tinyxml

資料推薦內容包括：C/C++，Linux，golang,Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒體，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，協程，DPDK，嵌入式 等。。。后臺私信；資料；兩個字可以免費領取

隨著高速數據傳輸業務需求的增加，如何高質量的解決高速IC芯片間的互連變得越來越重要。低功耗及優異的噪聲性能是有待解決的主要問題。芯片間互連通常有三種接口：PECL (Positive Emitter-Coupled Logic)、LVDS (Low-Voltage Differential Signals)、CML (Current Mode Logic)。在設計高速數字系統時，人們常會遇到不同接口標準芯片間的互連，為解決這一問題，我們首先需要了解每一種接口標準的輸入輸出電路結構，由此可以知道如何進行直流偏置和終端匹配。本文介紹了高速通信系統中PECL、CML和LVDS之間相互連接的幾種方法，并給出了Maxim產品的應用范例。

PECL接口

PECL由ECL標準發展而來，在PECL電路中省去了負電源，較ECL電路更便于使用。PECL信號的擺幅相對ECL要小，這使得該邏輯更適合于高速數據的串行或并行連接。PECL標準最初由Motorola公司提出，經過很長一段時間才在業內推廣開。

2.1 PECL接口輸出結構

PECL電路的輸出結構如圖1所示，包含一個差分對管和一對射隨器。輸出射隨器工作在正電源范圍內，其電流始終存在，這樣有利于提高開關速度。標準的輸出負載是接50電阻至VCC-2V的電平上，如圖1所示，在這種負載條件下，OUT+與OUT-的靜態電平典型值為VCC-1.3V，OUT+與OUT-輸出電流為14mA。PECL結構的輸出阻抗很低，典型值為4-5，這表明它有很強的驅動能力，但當負載與PECL的輸出端之間有一段傳輸線時，低阻抗造成的失配將導致信號時域波形的振鈴現象。

圖1. PECL接口輸出結構

2.2 PECL接口輸入結構

PECL輸入結構如圖2所示，它是一個具有高輸入阻抗的差分對。該差分對共模輸入電壓需偏置到VCC-1.3V，這樣允許的輸入信號電平動態范圍最大。Maxim公司的PECL接口有兩種形式的輸入結構，一種是在芯片上已加有偏置電路，如MAX3885，另一種則需要外加直流偏置，如MAX3867、MAX3675。

圖2. PECL接口輸入結構

表I中給出了Maxim公司PECL接口輸入輸出的具體電氣指標。

表I. PECL輸入和輸出規格

在+5.0V和+3.3V供電系統中，PECL接口均適用，+3.3V供電系統中的PECL常被稱作低壓PECL，簡寫為

圖5. CML輸入電路匹配

表II以MAX3831/MAX3832為例列出了CML器件的輸入輸出技術參數

表II. CML輸入和輸出規格(負載 = 50

至VCC)

注：Maxim不同產品CML輸入靈敏度不同，如MAX3875、MAX3876。

4 LVDS接口

LVDS用于低壓差分信號點到點的傳輸，該方式有三大優點，使其更具有吸引力。A) LVDS傳輸的信號擺幅小，從而功耗低，一般差分線上電流不超過4mA，負載阻抗為100。這一特征使它適合做并行數據傳輸。B) LVDS信號擺幅小，從而使得該結構可以在2.5V的低電壓下工作。C) LVDS輸入單端信號電壓可以從0V到2.4V變化，單端信號擺幅為400mV，這樣允許輸入共模電壓從0.2V到2.2V范圍內變化，也就是說LVDS允許收發兩端地電勢有±1V的落差。

