《基于TIQ技术的高速并行ADC的设计与研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于TIQ技术的高速并行ADC的设计与研究（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中英文摘要摘要半导体集成电路设计方法通常分为模拟设计和数字设计两类。 大多数情况下， 都是涉及二者的混合设计，因此要求设计者同时掌握这两类设计的原理、方法和工具。我们的设计研究工作都是在此基础上开展的。首先， 我 们使用V e r ilo g H D L 设计了 一 个和现 有工业标准的M S C - 5 1 指令集 完全兼容的高性能微控制器。与传统M C S - 5 1 相比该控制器使用预取指令、分立 总线、并行乘除法器等技术来提高控制器的性能，大大提高了 平均执行效率，允许用户自由设置R O M和R A M来改善使用的灵活性。 此外， 在控制器的设计上还 引入了 专门的时钟控制模块， 使控
2、制器能够实现降 低工作频率， 待机和休眠等功能。控制器已成功的在F P G A平台上进行测试。其次，为了采用数模混合设计法进行 T IQ A D C( 下 h r e s h o ld I n v e r t e r Q u a n t iz a t io n , T I Q)的设计，我们完成了一 个电荷泵锁相环 ( C h a r g e - P u m pP h a s e - L o c k e r L o o p , C P L L )的设计和版图定制。然后， 在开展下 I Q A D C的设计和研究中， 成功实现了用增强型系统尺寸变化法 ( E n h a n c e d S y s
3、 t e m a t ic S iz e V a r ia t io n , E S S V ) 对T IQ比 较 器的 设计。 该 法 比传统设计方法的优越性主要表现在可以有效的提高T I Q A D C设计过程中， 产生 所需要的比较器数据的效率，缩短时间， 提高精度等几个方面，并能快速得到任 意标准C M O S工艺下，位数低于9 位的T I Q A D C的版图参数。设计过程中， 我们还研究了电路设计、 版图设计、 仿真及众多参数变化对A D C 性能的影响。 结果表明， 所设计的T I Q A D C具有小尺寸、 低功耗、 速度快等特性。关键字:M C S - 5 1 微控制器，数模
4、混合设计，系统尺寸变化法，数模转换器中英文摘要Ab s t r a c tT h e d e s ig n m e t h o d o f s e m ic o n d u c t o r i n t e g r a t e d c ir c u it c a n b e d iv id e d i n t o a n a lo g d e s ig n a n d d ig it a l d e s ig n in g e n e r a l. M o s t o f ti m e it is m ix - s ig n a l d e s ig n w h ic h i n c lu d
5、in g b o t h d e s i g n m e t h o d s , s o i t d e m a n d s t h e d e s ig n e r s b e a b le t o u n d e r s t a n d p r in c ip le s , m e t h o d a n d t o o ls in b o t h d o m a in . O u r d e s ig n s a n dr e s e a r c h e s a r e a l l b a s e d o n itF ir s t , a h i g h p e r f o r m a
6、n c e , r e u s a b le a n d f u l ly M C S - 5 1 C o m p a t ib le m ic r o c o n t r o lle r is im p le m e n t e d in V e n lo g N D L . B e d iff e r e n t f r o m s t a n d a r d M C S - 5 1 ，p r e - f e t c h in g in s t r u c t io n m e t h o d , in d e p e n d e n t b u s , a n d p ip e l in
7、 e m u lt ip l ie r a n d d iv id e r m o d u le h a s b e e n i m p le m e n t e d in t h is M C U . T h e s e c h a n g e s e n h a n c e m ic r o c o n t r o l le r s p e rf o r m a n c e a n d in s t r u c t io n e x e c u t in g e ff ic ie n c y . A n o p p o r t u n 仰 t o d e t e r m i n e t h
8、 e M C U s R A M a n d R O M s iz e s i m p r o v e s u s in g f le x i b i lit y . O t h e r w is e , c o n s id e r in g p o w e r c o n s u m p t io n , a s p e c ia l C C U ( C lo c k C o n t r o ll e r U n it ) i s a d o p t e d t o i m p le m e n t lo w e r w o r k i n g f r e q u e n c y , s
