【摘要】： 隨著嵌入式應(yīng)用的發(fā)展,串行接口已成為各種新型的DSP芯片必不可少的片上外設(shè)部件,是DSP與片外串行設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的重要接口。串行接口信號(hào)少,能有效減少器件的引腳數(shù)目,消費(fèi)硬件資源少,特別適合DSP的各類嵌入式應(yīng)用。因此研究和設(shè)計(jì)多功能、高性能、低功耗、可編程的靈活串行接口部件是DSP研制中非常重要的課題。 本課題采用0.25μm/2.5v工藝,采用全定制的方法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款片上多通道串行接口部件,并對(duì)其進(jìn)行了全面的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證和分析。本課題研究的主要內(nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面: 1.對(duì)串行接口部件的設(shè)計(jì)原理、方法及串行接口技術(shù)進(jìn)行了深入的分析與研究,并根據(jù)X-DSP處理器的總體設(shè)計(jì)要求,確定了其串行接口部件的總體結(jié)構(gòu); 2.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了3個(gè)片上串行接口部件,對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,在模塊級(jí)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了全芯片系統(tǒng)環(huán)境下的功能模擬驗(yàn)證; 3.完成了版圖的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。所設(shè)計(jì)的串行接口部件的版圖總面積為616~*1410μm~2,經(jīng)版圖驗(yàn)證,該串行接口最大工作頻率為一半CPU時(shí)鐘頻率,傳輸速率可達(dá)6.25Mbyte/s,達(dá)到了較小的面積和較快的串行傳輸速率。 X-DSP處理器已經(jīng)投片成功,完全滿足了設(shè)計(jì)要求,也證明了作為其重要片上外設(shè)——串行接口部件的正確性。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP334.7
【圖文】：

可以與多種音頻接口設(shè)備相連。如音頻多媒體數(shù)字信號(hào)編/解碼器AC’97、T1/E1成幀器、MVIP兼容設(shè)備和ST一BUS兼容設(shè)備(包括MVIP成幀器和SCSA成幀器)、SPI兼容設(shè)備以及A一bis接口的功能。本節(jié)主要對(duì)這些串行設(shè)備進(jìn)行簡要的介紹。AC’97:(AudioCodee97一音頻多媒體數(shù)字信號(hào)編/解碼器)，由Intel、AnaloDeviees等有關(guān)廠商共同制定的音頻電路系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，并已經(jīng)得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。AC’97是一種技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，它采用了雙晶片架構(gòu)，使刀D和D/A控制器盡可能地保持相對(duì)獨(dú)立，以求降低干擾，提高音質(zhì)�，F(xiàn)在市面上的多媒體音效卡，除了CMI8738等少數(shù)例外，大都遵循AC’97標(biāo)準(zhǔn)13‘〕錯(cuò)誤’未找則用溉。AC’97系統(tǒng)由音頻編/解碼器(Code。)和音頻控制器(Coniroller)兩個(gè)部分組成。其中音頻編解碼器實(shí)現(xiàn)刀D、D/A轉(zhuǎn)換，音頻處理等功能，而音頻控制器是音頻編解碼器的一個(gè)數(shù)字接口，負(fù)責(zé)控制音頻數(shù)據(jù)的串/并、并/串轉(zhuǎn)換以及傳輸。本文設(shè)計(jì)的串行接口部件可以充當(dāng)AC’97系統(tǒng)中的音頻控制器。典型的AC’97雙相位幀傳輸格式如圖2.5所示:PlwlPZwlPZwZPZw3PZw4PZws解w6

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文在單元內(nèi)盡量避免使用有源區(qū)和多晶走線。這是因?yàn)橛性磪^(qū)和多晶的電阻相對(duì)較大，根據(jù)Elinore分布式RC網(wǎng)絡(luò)模型以及互連線的RC延時(shí):二:cLz/2可以看到:總的延時(shí)是隨著線長的平方增長的。如果使用有源區(qū)和多晶進(jìn)行長的互連，將使得線延時(shí)變得更大。在設(shè)計(jì)時(shí)，每當(dāng)一個(gè)pFET連到電源時(shí)放置一個(gè)n阱接觸:每當(dāng)一個(gè)nFET連到地端時(shí)放置一個(gè)p襯底接觸。這樣不僅能防止門鎖現(xiàn)象產(chǎn)生，還能保證襯底電位和阱電位在版圖的各個(gè)位置都保持均衡，提高電路的可靠性。圖6.3為一個(gè)邏輯為z=al.aZ+b1.b2的電路圖和版圖的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu):卜卜卜卜卜卜卜卜卜.竺一一

源、地線應(yīng)該在版圖內(nèi)部形成網(wǎng)狀，在版圖外圍形成環(huán)狀。這樣的布局設(shè)計(jì)保證版圖中任何位置的器件都有穩(wěn)定均勻的電壓供給。在本設(shè)計(jì)中整個(gè)版圖橫向和縱向電源、地線網(wǎng)絡(luò)由第一至第四層金屬連接而成，其結(jié)構(gòu)如圖6.4所示。圖中，黑色為電源線，灰色為地線。設(shè)法滿足制程的最大電流極限可以避免電源網(wǎng)絡(luò)發(fā)生電遷移，總的電源總線寬度需要滿足一個(gè)特定值。在SPICE中模擬各個(gè)單元和整個(gè)部件得到峰值電流，之后計(jì)算得出最小的金屬線寬度。在這個(gè)寬度基礎(chǔ)上再略增加一點(diǎn)裕量，就得到最終電源、地線的寬度 [30][28]。巨巨巨 一注 注 注 … }}}「 --- 1111111111111 ]]]]]]]]]]]]]]]]]一 一 一 一 一水水 水 水口口-電源VDD圖6.4電源、地的布局結(jié)構(gòu)第70頁

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