文档介绍：数模混合电路功耗一噪声协同优化设计方法研究导师:庄奕琪教授学科:微电子学与固体电子学西安电子科技大学博士研究生学位论文作者:代国定学位:工学博士中国西安年‘.、
摘要噪声的估计和优化。本文归纳总结了前人对数字电路部分的功耗估计和优化技术,随着信息社会对便携产品和嵌入式系统需求的不断增多,集成电路向着超大规模、深亚微米、数模混合方向发展,电路系统不仅功耗越来越大、噪声越来越大,而且二者的相关性越来越强,在设计中须同时考虑低功耗和低噪声的问题,将二者作为相关指标来进行设计,即采用功耗一噪声协同优化设计。对数模混合电路进行功耗一噪声协同优化设计主要包括两个方面,即功耗一重点研究了针对模拟电路进行功耗估计的方法。以模数转换器电路为例,建立了其功耗估计的解析模型。该模型具有结构简单,易于植入设计工具内的优点。实验结果表明,该模型具有较高的功耗估计精度。在噪声估计方面,研究建立了串扰噪声的估算模型和衬底耦合噪声的估算模型,串扰噪声估算模型的精度与采用模拟的结果相比,相对误差在ヒ内。衬底耦合噪声估算模型的估算值与等效电阻一电容网络模型的估算值相比,相对误差在%以内。二者的计算复杂度及耗费的模拟时问都远小于相对应的估算方法。在此基础上,对串扰噪声和衬底耦合噪声提出了具体的的消减方法。研究了电路结构级的功耗一噪声协同优化方法。分析研究了阈值电趣对电路的性能和功耗影响,在保持电路速度性能不变的情况下岢隽嘶诘缏纺D獾数值求解方法,对电路的工作电压一阈值电压进行优化,从而实现电路的功耗一噪声协同优化设计。以流水线模数转换器电路为例,对其电路结构进行了功耗一噪声的协同优化设计,即采用全差分的分时并行处理结构,在电路实现中运用了蚕砑际酢动态偏置技术以及采样电容的缩减等技术,对关键的差分输入对管以及开关电容电路等应用了多重隔离保护措施,基于的混合信号工艺,对整个电路进行了模拟仿真,其工作电压为裳俾蚀锏/..,使整个缏吩诼愀咚俑叻直媛实那提下实现了低功耗低噪声的设计目标。本文的所做的工作,在国内外关于数模混合电路的功耗一噪声协同优化设计的建模与仿真工作中具有一定的创新性。不但所建立的模型可直接用于相关的模拟工作中,而且建模过程和方法可以为其它相关问题的建模提供有益参考。关键词:数模混合电路串扰噪声衬底耦合噪声功耗一噪声协同优化
—猰琣——·,,猻,甌..瑆猲猻’猠瓵瑆甌猼瓻猟,.,.甌
.瑄痵篗·,..,.,——.·
篓监造丛建本人签名:丛萃ǘ嘴醐日期:皇陨墨创新性声明本人声明所呈交的论文是我个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中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人签名导师签名:
第一章绪论数模混合集成电路设计与模拟验证.;旌螴姆⒄品种单一、产量低、价格高的特点,视具体情况而定。根据随着微电子技术的发展,在单颗芯片上集成的功能单元越来越多,器件的尺寸越来越小,工作速度在不断提高,芯片成本在不断降低,一个芯片就可以是一个完整的电子系统,即片上系统最大限度地消除了封装、引线和连线等寄生参量影响,省去了后道的组装工序和组装成本,极大的降低了产品价格,同时还具有体积小、成品率高、可靠性高和可以实现更为丰富的功能等优点,所以碜偶傻缏返姆⒄狗较颍杂谒纳杓啤⑸测试及应用是当前讨论的热点话题。;旌闲藕偶傻缏罚冈谕颗芯片上实现了模拟电路与数字电路的集成。通常诩闪舜罅康氖执电路如:、⒖刂坡呒龋币布闪舜罅康哪D獾缏啡纾数据转换器、锁相环、电压调节器、灵敏放大器、振荡器、滤波器、比较器、缓冲器等,甚至还将射频前端电路也集成在一起,所以在某种程度部梢猿之为一个特大规模的数模混合集成电路。数模混合集成电路可分为通用型电路和用户定制型电路两大类,通用型电路是为满足某些应用领域的典型要求而开发的,具有市场广、品种多、产量高、价格低的特点,主要包括:心D獾缏饭δ艿奈⒋砥鳎郧度胧讲肪佣啵ㄑ独嗍;旌霞傻缏罚嗝教謇嗍;旌霞傻缏罚排糖;旌霞傻缏罚悄芄β是;旌霞傻缏罚用户定制型电路是根据用户提出的功能和性能