运用SPECCTRAQuest实现高速图像处理电路设计

电子设计应用2004年第9期

摘    要：本文介绍了以TMS320C6701为核心的高速处理电路的PCB设计。通过利用Cadence的SPECCTRAQuest软件对关键信号进行仿真，确定了其拓扑结构，保证了信号的完整性，同时缩短了产品的开发周期，减少了开发成本。
关键词：SPECCTRAQuest；信号仿真；信号完整性；TMS320C6701

引言
随着半导体工艺的迅猛发展，高速电路设计成为设计电路时必须要解决的问题。而高速设计所面临的信号完整性问题(包括信号过冲和下冲，信号振铃回绕，信号延迟，信号串扰，接地反弹等)就成为利用传统设计方法进行设计的一个瓶颈。设计人员借助EDA软件对信号完整性进行分析，可精确预测并消除这些问题。

应用开发背景
本文中设计的高速图像处理电路是图像处理系统中的主要信息处理运算模块。高速处理器需要对图像进行高速、实时的处理，是捕获/跟踪算法运行的平台。它是一个以浮点DSP芯片为核心的处理器子系统，选用TMS320C6701为主处理芯片。由于DSP的时钟频率高达160MHz，并且与它相连的SDRAM的频率也要到80MHz，因此，必须解决由于频率过高所带来的信号完整性问题以及电磁兼容性问题。Cadence软件作为众多EDA工具中的佼佼者，为高性能互连设计提供了一个完整的解决方案。该工具涉及仿真模型验证，拓扑分析，约束条件的产生，PCB布线等多个硬件设计环节。用户可以在布线前利用Cadence的高速仿真工具SPECCTRAQuest对关键的拓扑结构进行预仿真，依据仿真结果更改原理图设计。根据所得到的较好的仿真结果，建立一套满足性能指标的物理设计规则。将这些规则从SPECCTRAQuest中导入到SPECCTRA自动布线工具中，并通过它们限制PCB进行自动布线。布线后再进行后仿真，进一步验证布线的合理性。这样才能保证关键信号的信号完整性，保证制板的一次性成功。

主要应用和研究内容
高速图像处理电路所完成的功能
本文中设计的高速图像处理电路用于对成像器传送来的图像进行处理，完成对图像中目标的自动跟踪，并且要保证图像处理的实时性。
该信号处理器所要处理的图像大小为256