發(fā)布時(shí)間：2020-09-17 13:49

　　 近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮,得到了全球各界科研人員的廣泛關(guān)注。存儲(chǔ)器作為物聯(lián)網(wǎng)芯片的主要模塊,其性能水平直接決定物聯(lián)網(wǎng)芯片的市場(chǎng)前景。EEPROM結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器作為物聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)器的主流選擇,其存在著成本高,功耗大,存儲(chǔ)容量小等缺點(diǎn)。為此,本文旨在設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的微功耗大容量EEPROM存儲(chǔ)器有重要意義。本文在規(guī)劃EEPROM整體結(jié)構(gòu)時(shí),為盡可能地降低功耗,采用了多電源分時(shí)分區(qū)供電的方案;為保證其可靠性,采用了塊—子塊—子子塊的存儲(chǔ)單元陣列結(jié)構(gòu);為規(guī)避存儲(chǔ)單元之間的相互干擾,采用了各子子塊分別加dummy管的版圖布局方式。此外,本文還對(duì)包括高壓電荷泵、靈敏放大器和譯碼電路等在內(nèi)的存儲(chǔ)器外圍電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì):針對(duì)傳統(tǒng)Dickson電荷泵功耗高、漏電大、能量轉(zhuǎn)換效率低等問(wèn)題,本文中的高壓電荷泵采用了基于Dickson電荷泵的CTS電荷泵。針對(duì)傳統(tǒng)CTS電荷泵上電峰值電流過(guò)高易導(dǎo)致芯片操作失敗的問(wèn)題,提出了一種分頻+延時(shí)的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘機(jī)制,相對(duì)傳統(tǒng)CTS電荷泵上電峰值電流下降了200μA左右。針對(duì)傳統(tǒng)靈敏放大器功耗大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題,本文采用了一種新型預(yù)充電結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)利用存儲(chǔ)單元放電速度進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè),避免了參考電流和直流通路的存在,有效降低了功耗。由于所需的存儲(chǔ)器容量較大,因此易產(chǎn)生譯碼電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、芯片面積大、功耗大等問(wèn)題,本文采用了分步搭建譯碼電路的方式,并將譯碼電路分成4部分,同一時(shí)刻電源只對(duì)工作的譯碼電路供電,從而有效減少了版圖面積,降低了電路功耗。本文采用SMIC 0.18μm EEPROM 2P4M工藝,完成了一款應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的微功耗大容量的EEPROM的電路設(shè)計(jì)及版圖全定制設(shè)計(jì),并在cadence軟件平臺(tái)上進(jìn)行了前后仿真驗(yàn)證。后仿真結(jié)果顯示:該存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)容量64K bits,最大讀平均電流為6μA,最大寫平均電流為30μA,版圖面積為0.925μm~2,電路各方面性能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。測(cè)試結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器芯片具備正常讀寫功能,在-17℃~65℃溫度范圍內(nèi)可保持穩(wěn)定。本文所提出的電荷泵上電峰值電流抑制技術(shù)使電源電壓僅下拉0.5V左右。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5
【部分圖文】：

某一技術(shù)的研究投入、研究成果及關(guān)注度。下面對(duì)全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)地分析與說(shuō)明。圖1.1 全球物聯(lián)網(wǎng)專利的申請(qǐng)量的總體趨勢(shì)分布圖由圖 1.1 可以看出，在 1996 年出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)專利，說(shuō)明此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)已逐步進(jìn)入了人們的視線。自 2000 年以來(lái)專利申請(qǐng)的數(shù)量每年都在增加，說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越被各國(guó)的科研人員所重視，而且取得了大量研究成果。這一時(shí)期，歐美、日韓都陸續(xù)發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃。2010 年以后專利申請(qǐng)量明顯增長(zhǎng)，說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展處于穩(wěn)定上升的狀態(tài)，且大量的研究成果被創(chuàng)造出來(lái)。下面分析國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.2 中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析圖由圖 1.2 可以看出，國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的專利申請(qǐng)量每年都在增加，但是在 2004 年之前，國(guó)內(nèi)的專利數(shù)量極少，2009 年之后專利數(shù)量大幅增漲，到 2015 年專利申請(qǐng)量已多達(dá) 4 萬(wàn)個(gè)，其數(shù)量仍處于增長(zhǎng)之勢(shì)。與國(guó)外的專利申請(qǐng)情況相比較，可知國(guó)內(nèi)開(kāi)始研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時(shí)間雖相對(duì)晚一些，但大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時(shí)間是相同的，而且國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)數(shù)量要遠(yuǎn)大于國(guó)外。下面通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)論文的分析來(lái)側(cè)面說(shuō)明國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。圖1.3 中國(guó)知網(wǎng)論文數(shù)量趨勢(shì)分析圖由圖 1.3 可以看出，論文的增長(zhǎng)趨勢(shì)和專利增長(zhǎng)趨勢(shì)一致，2004 年之后關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的文獻(xiàn)越來(lái)越多，表明中國(guó)從 2004 年開(kāi)始投入大量資源研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的

國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)數(shù)量要遠(yuǎn)大于國(guó)外。下面通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)論文的分析來(lái)側(cè)面說(shuō)明國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。圖1.3 中國(guó)知網(wǎng)論文數(shù)量趨勢(shì)分析圖由圖 1.3 可以看出，論文的增長(zhǎng)趨勢(shì)和專利增長(zhǎng)趨勢(shì)一致，2004 年之后關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的文獻(xiàn)越來(lái)越多，表明中國(guó)從 2004 年開(kāi)始投入大量資源研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的，與國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)相同。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 黃鵬;王源;杜剛;張鋼剛;康晉鋒;;適用于低電源電壓的快速預(yù)充Flash靈敏放大器[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

2 陳立剛;毛陸虹;;適用于無(wú)源RFID標(biāo)簽芯片的SPNVM優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2013年06期

3 張君宇;張滿紅;霍宗亮;劉t

本文編號(hào)：2820794