《025um工艺下数字抽取滤波器的研究与设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《025um工艺下数字抽取滤波器的研究与设计（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南开大学 硕士学位论文 0.25um工艺下数字抽取滤波器的研究与设计 姓名：刘洪江 申请学位级别：硕士 专业：微电子与固体电子学 指导教师：高清运 20040507 论文题目：0 2 5 u m 工艺下数字抽取滤波器的研究与设计 律者篙奔： 刘洪江，辫，1 9 7 7 年生，2 0 0 1 年从师于黼清运副教授，于2 0 0 4 年7 弼毕业于南开大学微电子 与固体电子学专业，并获工学硕士学位。 论文攘要： 数字抽取滤波器是一种对数字信号进行逋率变换的信母处理单元，在数字接收机、声频信号处 蠼以及D e l t aS i g m aA D 转换嚣等领域应用广泛。简单的抽取滤波器可以用F P G
2、 A 或D S P 芯片来实现； 簸杂瓣多霞褒擒襻率嚣接褒滤波器去瑶资漯较多，一般强磊S 王c 窭嚣，设计避疆孛瑟睡戆壤夫攘壤是 如何选取恰当的结构，在确保功能完备的基础上尽量减小蕊片面积。 该论文的瞬标是实现用I s tS i l i c o n 公闭的0 2 5 u mC l l O S 工艺实现十六位D e l t aS i g m aA D 转 换器审豹数字糖取滤波器，豫交蠢绕所敲工嚣奔鳝了霭深聂镞苯工艺设诗数字集袋毫爨戆落纲滚理 以及实现数字抽墩滤波器系统所用软件：该论文还简要提及丁关于数字集成电路设计的可端会设计、 可测试性结构设计、以及数字I C 设计过程中的面积考虑、功耗考虑等
3、等。 最终论文蜜璇7 僖号繁宽梵0 3 4 k H z 戆蘧在1 6 - b i tD e l t aS i g m aA 端孛瓣数享蘩取游渡篓。 采用C S D 码、C l C 滤波器和半带滤波器等设计技术，阻及乘法器的简化设计，实现了2 5 6 ：1 的速率 嶷换，经过后仿真和F P G A 的软硬件协同验证，对于三阶调制器产生的i k H z 信号的调制码，经过解 璃偿臻跑胃毅遮劐9 4 。l O d B ，焉杂鼗动态范瓣9 7 I d B ，嚣最囊辩镑豢搴在3 2 瓣I z 弑上； 哭键词： 逻辑蕈元，e I 滤波器，横羧转换器，过袋撵疆：，攮取滤浚器，蔫臻鞋： 研究成果： 1 。刘洪
4、汪、蕊涟运、奏毽才，第一终孝，D e l t aS i g m a 曲e 孛数字下变蒙勰调撰夔设计帮嶷骥，壤 电子学，已有泶用通知书。 T i t l eo f t h eM a s t e r D e g r e e sT h e s i s ： T h eR e s e a r c ha n d d e s i g 丑i n go f t h ed i g t a ld e c i m a t o r s i nO 2 5 u r nt e c h n o l o g i e s * I n t r o d u c r i o no f t h eA u t h o r ： L i u H
5、 o n g J i a n g ，w a s b o r no nM a y3 r d , 1 9 7 7 U n d e rt h eg u i d a n c eo f V i c e p r o f G a o Q i n g - Y u n , h e w a sa w a r d e d t h e M a s t e r D e g r e e o f E n g i n e e r i n g a t N a n k a i U a i v e r s 时i n 2 0 0 1 D i g i t a lD e c i m a t o ri s ar a t ec h a n
6、g eu n i ta n di ti sw i d e l yu s e di nt h ed i 颤t a lr e c o v e r , a u d i os i g n i p r o c s m ga n dD e l t a - S i g m a M ) c AF P G Ao rD S Pc a nb ed e s 舭e d8 8as i m p l eD e c i m a t o r , b u t m u l t i - b i t a n d h i g h O S R D e c i m a t o r c a n c o n q u e r t o o m ：l
7、l e h l e s d n r e a n dC a U o 虹y b e d e s i g n e d b y A S I C t e c h n o l o g i e s I nt h ed e s i g np c 铝s ，t h ab i g g 髂td e f i a n c ei st or e d u c et h ea r e 8w i t ht h eg o o d f u n c t i o n T h et a s ko ft h et h e s i si st od e s i g naD e c i m a t o ri nal & b f fA D Ce
8、m p l o y i n gt h e1 “s i l i c o n 80 2 5 u r n t e c h n o l o g y , m e a n t i m e ，t h e t h e s i si n t r o d u c e st h ep a r t i c u l a rd e s i g nf l o w i ns u b - m i c r oV L S I t e c h n o l o g i e sa n d 如eo f h ：珏u s e dE D At o o l s T h et h e s i sa l s ot o u c h e st h es
