otp逻辑阵列电路设计技术-研究

《otp逻辑阵列电路设计技术-研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目OTP逻辑阵列电路设计技术研究学科专业微电子学与固体电子学学号201221030333作者姓名张金旻指导教师谢小东副教授分类号密级UDC注1学位论文OTP逻辑阵列电路设计技术研究（题名和副题名）张金旻（作者姓名）指导教师谢小东副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2015.03.28论文答辩日

2、期2015.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月30号答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTHEOTPLOGICARRRYCIRCUITDESIGNAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:ZhangJinMinAdvisor:XieX

3、iaoDongSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技

4、大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月摘要摘要随着微电子技术的快速发展，可编程逻辑阵列已经经历几次变革，从最初的PAL（ProgrammableArrayLogic）到之后的PLA（ProgrammableLogicArray），再到现在使用最

5、广泛的CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）和FPGA（FieldProgrammableGateArray）。随着大家对信息安全领域越来越重视，OTP(OneTimeProgrammable)FPGA的研究也慢慢受到各个领域的青睐。但是由于OTPFPGA直接研究的复杂性以及困难性，国内很多研究者们从OTP逻辑阵列电路开始着手，旨在一步步的向前推进，最终研发出高性能的OTPFPGA。论文的目的是设计一款OTP逻辑阵列电路，旨在验证自主研究的新型OTP编程位元应用于实际电路的

6、可行性。此次设计的电路主要包括编程位元结构的设计、外围可编程电路及仿真、回读测试电路及仿真、逻辑实现功能电路、整体版图设计以及芯片实物功能测试验证。通过对新型OTP编程位元击穿原理的介绍，提出了本次论文使用的新型的OTP编程位元的结构，并对其工作原理进行了详细说明，在基于该编程位元的结构上，提出了整个逻辑阵列的外围工作电路的设计方案。其中电压转换电路实现了高压信号被内部电路的安全读取。2级电荷泵电路将外部高压信号平稳安全的传递到编程位元端口，减少了因编程高压的不稳定导致编程位元编程性能的降低甚至失败。多级译

7、码方式配合逻辑阵列的排布降低了整个电路工作延迟时间。读测试电路利用脉宽展宽电路通过对地址脉冲的展宽，配合灵敏放大器，实现对编程位元数据的正确读取，并配合两级DICE（DualInterlockedStorageCell）锁存器，将读取数据安全可靠的送出供外部读取。逻辑实现电路通过CLB（ConfigurableLogicBlock）内部与编程位元的相连，实现了编程数据的读出，并根据外部需求实现相应的组合或时序功能。整体版图设计中，本文指出了一些特殊问题的注意事项，并对其提出了相应的解决方案，通过提取相应的寄

8、生参数，利用后仿真工具进行后仿真，根据仿真结果，修改电路与版图，最终达到本次的设计目的。通过对流片回来后的芯片进行相应模块的功能测试，根据测试结果显示，本次设计的OTP逻辑阵列电路在编程、回读以及逻辑功能实现上均能正常的工作，满足预期的设计期望，达到了本次芯片设计的目的。关键词：OTP逻辑阵列电路，编程位元，CLB，逻辑实现IABSTRACTABSTRACTWiththefastdevelopmentofmicr