HDMI的前世今生

一、初始阶段（1960-1970）1960年代末：嵌入式系统的概念开始形成，最初用于专业的军事和航天应用，例如用于导弹控制的计算机系统。微处理器的诞生：1971年，英特尔推出了4004芯片，这是世界上第一个商用微处理器。它的出现标志着嵌入式系统发展的一个里程碑，使得更小型、成本更低的电子设备设计成为可能。二、发展阶段（1980年代）个人计算机（PC）的普及：

HDMI是一款采用差分信号的数字接口，设计用于数字视频和音频。该接口广泛用于音频-视频市场。HDMI 2.1是HDMI 2.0的扩展，支持的速度是HDMI 2.0的两倍。

竞争冒险：在组合电路中，当逻辑门有两个互补输入信号同时向相反状态变化时，输出端可能产生过渡干扰脉冲的现象，称为竞争冒险。那么 FPGA 产生竞争冒险的原因是什么呢？ 信号在 FPGA 器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。 延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关 同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响 信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间 。由于以上存在的因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为毛刺 。如果一个组合逻辑电路中有毛刺出现，就说明该电路存在冒险 。与分立元件不同，由于 PLD 内部不存在寄生电容电感，这些毛刺将被完整的保留并向下一级传递，因此毛刺现象在 PLD 、 FPGA 设计中尤为突出 。 毛刺的累加 将会影响整个设计的可靠性和精确性 。因此判断逻辑电路中是否存在冒险以及如何避免冒险是 FPGA 设计人员必须要考虑的问题。 接下来我们就要考虑如何消除冒险 ，消除冒险的方式有一下几种： 1、利用冗余项消除毛刺 函数式和真值表所描述的是静态逻辑，而竞争则是从一种 稳态到另一种稳态的过程。因此竞争是动态过程，它发生在输入变量变化时。此时，修改卡诺图，增加多余项，在卡诺图的两圆相切处增加一个圆，可以消除逻辑冒险。但该法对于计数器型产生的毛刺是无法消除的。 2、采用格雷码 我们可以通过改变设计，破坏毛刺产生的条件，来减少毛刺的发生。例如，在数字电路设计中，常常采用格雷码计数器取代普通的二进制计数器，这是因为格雷码计数器的输出每次只有一位跳变 消除了竞争冒险的发生条件，避免了毛刺的产生。 3、采样法 由于冒险出现在变量发生变化的时刻，如果待信号稳定之后加入取样脉冲，那么就只有在取样脉冲作用期间输出的信号才能有效。这样可以避免产生的毛刺影响输出波形。 一般说来，冒险出现在信号发生电平转换的时刻，也就是说在输出信号的建立时间内会发生冒险，而在输出信号 的保持时间内是不会有毛刺信号出现的。如果在输出信号的保持时间内对其进行采样，就可以消除毛刺信号的影响。 4、吸收法 增加输出滤波，在输出端接上小电容Ｃ可以滤除毛刺 。但输出波形的前后沿将变坏，在对波形要求较严格时，应再加整形电路，该方法不宜在中间级使用。 5、延迟办法 因为毛刺最终是由于延迟造成的，所以可以找出产生延迟的支路。对于相对延迟小的支路，加上毛刺宽度 的延迟可以消除毛刺。 还可以用高频时钟来驱动一移位寄存器，待延时信号作数据输入，按所需延时正确设置移位寄存器的级数 ，移位寄存器的输出即为延时后的信号。 当然最好的就是，在设计之初，就对竞争冒险进行规避，具体规避方法有： 1、在设计中每一个模块中只用一个时钟，避免使用多时钟设计，同时避免使用主时钟分频后的二次时钟作为时序器件的时钟输入， 因为时钟偏斜会比较大 。 2、设计译码逻辑电路时必须十分小心，因为译码器和比较器本身会产生尖峰，容易产生毛刺，把译码器或比较器的输出直接连到时钟输入端或异步清除端，会造成严重的后果。 3、在设计中 应该尽量避免隐含 RS 触发器的出现。一般要控制输出被直接反馈到输入端，采用反馈环路会出现隐含 RS 触发器，其对输入尖峰和假信号很敏感，输入端有任何变化都有可能使输出值立刻改变，此时易造成毛刺的产生，导致时序的严重混乱。 4、在设计电路时 要用寄存器和触发器设计电路，尽量不要用锁存器，因它对输入信号的毛刺太敏感。如果坚持用锁存器设计必须保证输入信号绝对没有毛刺，且满足保持时间。 5、在设计中充分利用资源 ，因为 大部分 FPGA 器件都为时钟、复位、预置等信号提供特殊的全局布线资源，要充分利用这些资源。 6、在设计中 不论是控制信号还是地址总线信号、数据总线信号，都要采用另外的寄存器，以使内部歪斜的数据变成同步数据。 7、在设计中 应该尽 量避免使用延迟线，因它对工艺过程的变化极为敏感，会大大降低电路的稳定性和可靠性，并将为测试带来麻烦。 8、在设计中 对所有模块的输入时钟、输入信号、输出信号都用Ｄ触发器或寄存器进行同步处理，即输出信号直接来自触发器或寄存器的输出端。这样可以消除尖峰和毛刺信号。

机器人主要是用于代替人工作的，首先它是一个机器。对于传统的机器，被使用者设计制造出来后，它的工作步骤、路径都是确定的。机器的设计也是根据它所应用的工作而进行的。