9、y n t h e s i z a b l i t y , t e s t a b l ed e s i g n s k i l l sa n dt h ea r e aa n d p o w e rd i s s i p a t i o nc o n s i d e r a t i o n s i nm 垂诅lV L S Id e s i g n s 曩w 盘o f t h e t h e s i s i s a V L S I r e a l i z a t i o n o f a D e c i m a t o r i na1 6 - b i t A D C w i t ha s i g
10、 n a l b a n d w i d t h 0 。3 4 k H z T h eD e c i m a t o rh a sa2 5 6 ：1d o w n s a m p l er a t i o ，a n dw i t hr e s p e c t t oal 娥zD e l t aS i g m ac o d e , a f t e rt h ed e c i m a t i o n ，t h eS N R i su pt o9 4 1 0 d B ，a n dw i t ht h eS F D R9 7 1 d B ，M e a n w h i l e , t h eh i g
11、h e s tc l o c k r a t eo f t h eb l o c ki sh i g h e rt h a n3 2 M H z K e y W o r d s ： l o g i cc e l l ，C I Cf i l t e r , A D C ，O S R ，D e c i m a t o r , S N R R e s e a r c hA c h i e v e m e n t s ： 1 L 撼王毛。拄g I J i 黼辫G Q 遮g m 峨Q 遮蹦越，擞照子学 ，赫她g 蛙球a c c e 卿璐c e 蛀c e 简分 涟着蹒蘑足寸鹃掇辩移霸王艺必寸的不叛下降，集
12、袋逛路产监获褥了妖鼹躲进步， 酱逶集戏激薅戆藏零逐步下降，邀鼹豹鞋戆在不断捷蓑。枣予疑路系绞太多楚透过数字 静手段袋娥理粪实毽莽中瓣模按祷曝，对A D C D A C 静需求爨越来越大。D e l t a - S i g m a A D C 怒邋合予实璇搿耩度模数转凝鹣散模混合系统，澍英中黯调翎器鄢分，专门静辫 究论述攒多，嚣鼹其书蹿数字黧分，爨然蔽据苓弱翡拳统要求设计结秘隆翁不满，整一 般翡谖，瓣何在实现功熊静基础上繁省蓄秋难度傻楚 夔大，对遮一部分耱设计方法研究 很少，零论文撮鼗字设计流程和设计王吴的傻潮蹒发，疆究鬻瑟缩了怒祥设计，j 、瑟积、 诋萌裁数事殛鞭滤波嚣，势系统设诗了一个i 6
13、 馥D e l t a - - S i g m aA D C 审豹搬凝滤波器。 该箍联滤渡嚣嚣采榉遴发菇2 灏8 k I - I z ，O S R 菇2 5 6 ，篱鸯输惑速率叁8 0 j - l z 。透过 M 雒a b 懿系统缀仿真，最终选择了l 一5 1 式绪鞠，第一缀怒一个过采样魄必4 ，阶数 为4 的拣淡抽取滤波嚣，燕二至六级矜辫荑5 、 7 、9 、1 l 、1 3 黔过采样魄势2 熬蘸羧瓣褒爨渡 器，最籍一级为一个举带F 取滤波瓣。 本论文驰缀系结构装分五章，第一牵探索 莠奔缨了数字A S I C 设计演程，夯绥了数字 A S I C 常掰的设诗工其，液意事项，黻及王英 软件的特
14、点，其中详缁介缁了版图王基S E 韵 使薅方法，惑缝了硬转攘述懿礴综合谯爨囊健 码蕊格鸯A S I C 结翰酌关系。第二章憩结了在 系统缀设计抽敬滤波器的过稷戳及窳现方法 静选择，以及减，j 、箍积的鸯虑。第三章记交了 其薅熬安辍过程，淤及爽弦结荣。第涎牵菇验 证结果。第五犟在总缩黼脊工作的熬确上瓣出 了迸一疹研究漪目标。 第一耄A S I C 设计滚程漫常用芏 具 如图i 所示，为现代A S 工c 典型艨掰流程。圈1 现代A s I C 设计典躐流程 该D e l mS i g m aA D C 中的抽取滤波器的设 l 计严格遵德了现代A S I C 设计流程，怒一个典型的数字A S I C
15、 ( A p p l i c a t i o nS p e c i f i c I u t e g r a t e dC i r c u i t s ) ，下藤髓单介绍现代A S I C 设计方漱。 A S I C 戆撬窭嚣菱震撼纛藿囊骥惫辫进天了一令凝戆魏段。遴簇戆、蠡熬黪巢瘦逸 路己不能完愈满应电予系统的急耧变纯和更新换代，斌也就是鑫8 0 年代中精戳涞，A S I C 得到广泛传措和重视的根本原因。最_ i 鲢人们已将A S I C 推向了一个新的高度，即“知识 产蔽器* 。翘谈产彀，悬辫一个公趸壅攥绘舅一令袋霹戆最诗，瞧称建蛩菱爨按冬e 在 辩领域娶霹皴理解鸯实蕊麓释珐筢蔚瓣诤。 A
16、S I C 设计技术目前融经比较成熟，它的主要设计流程为： i ，行受缴撼述与筑纯。嚣在竟残萘统性魏分辑鸯璇戆聚分豹基戳土，对各姥娆模块， 耩H D L 逶蠢完成霞蠢缀( B e h a v i o rL c v d ) 播逮。程忿萋磴上，潦费器舞缓熬法佐琵与 功能仿真。熊目的是优化鞯法以及验诚 行为描述是谢能够准确的擞现芯片的功脂定义。 2 R T L ( R e g i s t e rT r a n s p o r tL e v e l ) 接述。现裙E D A I 具述不能很好的猩行为级 整透基嚣S 主避糟蘸薅亳鼹戆鑫饕综合，蕊基经爨覆努熊瓣在毒枣黎餐蓑缓主撵涟戆H D L 语句进行逻辚综台。 3 选定工艺庠，确怒灼柬，完成逻辑综合与逻鞲忧化。逻辑练奢与逻辑优化( L o g i c S y a 自h e s i sa a dk 溶e 潮z a t i o n ) 熬嚣豁避姆蒸嚣戆R T L H D L 筏璐程整霆獒王装孛窭爨 跌F o u n d r y 提供的王越库作
