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时间:2019-02-02
《模数转换ip核设计与其系统集成》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、上海大学硕士学位论文摘要SoC(片上系统芯片)技术是当今超大规模集成电路的发展趋势,为集成电路产业提供了前所未有的广阔市场和难得的发展机遇。SoC设计的最大特征是口的复用和集成。随着SoC技术的不断发展,由于系统中模数转换模块的重要性,可重用的模数转换D的需求也变得越来越迫切。本文设计了一款适用于工业自动控制类芯片的模数转化器m核,并将其集成到拥有自主知识产权的基于8051架构的SHU.MV06微控制器芯片中,以达到降低成本、减小系统体积、提高工作性能的目的。本文主要的研究内容与创新点如下:1)完成lO位ADCIP核的电路与版图设计。选择逐次逼近式ADC作为系统结构,针对功耗问题设置
2、了使能端,对ADC核心部分的DAC采用MSB电荷按比例缩放和LSB电压按比例缩放的组合结构,比较器采用三级耦合放大器结构,并对逐次逼近寄存器等数字控制逻辑进行详细阐述。采用Chartered0.35umSalicide2P4MCMOS混合信号工艺,利用Virtuoso工具完成ADC版图设计,使用Calibre完成DRC和LVS物理验证,并为该硬核建立系统集成所需的功能模型、时序模型及物理模型。2)将该ADCIP核嵌入到拥有自主知识产权的基于8051架构的SHU.MV06微控制器芯片中,使ADC转换速度可调节,具备软件触发、硬件触发和PWM.ADC联动三种工作方式,其中PWM.ADC联
3、动模式是本设计的一大创新,主要用于对模拟量进行实时监测,以硬件形式简化实际应用中软件的工作量,提高MCU的工作效率。3)针对传统混合信号验证方法面临的挑战,使用NanoSim—VCS混合信号验证平台,对SHU.MV06进行全芯片级混合信号验证,使数模接口模块得到充分验证。本文设计的ADC核己参加ICCMPW流片,其样片经测试证明ADC工作正常,功能正确,但具体的静态特性参数仍有待测试。基于该ADC的SHU.MV06芯片设计也己近尾声,将与2008年2月参加MPW流片。本文提出的NanoSim.VCS混合信号验证流程简单易用,可无缝嵌入到已有的设计流程中,经实践证明对于大规模混合信号S
4、oC验证具有很高的仿真效率。关键词:逐次逼近模数转换器,口设计与集成,混合信号验证V上海大学硕士学位论文ABSTRACTSoCtechnologyisanewtrendforVLSIdesign.ItprovidesunprecedentedmarketprospectsanddevelopmentopportunitiesforICindustry.ThemaincharacteristicofSoCdesignis1Preuseandintegration.WithincessantdevelopmentofSoCtechnology,thedemandofAnalog·-to·
5、·DigitalConverterIPcoreisbecomingmoreandmoreexigentduetotheimportanceofADCmodule.AnADChardIPmacroforindustrialautomaticcontrolasicisrepresentedinthisthesis.andtheIPcoreisintegratedintoan805lbasedSHU—MV06MCUwhichholdsindependentintellectualproperty.TheintegrationofADCreducestheCOstandsizeofthewh
6、olesystem.Thekeytasksandinnovationsofthisdissertationarepresentedasfollows:1’lAnADChardIPcoreisachievedandthetransistorlevelcircuitdesignflowof4.channel10.bitSuccessiveApproximationADCwhichincludesthreeimportantsubmodules:10一bitDAC.comparatorandSARisprovidedinChapter3.BasedonChartered0.35urnSal
7、icide2P4MCMOSmixedsignalprocess,physicallayoutdesignandverificationisaccomplishedusingVirtuosoandCalibre.Functionmodel,timingmodelandphysicalmodelsareestablishedforsystemintegrationofthishardIP.2)ThedesignedADC口issuccessfullyembed
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