16位led恒流驱动芯片设计

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1、北方工业大学硕士学位论文13论文章节安捧本课题要求设计一种用于LED面板(显示屏)的恒流驱动电路。设计要求为：输出电流在一定范围内可调，同时具有热保护电路(ThermalShutdownCircuit)，自启动电路等辅助功能。该电路的设计指标是：电源电压为3．3．5．7V的情况下，外部电流调节电阻在100～5k．O范围内变化，输出电流最大摆幅为90mA，工作频率大于10MHz。本文不仅对电路中的逻辑控制单元做了简单的功能分析，而且对电路的电流调节功能及其工作原理进行定性和定量的分析讨论。第一章：对LED显示屏及其驱动电路的发展现状、驱动器分类和课题的应用进行了介

2、绍。第二章：对本文设计的LED恒流驱动控制电路的基本工作原理进行介绍，并给出电路的重要设计指标；并对16位LED恒流驱动控制电路的重要子电路模块进行了原理分析，同时应用Hspic宅软件对各子电路进行了仿真分析。第三章：在第二章设计的电路基础上进行了版图设计，同时完成了版图检查以及版图验证等工作。第四章：对在进行电路设计及版图设计过程中采用的可靠性技术以及可测性技术进行了简单的介绍。第五章：是本课题的总结，其中包括本课题已经完成的工作内容，以及该课题继续发展的方向。4北方工业大学硕士学位论文2．1设计思想第二章具体电路设计专用集成电路(ASIC，Applicati

3、onSpecificIntegratedCircuit)是～种为专门目的而设计的集成电路，具有设计自由度大、芯片中没有无用的单元或晶体管、面积小，性能高、大批量生产时成本低的特点谢1。目前。ASIC的设计己经在整机系统与电路的设计中占有重要的地位。2．1．1ASIC的分类ASIC按应用特性分类，有数字ASIC、模拟ASIC和数模混合ASIC三种。按ASIC芯片制造方法分，ASIC设计可以分为全定制方法和半定制方法。全定制方法是一种基于晶体管级的ASIC设计方法，设计者使用版图编辑工具，从晶体管版图尺寸、位置及互连线开始设计，这些设计全部是按用户的要求进行的。这种

4、设计方法是以得到尽可能小的芯片面积和尽可能高的系统性能为目标，在大批量生产时具有成本低的优点，常用于大批量的ASIC生产中，但全定制方法设计周期长，开发阶段投资风险大。半定制集成电路指所有的逻辑单元预先进行设计，但其中一些或所有的掩膜版按定制方式进行制作的集成电路。使用单元库中预先设计好的单元可以大大简化设计，设计者不必涉及单元电路内部器件之间的互连，只需要将这些基本单元进行合理的布局和互连就行了。在这里将半定制集成电路分为标准单元集成电路和门阵列集成电路。在标准单元设计中，是以精心设计的逻辑电路单元及版图为基础，按具体电路的要求可将它们放在芯片上的任意位置按行

5、排列，单元行之间留出空隙作为单元间布线的通道，标准单元可以是等高的，单元的宽度随逻辑电路的规模大小而变化。有的标准单元设计系统亦可以接受高度、宽度均可变的宏单元。标准单元设计过程中，从库中调出电路单元，单元行放置的位置及布线通道宽度均可由设计者确定，故标准单元设计中，电路性能、芯片利用率以及灵活性较门阵列好，但因其需要用户设计全部的掩膜版并要经过全部的工艺过程，故生产周期较长且成本也较门阵列高。门阵列在ASIC市场中占有很大的比重，这是由于它在设计过程中的自动化5北方工业大学硕士学位论文程度高、生产周期短且价格较低，较适于批量小的ASIC设计。门阵列的器件结构是

6、在硅片上预先制定好固定的晶体管阵列、固定的输入及输出的压焊块位置、固定的布线通道。这种阵列分布的晶体管基片就称为门阵列母片。用它来实现的ASIC是通过母片上阵列分布的晶体管之间的金属化互连来实现的。2．1．2ASIC的设计流程下图2．1描述了ASIC的设计步骤‘2n(当然对于不同的软件开发系统，在设计步骤上会有所不同)，下面对每一步的功能作一个简单的介绍。逻辑设计图2，1ASIC的设计流程图1)设计输入，采用草图或硬件描述语言的方式将电子系统输入到ASIC设计系统；2)逻辑综合，对于HDL输入的方式，采用逻辑综合工具建立网表；3)布局前模拟，检查系统功能的正确性

7、，包括逻辑仿真和静态时序分析；6北方工业大学硕士学位论文4)布局布线，确定各功能块的位置及对功能块之间和单元之间进行布线。此时要考虑到芯片尺寸、电路的最高工作频率、最长的关键路径，以及电源地线、时钟树分布和芯片压焊点是否合理等；5)参数提取，确定各个连接处的电阻和电容等电学参数值；6)布局后模拟，加入布局布线时增加的各种寄生电学参数之后，再次检查系统能否正常工作。．从以上说明可以看出，步骤1．3主要是电子系统的逻辑设计，逻辑设计的目的是通过门电路级(由与非门，非门，DFF等基本门构成)来确定可以满足所期望的逻辑规格的那种逻辑构成。这时，逻辑信号作为数值1，0来处

8、理，设计结果用逻辑电路图