4.1 LVDS接口輸出結構

Maxim公司LVDS輸出結構在低功耗和速度方面做了優化，電路如圖6所示。電路差分輸出阻抗為100，表III列出了其它一些指標。

圖6. LVDS接口輸出結構

4.2 LVDS接口輸入結構

LVDS輸入結構如圖7所示，IN+與IN-輸入差分阻抗為100，為適應共模電壓寬范圍內的變化，輸入級還包括一個自動電平調整電路，該電路將共模電壓調整為一固定值，該電路后面是一個施密特觸發器。施密特觸發器為防止不穩定，設計有一定的滯回特性，施密特后級是差分放大器。

圖7. LVDS接口輸入結構

表III總結了Maxim公司LVDS輸入與輸出技術指標(MAX3831, MAX3821和MAX3890)

表III. LVDS輸入和輸出規格

5 接口互連

5.1 CML到CML的連接

如果接收器與發送器之間采用相同的VCC電源，CML驅動器輸出可以直流耦合到CML接收器輸入，無需額外的元件。如果接收器與發送器采用不同的電源，系統需要用交流

圖11. PECL與PECL之間的交流耦合

R2和R3的選擇應考慮如下幾點：(1) PECL輸入直流偏壓應固定在VCC-1.3V；(2)輸入阻抗應等于傳輸線阻抗；(3)低功耗；(4)外圍器件少。最常用的就是圖11中的兩種。在圖11(a)中，R2和R3的選擇應滿足下面方程組：

求解得到：

圖11(a)的缺陷是：由終端網絡引起的功耗較大。如果系統對于功耗要求較高，可以采用圖11(b)所示電路。這時，我們需要滿足：

解得:

PECL的輸出共模電壓需固定在VCC-1.3V，在選擇直流偏置電阻(R1)時僅需該電阻能夠提供14mA到地的通路，這樣R1=(VCC-1.3V)/14mA。在+3.3V供電時，R1 = 142，+5.0V供電時，R1 = 270。然而這種方式給出的交流負載阻抗低于50，在實際應用中，+3.3V供電時，R1可以從142到200之間選取，+5.0V供電時，R1可以從270 到350之間選取，原則是讓輸出波形達到最佳。

可以通過兩種方式進一步改善PECL的終端匹配：(1)增加一個與耦合電容串聯的電阻，使得PECL驅動器端的等效交流阻抗接近50；(2)添加一個與R1串聯的電感，使交流阻抗受控于接收器阻抗，與R1無關。

5.3 LVDS與LVDS的連接

因為LVDS的輸入與輸出都是內匹配的，所以LVDS間的連接可以如圖12中那樣直接連接。

圖12. LVDS與LVDS的連接

6 LVDS，PECL，CML間的互連

在下面的討論中，假設采用+3.3V PECL。

6.1 LVPECL到CML的連接

LVPECL與CML之間的耦合方式可以是交流方式，也可以是直流方式。

6.1.1 交流耦合情況

LVPECL到CML的一種連接方式就是交流耦合方式，如圖13所示。在LVPECL的兩個輸出端各加一個到地的偏置電阻，電阻值選取范圍可以從142到200。如果LVPECL的輸出信號擺幅大于CML的接收范圍，可以在信號通道上串一個25的電阻，這時CML輸入端的電壓擺幅變為原來的0.67倍。

圖13. LVPECL與CML之間的交流耦合

6.1.2 直流耦合情況

在LVPECL到CML的直流耦合連接方式中需要一個電平轉換網絡，如圖14中所示。該電平轉換網絡的作用是匹配LVPECL的輸出與CML的輸入共模電壓。一般要求該電平轉換網絡引入的損耗要小，以保證LVPECL的輸出經過衰減后仍能滿足CML輸入靈敏度的要求；另外還要求自LVPECL端看到的負載阻抗近似為50。下面以LVPECL驅動MAX3875的CML輸入為例說明該電平轉換網絡。

圖14. LVPECL與CML之間的電阻網絡(MAX3875)

下面是該電阻網絡必須滿足的方程：

(注：假定LVPECL的最小差分輸出擺幅為1200mV，而MAX3875的輸入靈敏度為50mV，這樣電阻網絡的最小增益必須大于50mV/400mV = 0.042。)

