基于压缩传感的集成电路关键技术研究

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1、学位论文版权使用授权书IYllllll211111411M29Illll4lU111IlU炒本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名够导师签名：砖历签字日期：yf弓年u月屿日签字日期：≯f笋协月弓日中图分类号：TN453UDC：621．38学校代码：10004密级

2、：公开北京交通大学硕士学位论文基于压缩传感的集成电路关键技术研究ResearchoflCKeyTechnologyBasedOnCompressedSensing作者姓名：赵寰宇导师姓名：骆丽学位类别：工学学科专业：微电子学与固体电子学学号：10120049职称：教授学位级别：硕士研究方向：集成电路设计北京交通大学2013年3月致谢本论文的工作是在我的导师骆丽教授的悉心指导下完成的，骆丽教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。骆丽教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此

3、向骆丽教授表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，李治涛等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也要感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学、lp。中文摘要摘要：随着电子信息技术的发展，ADC已经成为了连接在模拟量和数字量之间的重要桥梁，广泛应用于各个领域，直接决定着诸如雷达、测控、航空航天、医疗、图像等现代化电子设备的性能指标。基于ADC的模拟信号处理过程在采样时依据的是奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号最高频率的两倍以上以保证信号的完整性。然而在许多工程应用中，由于奈奎斯

4、特采样定理的限制，对于超宽带高速模拟信号，比如说射频信号，所需的超高采样频率带来了两方面的问题：首先增加了构成成本造成了极大的硬件资源浪费甚至已经超过了现有模数转换器的极限，其次高速采样所产生的大量数据进一步增加了存储和传输的压力。压缩传感理论的提出为这一问题提供了一种新的解决方法，由于其采样频率远远低于奈奎斯特采样频率，在信号处理领域备受关注，有着广泛的开发与应用前景。随着半导体技术的不断发展，高复杂度、高速、低功耗的集成电路设计已经成为发展趋势，再加之特征尺寸的缩小，这些都对版图设计提出了更高的要求。虽然器件尺寸的缩小提高了晶体管

5、的原始速度，但集成电路不同模块之间的相互干扰以及版图中的非理想性，正日以限制了这种系统的工作速度和精度，因此电路的版图设计对最终整体电路性能的好坏有非常大的影响。在版图的设计当中，由于工艺制程上的非理想性，会不可避免地带来一些寄生参数，产生一些寄生效应和噪声。因此在版图的设计当中需要遵循一些设计规则，采用适当的版图技术来减小以上提到的非理想因素，以获得能够满足性能要求的优化版图。本文通过对压缩传感理论的基本介绍，探讨了一种适合压缩传感理论实现的硬件电路结构，为使其中的ADC适合压缩传感理论的信号处理，讨论了其版图优化方式，并介绍了一些

6、IO的基本知识与使用方法。关键词：模数转换器；压缩传感；版图优化；分类号：TN453ABSTRACTABSTRACT：STRACTWiththedevelopmentofelectronicinformationtechnology，ADCshasbecometheimportantbridgebetweenanaloganddigitalquantity，andbeenwidelyusedinallkindsoffields，suchasradar，measurementandcontrol，aerospace，medicaland

7、image，anddirectlydecidestheperformanceofthesemodemelectronicequipment．砀eanalogsignalprocessingwithADCsbasedontheNyquistsamplingtheorem：thesamplingfrequencyistwicethanthehighestsignalfrequencytoensuretheintegrityofthesignal．However,inengineeringapplications，duetothelimit

8、ofNyquistsamplingtheorem，thesamplingfrequencyforuwbhigh—speedanalogsignals，suchasRFsignals，broughttwoproblems：