和弦音乐芯片项目设计报告

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1、版本：1.00分册名称：和弦音乐芯片的ASIC设计方案第1册/总1册和弦音乐芯片的ASIC设计方案专业：电子信息工程专业本科班级：学号：姓名：日期：大连东软信息学院嵌入式系统工程系修改记录日期版本说明作者2012-08-21（星期四）文档的初步建立2012-09-12（星期一）文档的初次修改：更新细化一些内容；2012-11-20文档的再次细化修改，加入部分内容目录一．概述11.功能简介12.管脚图13.典型应用电路14.SMIC.18工艺简介2二．音乐知识21.什么是和弦22.MIDI文件格式2三．关键技术介绍51.类MIDI音乐52.PWM53.分时输出6四．系统分析71.数据通道

2、72.控制通道93.上电复位124.时钟产生12五．系统设计141.数字设计流程142.模拟设计流程143.混合设计流程16六．数字部分结果161.前仿真162.布局布线后版图173.DRC、LVS最终版图18七．总结19和弦音乐芯片的ASIC设计一．概述1.功能简介和弦音乐芯片是一款专业的一次性可编程（otp）和弦电子音乐处理芯片，拥有处理多和弦通道的能力，其支持目前通用的midi0格式以及midi1格式，高速的内部dsp处理器以及psg音质专用处理器，能逼真地还原电子乐器的音质效果。由于优美的音质和很高的性能比优势，已被大规模应用于电子琴领域。可以选择pwm输出，pwm输出可以直推

3、0.5w的喇叭。2.管脚图3.典型应用电路4.SMIC.18工艺简介19和弦音乐芯片的ASIC设计一种适用于逻辑电路的0.18微米CMOS加工工艺，这种CMOS带有一个微型电池大小的嵌入式SRAM，它标志着带有电可擦除只读存储器(EEPROM)与复合信号、射频(RF)以及转换脉冲起始(SoC)等功能的0.18微米系列产品，它已经将0.18微米逻辑技术用于批量生产，并使缺陷的密度与加工周期达到了极具竞争力的水平。利用VeriSilicon公司的0.18微米设计平台，SMIC能够在某些领域为用户提供设计支持，这些领域包括单、双接口静态存储器(SRAM)的存储编制以及标准输入/输出(I/O)

4、单元库等。另外，SMIC还提供各种不同的数字与复合信号核心元件以及有关0.18微米CMOS的多晶片项目服务，使客户能够以较低的风险与成本进行原型产品的试验和高级设计。二．音乐知识1.什么是和弦和弦是乐理上的一个概念，指的是一定音程关系的一组声音。将三个和三个以上的音，按三度叠置的关系，在纵向上加以结合，就成为和弦。通常有三和弦（三个音的和弦）、七和弦（四个音的和弦）、九和弦等概念。在音频器材的工业设计方面，和弦也叫复音，指的是多个音源同时发音。2.MIDI文件格式MIDI文件属于二进制文件，这种文件一般都有如下基本结构:文件头+数据描述，文件头一般包括文件的类型，因为Midi文件仅以.

5、mid为扩展名的就有0类和1类两种。在每个Midi文件的开头都有如下内容，它们的十六进制代码为:“4d54686400000006ffffnnnndddd”。前四个是ASCII字符“MThd”是用来鉴别是否Midi文件，而随后的四个字节是指明文件头描述部分的字节数，它总是6，所以一定是“00000006”，以下是剩余部分的含义：19和弦音乐芯片的ASIC设计每一个数据有着相同的结构:时间差+事件。所谓时间差，指的是前一个事件到该事件的时间数，它的单位是tick(MIDI的最小时间单位)。它的构成比较特殊，这里要用二进制来说明。一个字节有8位，如果仅使用7位，它可以表示0~127这128

6、个数，而剩下的一位，则用来作为标志。如果要表示的数在以上范围，则这个标志为0，这时，一个7位的字节可以表示0~127tick。如果要表示的数超出了这个范围(比如240)，则把标志设置成1，然后记录下高7位，剩下的留给下一个字节，在该例中240可以分解成128*1+112，这里的1就是第一个字节要记录的，加上标志位，应该为10000001，即十六进制的81；而112是下一个字节记录的，它的十六进制为70:所以要表示240这个时间，要写成8170。同理，如果要表示65535tick，则可以先计算出65535=1282*3+1281*127+1280*127，然后得出结果:83FF7F。由此

7、，我们反过来也可以知道如何确定时间差:只要标志位为0，则表示结束读取时间差。比如82C003表示1282*2+1281*64+1280*3=40963，如果基本时间为120，则有341:043个四分音符。事件大体上可以分为音符、控制器和系统信息这几个种类。对于这些事件，都有统一的表达结构:种类+参数。对于一个音符，由于它的有效范围是0~127，所以直接用00~7F作为“种类”，可以认为是个音符，比如3C表示中央C。而一个音符的最重要的参数是力度