求解上面的方程組，我們得到R1 = 215，R2 = 82.5，R3 = 274 (標準值的1%)，VA = 1.35V，VB = 3.11V，增益 = 0.147，ZIN = 49。把LVPECL輸出與MAX3875輸入連接好，實測得：VA = 2.0V，VB = 3.13V。

LVPECL到MAX3875的直流耦合結構如圖15所示，對于其它的CML輸入，最小共模電壓和靈敏度可能不同，讀者可根據上面的考慮計算所需的電阻值。

圖15. LVPECL與CML之間的直流耦合(MAX3875)

6.2 CML到LVPECL的連接

圖16給出了CML到LVPECL三種交流耦合解決方案。

圖16. CML與LVPECL之間的交流耦合

6.3 LVPECL到LVDS的連接

6.3.1 直流耦合情況

LVPECL到LVDS的直流耦合結構需要一個電阻網絡，如圖17中所示，設計該網絡時有這樣幾點必須考慮：首先，我們知道當負載是50接到VCC-2V時，LVPECL的輸出性能是最優的，因此我們考慮該電阻網絡應該與最優負載等效；然后我們還要考慮該電阻網絡引入的衰減不應太大，LVPECL輸出信號經衰減后仍能落在LVDS的有效輸入范圍內。注意LVDS的輸入差分阻抗為100，或者每個單端到虛擬地為50 (圖7所示)，該阻抗不提供直流通路，這里意味著LVDS輸入交流阻抗與直流阻抗不等。LVPECL到LVDS的直流耦合所需的電阻網絡需滿足下面方程組：

. LVPECL與LVDS之間的直流耦合

考慮VCC = +3.3V情況，解上面的方程組得到：R1 = 182，R2 = 47.5，R3 = 47.5，VA = 1.13V，RAC = 51.5，RDC = 62.4，增益 = 0.337。通過該終端網絡連接LVPECL輸出與LVDS輸入時，實測得VA = 2.1V，VB = 1.06V。假定LVPECL差分最小輸出電壓為930mV，在LVDS的輸入端可達到313mV，能夠滿足LVDS輸入靈敏度要求?？紤]信號較大時，如果LVPECL的最大輸出為1.9V，LVDS的最大輸入電壓則為640mV，同樣可以滿足LVDS輸入指標要求。

6.3.2 交流耦合情況

LVPECL到LVDS的交流耦合結構如圖18所示，LVPECL的輸出端到地需加直流偏置電阻(142到200)，同時信號通道上一定要串接50電阻，以提供一定衰減。LVDS的輸入端到地需加5.0k電阻，以提供共模偏置。

圖18. LVPECL與LVDS之間的交流耦合

6.4 LVDS到LVPECL的連接

LVDS與LVPECL之間的直流和交流耦合需要進行幾項匹配。

6.4.1 直流耦合情況

LVDS與LVPECL之間采用直流耦合結構時，需要加一個電阻網絡，如圖19所示。該電阻網絡完成LVDS輸出電平(1.2V)到LVPECL輸入電平(VCC-1.3V)的轉換。由于LVDS的輸出是以地為參考，而LVPECL的輸入是以VCC 為參考，這需要在構建電平轉換網絡時注意LVDS的輸出不會對供電電源的變化敏感；另一個問題是需要在功耗和速度方面折中考慮，如果電阻值(R1、R2、R3)取得較小，由電阻網絡和LVPECL輸入寄生電容構成的時間常數較小，允許電路在更高的速度下工作。但是，由于這些電阻上流過較大的電流，使得總功耗增大。這時，LVDS的輸出性能容易受電源波動的影響。還有一個問題就是要考慮阻抗匹配和網絡衰減問題，電阻值可以通過下面的方程導出。

