運用SPECCTRAQuest實現高速圖像處理電路設計

電子設計應用2004年第9期

摘    要：本文介紹了以TMS320C6701為核心的高速處理電路的PCB設計。通過利用Cadence的SPECCTRAQuest軟件對關鍵信號進行仿真，確定了其拓撲結構，保證了信號的完整性，同時縮短了產品的開發周期，減少了開發成本。
關鍵詞：SPECCTRAQuest；信號仿真；信號完整性；TMS320C6701

引言
隨著半導體工藝的迅猛發展，高速電路設計成為設計電路時必須要解決的問題。而高速設計所面臨的信號完整性問題(包括信號過沖和下沖，信號振鈴回繞，信號延遲，信號串擾，接地反彈等)就成為利用傳統設計方法進行設計的一個瓶頸。設計人員借助EDA軟件對信號完整性進行分析，可精確預測并消除這些問題。

應用開發背景
本文中設計的高速圖像處理電路是圖像處理系統中的主要信息處理運算模塊。高速處理器需要對圖像進行高速、實時的處理，是捕獲/跟蹤算法運行的平臺。它是一個以浮點DSP芯片為核心的處理器子系統，選用TMS320C6701為主處理芯片。由于DSP的時鐘頻率高達160MHz，并且與它相連的SDRAM的頻率也要到80MHz，因此，必須解決由于頻率過高所帶來的信號完整性問題以及電磁兼容性問題。Cadence軟件作為眾多EDA工具中的佼佼者，為高性能互連設計提供了一個完整的解決方案。該工具涉及仿真模型驗證，拓撲分析，約束條件的產生，PCB布線等多個硬件設計環節。用戶可以在布線前利用Cadence的高速仿真工具SPECCTRAQuest對關鍵的拓撲結構進行預仿真，依據仿真結果更改原理圖設計。根據所得到的較好的仿真結果，建立一套滿足性能指標的物理設計規則。將這些規則從SPECCTRAQuest中導入到SPECCTRA自動布線工具中，并通過它們限制PCB進行自動布線。布線后再進行后仿真，進一步驗證布線的合理性。這樣才能保證關鍵信號的信號完整性，保證制板的一次性成功。

主要應用和研究內容
高速圖像處理電路所完成的功能
本文中設計的高速圖像處理電路用于對成像器傳送來的圖像進行處理，完成對圖像中目標的自動跟蹤，并且要保證圖像處理的實時性。
該信號處理器所要處理的圖像大小為256