發(fā)布時間：2020-08-11 09:20

【摘要】：鎖相環(huán)(Phase Locked Loop,PLL)在模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)中已成為不可缺少的基本電路,廣泛應(yīng)用在高速通信系統(tǒng)和系統(tǒng)芯片(System on Chip,SoC)等領(lǐng)域,由此,PLL的測試變得尤為重要。依靠測試儀器的傳統(tǒng)PLL測試方案測試成本高、測量精度低,無法滿足大規(guī)模測試需求�；趦�(nèi)建自測試(Built-in Self-test,BIST)的PLL測量技術(shù)應(yīng)運而生,能夠很好的解決這些問題。而抖動是片上時鐘最重要的時鐘參數(shù),在各種時鐘特性中,對抖動的測量是用來評估時鐘特性中最有效的一種,高精度抖動測量電路成為目前PLL測試領(lǐng)域的研究熱點。本文在綜述了PLL、抖動和高精度抖動測量電路三個部分的基礎(chǔ)上,針對目前欠采樣電路存在的抖動提取方式精度低和測量誤差大等缺陷,設(shè)計了一款基于邊沿對齊的抖動提取技術(shù),以跳變過渡區(qū)的邊沿位代替實際邊沿位,實現(xiàn)高精度抖動測量的目的。同時針對傳統(tǒng)抖動測量方案測量成分單一的問題,將邊沿對齊的思想運用到周期抖動和長周期抖動的測量中,提出了一款高精度抖動測量電路。該電路在周期抖動測量模式下,將采樣輸出信號中的不穩(wěn)定跳變過渡區(qū)按照其邊沿位對齊,得到被測信號的周期抖動的抖動值;在長周期抖動測量模式下,采用插值采樣器,增加采樣點提高采樣率,同時測量計數(shù)器提供一個固定周期,將采樣輸出信號中的跳變過渡區(qū)邊沿和固定周期信號邊沿對齊并分析處理,得到被測信號長周期抖動的抖動值。兩種測量模式復(fù)用采樣和統(tǒng)計處理等部分電路,在沒有過多硬件開銷的前提下,能夠?qū)崿F(xiàn)多種抖動類型的測量。針對本文提出的高精度抖動測量電路,通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字設(shè)計流程,使用SMIC 40nm LL工藝庫,實現(xiàn)測量電路的前后端設(shè)計。前仿真驗證了電路功能的正確性,后仿真分析了測量分辨率、待測時鐘頻率和抖動值對測量精度的影響。仿真結(jié)果表明:針對多組測試數(shù)據(jù),周期抖動測量平均誤差是2.81%,長周期抖動測量的平均誤差是3.67%。面積為2448um~2,功耗為0.37mW,滿足設(shè)計需求。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.8
【圖文】：

碩士研究生學(xué)位論文 第四章 高精度鎖相環(huán)抖動測量高良品率等布線的優(yōu)化工作則是衡量布線質(zhì)量的重：形式驗證用來驗證在電路實現(xiàn)過程中，設(shè)計邏輯和使用 Synopsys 公司的 Formality 工具驗證，對綜合后級網(wǎng)表進(jìn)行驗證，仿真結(jié)果顯示電路邏輯均等價。系列后端流程，包括時序分析、物理實現(xiàn)和物理驗積為 50.21x49.48μm2，功耗 0.37mW。由于電路本身 分析如下：建立時間裕量 53.49ps（最差工作條件下下），因此電路的時序能夠滿足要求。

（b）放大后跳變過渡區(qū)圖 4.3 采樣電路仿真波形提取電路仿真波形如圖 4.4 所示。從中可以清晰的看出抖動提取控制器對不穩(wěn)定跳變位的邊沿位選取處理，同時可以看出控制器對溢出位的處理。穩(wěn)定 0 狀態(tài)既是初始狀態(tài)，也是等待狀態(tài)。當(dāng)采樣輸出信號 Q 出現(xiàn)第一個 0-1 跳變時，計數(shù)器 B 和計數(shù)器 A 結(jié)束復(fù)位，相繼開始計數(shù)。跳變區(qū)邊沿位信號 CDF_en 在第一個 0-1 跳變處拉高。當(dāng)計數(shù)器 B 和計數(shù)器 A 的計數(shù)值均滿 64 時，結(jié)束計數(shù)，電路進(jìn)入從穩(wěn)定 1 狀態(tài)。當(dāng)電路檢測到第一個 1-0 跳變位時，計數(shù)器 B 開始計數(shù)，計數(shù)器 B 計數(shù)滿 64 后，計數(shù)器 A 開始計數(shù)，計數(shù)器 A 計數(shù)滿 64 后結(jié)束計數(shù)，電路進(jìn)入穩(wěn)定 0 狀態(tài)。此時，若是在計數(shù)器 A 計數(shù)范圍內(nèi)檢測到跳變位，則 CDF_en在計數(shù)器 A 的邊沿拉高，否則在計數(shù)器 B 的邊沿拉高，如圖中虛線部分所示。

（b）放大后跳變過渡區(qū)圖 4.3 采樣電路仿真波形提取電路仿真波形如圖 4.4 所示。從中可以清晰的看出抖動提取控制器對不穩(wěn)定跳變位的邊沿位選取處理，同時可以看出控制器對溢出位的處理。穩(wěn)定 0 狀態(tài)既是初始狀態(tài)，也是等待狀態(tài)。當(dāng)采樣輸出信號 Q 出現(xiàn)第一個 0-1 跳變時，計數(shù)器 B 和計數(shù)器 A 結(jié)束復(fù)位，相繼開始計數(shù)。跳變區(qū)邊沿位信號 CDF_en 在第一個 0-1 跳變處拉高。當(dāng)計數(shù)器 B 和計數(shù)器 A 的計數(shù)值均滿 64 時，結(jié)束計數(shù)，電路進(jìn)入從穩(wěn)定 1 狀態(tài)。當(dāng)電路檢測到第一個 1-0 跳變位時，計數(shù)器 B 開始計數(shù)，計數(shù)器 B 計數(shù)滿 64 后，計數(shù)器 A 開始計數(shù)，計數(shù)器 A 計數(shù)滿 64 后結(jié)束計數(shù)，電路進(jìn)入穩(wěn)定 0 狀態(tài)。此時，若是在計數(shù)器 A 計數(shù)范圍內(nèi)檢測到跳變位，則 CDF_en在計數(shù)器 A 的邊沿拉高，否則在計數(shù)器 B 的邊沿拉高，如圖中虛線部分所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 吳秀龍;吉新春;吳建輝;;數(shù)字電視調(diào)諧器中鎖相環(huán)鎖定時間的計算[J];微電子學(xué);2010年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 許浩博;高精度片上抖動測量電路設(shè)計[D];東南大學(xué);2016年

2 闕詩璇;鎖相環(huán)內(nèi)建參數(shù)測量電路設(shè)計[D];東南大學(xué);2015年

本文編號：2788889