圖19. LVDS與LVPECL之間的直流耦合

在VCC電壓為+3.3V時，解上面的方程得：R1 = 374，R2 = 249，R3 = 402，VA = 1.2V，VB = 2.0V，RIN = 49，增益 = 0.62。LVDS的最小差分輸出信號擺幅為500mVP-P，在上面結構中加到LVPECL輸入端的信號擺幅變為310mVP-P，該幅度低于LVPECL的輸入標準，但對于絕大多數Maxim公司的LVPECL電路來說，該信號幅度是足夠的，原因是Maxim公司LVPECL輸入端有較高的增益。在實際應用中，讀者可根據器件的實際性能作出自己的判斷。

6.4.2 交流耦合情況

LVDS到LVPECL的交流耦合結構較為簡單，圖20給出了兩個例子。

圖20. LVDS與LVPECL之間的交流耦合

6.5 CML和LVDS間互連

CML與LVDS之間采用交流耦合方式連接時(圖21)，注意，CML輸出信號擺幅應該在LVDS輸入能夠處理的范圍以內。

圖21. CML與LVDS之間的交流耦合

如果LVDS驅動器需要驅動一個CML接收器，可以采用圖22所示的交流耦合方式。

圖22. LVDS與CML之間的交流耦合

TinyXML2使用教程

1.TinyXML2概述

TinyXML2是simple、small、efficient開源的C++ XML文件解析庫，可以很方便的應用到現有的項目之中。非常適合存儲簡單數據，配置文件，對象序列化等數據量不是很大的操作。

TinyXML2詳細介紹與源碼獲取方法詳見：TinyXML2官網。

2. TinyXML1與TinyXML2對比

TinyXML1與TinyXML2這兩個著名的開源XML文件解析庫均出自Lee Thomason之手，向這位滿懷開源精神的大家致敬。

TinyXML2適用于大部分的C/C++項目開發，經得住考驗，是最好的選擇。較TinyXML1而言，TinyXML2化繁為簡，使用時只需要包含兩個文件，而TinyXML1需要6個文件，一般生成靜態鏈接庫供項目的使用。TinyXML1詳細介紹與源碼見：TinyXML1官網。TinyXML1用法用例可以參考博文：TinyXML快速入門。

TinyXML2使用了與TinyXML1相似都可API，并且擁有豐富的測試案例。但TinyXML2解析器相對TinyXML1在代碼上是完全重寫，使其更適合于游戲開發中使用。它使用更少的內存，更快，并使用更少的內存分配。

TinyXML2無需STL，也放棄了對STL支持。所有字符串查詢均使用C風格字符串“const char *”來表示，省去string類型對象的構造，并使代碼更簡單。

二者共同點：

（1）都使用了簡單易用的API。

（2）都是基于DOM（Document Object Model，文檔對象模型）的解析器。

（3）都支持UTF-8編碼。

TinyXML2的優點：

（1）對大部分大部分的C/C++項目具有普適性。

（2）使用較少的內存（約TinyXML1的40%），速度變得更快。

（3）沒有C++的STL的要求。

（4）更接近現代C++的特性，如使用了適當的命名空間。

（5）適當有效的處理了的空白字符（空格，TAB和回車）。

TinyXML1的優點：

（1）可以報告分析錯誤的位置。

（2）提供一些C++ STL公約支持：流和字符串。

（3）擁有非常成熟和良好的調試代碼庫。

3. TinyXML2的用法用例

TinyXML2的網上教程并不多見，醍醐灌頂，受益匪淺的教程更是鳳毛麟角。有的也是蜻蜓點水、參差不齊的泛泛而談。最終，所能參考的資料也就是官網的文檔和示例代碼，但卻有點晦澀難懂。因此，本文就為了解決這個尷尬的局面，結合官網的資料和網上資源，盡量詳細的列出TinyXML2的常見用法用例，不足之處，請留言補充，后續增加修改。