9、t a n d b y a n d h i b e r n a t io n m o d e . T h is M C U h a s b e e n m a p p e d o n t o F P G A p la t f o r m a n d t e s t e d s u c c e s s f u l ly .N e x t , f o r t h e r e a s o n w e w a n t t o d e s ig n a T IQ A D C ( T h r e s h o ld I n v e rt e r Q u a n t iz a t io n , T IQ) b
10、 y u s i n g m ix - s ig n a l d e s ig n m e t h o d , We f in is h t h e d e s ig n a n d l a y o u t o f a C P L L ( C h a r g e - P u m p P h a s e - L o c k e r L o o p ) .L a s t , w e s u c c e s s f u lly i m p le m e n t a n o p t i m a l d e s ig n m e t h o d c a l le d E S S V ( E n h a
11、n c e d S y s t e m a t ic S iz e V a r ia t io n ) f o r t h e T IQ c o m p a r a t o r d e s ig n in t h e r e s e a r c h . C o m p a r e t o t h e t r a d it io n a l d e s ig n m e t h o d , t h is im p r o v e m e n t la r g e 扮r e d u c e s t h e t im e t o g e n e r a t e c o m p a r a t o r
12、 p a r a m e t e r s a n d in c r e a s e s p r e c is io n T h e r e f o r e , w e c a n o b t a in a n y T I Q f la s h A D C , w h ic h r e s o lu t io n is lo w e r t h a n 9 , d e s ig n e d w it h s t a n d a r d C M O S t e c h n o lo g y .We a ls o s t u d y im p a c t s o f p a r a m e t e
13、r v a r ia t io n s , s u c h a s t h e p r o c e s s , t e m p e r a t u r e a n d p o w e r s u p p ly in t h e r e s e a r c h in g p h a s e . T h e r e s u lt s s h o w t h a t t h e T I Q A D C h a s a s m a l l s iz e , lo w - p o w e r d is s ip a t io n a n d a c h ie v e s h ig h - s p e e
14、 dc o n v e r s i o n a n d s o o n , c o mp a r e t o o t h e r f l a s h A D C .K e y w o r d s : M C S - 5 1 M ic r o c o n t r o l le r , M ix - s ig n a l d e s ig n , S y s t e m a t ic S iz e V a r i a t io n , A n a lo g - t o - D ig it a l C o n v e rt e rY8 9 8 9 8 8扉页， ，口口 尸明本人声明所呈交的论文是我个
15、人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云南大学或其他教育机构的学位或证明而使用过的材料。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了谢意。研究生签名准主 通日 期 : Z o 。 ( 、 丁论文使用和授权说明本人完全了 解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版;允许论文被查阅或借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容， 可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文:授权学校将学位论文的全部或部分
16、内容编入有关数据库进行检索。( 保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名准i -导 师 签 名 : 域派 。 期 招 皿 ,前叫 . . 网 ， . . . 网 . . 两 归 . . 网 . . . . . . . . . 口 . . . . . 目 白 . 目 妞 目 . . 卜 . 目 . . . . . 目 目 自 . .前、龙随着半导体集成电路制造技术的日 益发展，电子产品的设计研发也越来越朝 向于高性能、小体积、低功耗、低成本的便携式产品。因此，集成了模拟及数字电 路的单片系统芯片 ( S y s t e m - o n - C h ip , S o C )的运用也越加广泛，例如:无线 通信领域 ( W L A N ， 声音/ 数据通讯， 蓝牙设备等) ， 有线通信领域 ( WA N , L A N ) ,以及消费类电子产品 ( M P 3 , D V D ， 数码相机等)都有S o c的身影。作为数模混合信号集成电路 ( M ix e d - S ig n a l IC s )必须的数模转换器 ( A n a lo g - t o - D ig it a
