报文长度,通信速率,容错性,总线的访问仲裁等方面有比较大的差距。有些协议基本上是瞄准同一应用市场的,如Porifbus-PA一队,FF,WolrdIFP。其中有些总线协议是某公司的专利,如Lonworks;而有些是开放性的协议,如FF,PET等。每种现场总线都有其自身技术特点,并形成其特定的应用领域,未来能占有市场的总线将集中在少数有竞争力的总线上。在本领域内,各种总线都极力扩大自己的市场份额和影响力,因此市场上的总线之争将会越来越激烈。多标准实际上就是没有标准,回顾控制领域内有关制订控制信号到国际标准的历史。30年代出现的气动仪表其国际标准信号到最终定为0.2~1.0kgf/cmsup2;;而60年代出现的电动单元组合仪表,当时的信号制颇为混乱,有0~10mA,O~2OmA,4~2OmA,5~25mAhellip;hellip;,但到了1975年就定为4~20mA。这样凡符合国际标准信号制的产品都可以互操作,使用何等方便。有了国际标准,这二类仪表当时都得到了很快、很大的发展,这对推动工业生产力的发展起到了十分积极的作用反观现在的现场总线,标准如此之多,诚然当前的现场总线没有一个能覆盖所有的应用面,但是有些协议基本上是瞄准同一应用市场的,同一个领域存在着一对以上的竞争对手,这就使用户无从捉摸,难以选择,使得设备制造商没有标准可遵循,这违背了制定现场总线标准的初衷,也不利于推动生产力的发展。
国内：
在这个多总线技术竞争的大潮流下,中国必定会卷入其中,中国目前面临的情况是:各路总线进军中国市场,谋求在中国市场上占一席之地。我国民族工控产品如PLC、DCS长期落后于国外,根本原因是国外少数几家大公司为保证其垄断经营的地位对其工控产品采用封闭式结构,我国对其关键核心技术只有通过引进消化后方可掌握,因此贻误了市场时机而总是落后于人家,受制于人。在模数转换的方面，由于各种原因，国内的ADC发展较晚，研究水平相对落后，并且主要集中在全并行，积分型、逐次逼近型等低精度高速或者低速高精度的结构上，高速高精度的ADC研究尚不多见。这严重限制了我国在集成电路设计尤其是系统集成方面的发展。
研究主要成果
中国目前SBus主要用于SPARC工作站系统中,各方面的产品丰富,涉及图形图像显示.网络及其它通讯接口、语音视频处理等应用。uSn公司非常鼓励第三厂家进行的SB、LS开发、并为他们提供技术上的支持。世界各计算机厂家开发的众多产品丰富了SPARCA工作站的市场,同时也有力地推动了SPARC工作站的发展。随着SPARC工作站性能的日益提高,应用范围的扩大,SBuS产品必将得到越来越快的发展
同时，随着更先进的CMOS工艺不断应用于数字电路，精度越来越高的高速模数转换器（ADC）广泛应用于数字视频和通讯系统中，除了需要满足精度和速度的要求之外，也希望ADC的功耗尽可能低，芯片面积尽可能小。国外的ADC发展的方向主要为：高速、低功耗、单片化、单电源低电压、CMOS工艺。在高性能方面：采用新型电路结构以及先进的制造技术。使得精度和分辨率进一步提高，如ADI公司的单片流水线ADC-AD9042（12位，41MSPS），AD9420（14位、10MSPS）。Flash单片ADC的性能也同样进一步提高，如SPT公司的SPT7755（8位、750MSPS），SPT7766（8位、1GSPS）。在单电源、低功耗、低电压方面：采用CMOS、XFCB等先进工艺，低工作电压（3V/5V）以及电源休眠工作方式，解决了低电压、低功耗同高性能之间长期存在的矛盾，在同等性能条件下，功耗低至mW量级。这对航空及便携式产品非常重要。单一CMOS工艺方面：尝试从复杂、昂贵的专业工艺转向主流的CMOS工艺，同一种工艺同时生产ADC和相关的数字电路。处理混合信号方面：将ADC、DAC集成于同一芯片上，可同时处理模拟、数字信号，增强了芯片功能，减少了芯片外围电路，使用起来更加方便。
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