XML文件本質就是小型的數據庫，換個角度來說就是，對數據庫有什么操作，那么對XML文件就應能實現什么操作。一般而言，對數據庫的操作包括以下幾種：新建數據庫和對數據庫增刪查改。那么對應XML文件就是新建XML文件、增加XML文件的節點，刪除XML文件的指定節點，查詢XML文件指定節點的值，修改XML文件節點的值。

使用方法：將tinyxml2.cpp和tinyxml2.h拷貝至項目目錄，使用時包含#include "tinyxml2.h"和using namespace tinyxml2。

使用場景：存儲用戶信息。

用戶數據表設計如下：

對應XML文件實現如下：

從中可以看出，XML由三大部分組成，分別是聲明、根節點和其它節點。其中xml文件的聲明包括三方面的內容：Version、Standalone和Encoding。下面將詳細列出常見tinyxml2的用法。

注意：以下示例代碼針對本人下載使用的TinyXML2，官網的TinyXML2在不斷的完善和更新當中，最新的TinyXML2和本人的示例代碼可能會有出入。本人使用的TinyXML2是2015.9.23從官網下載的，已上傳至CSDN下載，見：TinyXML2。

3.1創建XML文件

示例代碼：

創建結果：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?><DBUSER/>123.2增加XML文件的節點

示例代碼：

//用戶類

class Ur

{

public:

Ur(){

gender=0;

};

Ur(const string& urName, const string& password, int gender, const string& mobile, const string& email){

this->urName=urName;

this->password=password;

this->gender=gender;

this->mobile=mobile;

this->email=email;

};

string urName;

string password;

int gender;

string mobile;

string email;

};

//function:inrt XML node

//param:xmlPath:xml文件路徑; ur:用戶對象

//return:0:成功; 非0:失敗

int inrtXMLNode(const char* xmlPath,const Ur& ur)

{

XMLDocument doc;

int res=doc.LoadFile(xmlPath);

if(res!=0)

{

cout<<"load xml file failed"<<endl;

return res;

}

XMLElement* root=doc.RootElement();

XMLElement* urNode = doc.NewElement("Ur");

urNode->SetAttribute("Name",ur.urName.c_str());

urNode->SetAttribute("Password ",ur.password.c_str());

root->InrtEndChild(urNode);

XMLElement* gender = doc.NewElement("Gender");

XMLText* genderText=doc.NewText(itoa(ur.gender));

gender->InrtEndChild(genderText);

urNode->InrtEndChild(gender);

XMLElement* mobile = doc.NewElement("Mobile");

mobile->InrtEndChild(doc.NewText(ur.mobile.c_str()));

urNode->InrtEndChild(mobile);

XMLElement* email = doc.NewElement("Email");

email->InrtEndChild(doc.NewText(ur.email.c_str()));

urNode->InrtEndChild(email);

return doc.SaveFile(xmlPath);

}

創建結果：

3.3查詢XML文件的指定節點

Xml文件中，一個用戶節點存儲一個用戶的信息。因此，對用戶信息的增刪查改，即無論查詢節點、刪除節點、修改節點和增加節點，都需要獲取需要操作的節點。那么先實現一個根據用戶名獲取節點指針的函數：

//function:根據用戶名獲取用戶節點

//param:root:xml文件根節點；urName：用戶名

//return：用戶節點

XMLElement* queryUrNodeByName(XMLElement* root,const string& urName)

{

XMLElement* urNode=root->FirstChildElement("Ur");

while(urNode!=NULL)

{

if(urNode->Attribute("Name")==urName)

break;

urNode=urNode->NextSiblingElement();//下一個兄弟節點

}

return urNode;

}

在以上函數的基礎上，獲取用戶信息的函數：

3.4修改XML文件的指定節點

驗證代碼：

修改結果：

3.5刪除XML文件的指定節點的信息總結；資料內容包括：C/C++，Linux，golang,Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒體，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，協程，DPDK，嵌入式 等。。。后臺私信；資料；兩個字可以免費領取