专用集成电路AD的设计

A/D转换器的设计

一．实验目的：

（1）设计一个简单的LDO稳压电路

（2）掌握Cadence ic平台下进行ASIC设计的步骤；

（3）了解专用集成电路及其发展，掌握其设计流程；

二．A/D转换器的原理：

A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。

模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。符号框图如下：

数字输出量

常用的几种A/D器为;

(1):逐次比较型

逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB 开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

(2): 积分型

积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

(3):并行比较型/串并行比较型

并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级型AD，而从转换时序角度又可称为流水线型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

一．A/D转换器的技术指标:

(1）分辨率,指数字量的变化，一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2^n的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。

(2）转换速率,是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级，属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位ksps 和Msps，表示每秒采样千/百万次。

(3）量化误差，由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD（理想AD）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。（4）偏移误差，输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。（5）满刻度误差，满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。

（6）线性度，实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。

三、实验步骤

此次实验的A/D转换器用的为逐次比较型，原理图如下：

由于用到的是CSMC05MS的PDK，所以具体的电路搭建如下：

对其进行仿真，点击launch->ADE Ｌ得到如下的窗口：

设置运行时间为100u，model libraries设置为CSMC05MS的.scs文件，参考值为tt，点击运行得到如下的结果：

其中上图为输入，下图为输出。

对原理图进行版图设计如下：

对上版图进行DRC验证，其方法如下：

对版图导出GDS文件，与.drc规则文件放在同一个文件夹下。具体如下：

如果没错则不弹出窗口，有错就对着窗口修改，直到没有错误。

进行DRC验证后进行LVS验证：其方法如下：

对版图导出GDS文件，原理图导出的CDL网表与.LVS规则文件放在同一个文件夹下。具体步骤如下：

如果有错就按提示窗口进行修改，直到没有错误为止。

LVS后要进行参数提取及后仿真，参数提取即LPE的方法如LVS的方法。Lpe后会生成.DAT文件，对其可以用spectre进行后仿真。

设计体会：

本次课程设计是A/D转换器设计，最终原理图的设计与仿真和版图的DRC 验证都已经成功运行，但由于工艺链掌握的不是很熟悉，版图的后仿真没有成功。通过此次设计，了解了cadence版图设计的流程，同时对专用集成电路设计这门课程有了更深入的认识。希望以后会有更好的机会去深入了解及应用此软件。

AD芯片大全

AD系列芯片 1.模数转换器…… AD1380JD16位20us高性能模数转换器(民用级) AD1380KD16位20us高性能模数转换器(民用级) AD1671JQ12位1.25MHz采样速率带宽2MHz模数转换器(民用级) AD1672AP12位3MHz采样速率带宽20MHz单电源模数转换器(工业级) AD1674JN12位100KHz采样速率带宽500KHz模数转换器(民用级) AD1674AD12位100KHz采样速率带宽500KHz模数转换器(工业级) AD570JD/+8位25us模数转换器（民用）DIP AD574AJD12位25us模数转换器（民用）DIP AD574AKD12位25us模数转换器（民用）DIP AD578KN12位3us模数转换器（民用）DIP AD6640AST12位65MSPS模数转换器(工业级)LQFP AD6644AST14位65MSPS模数转换器(工业级)LQFP AD676JD16位100KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD676JN16位100KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD676KD16位100KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD677AR16位100KSPS采样速率串行输出模数转换器（民用级）SOIC AD677JD16位100KSPS采样速率串行输出模数转换器（民用级）DIP AD677JN16位100KSPS采样速率串行输出模数转换器（民用级）DIP AD678JD12位200KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD678KN12位200KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD679JN14位128KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD679KN14位128KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD7660AST16位100KSPS CMOS模数转换器（工业级）LQFP AD7664AST16位570KSPS CMOS模数转换器（工业级）LQFP AD7701AN16位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7703AN20位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7703BN20位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7705BN16位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7705BR16位∑–△模数转换器（工业级）SOICAD7706BN16位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7707BR16位∑–△模数转换器（工业级）SOICAD7710AN24位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7711AN24位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7712AN24位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7713AN24位∑–△模数转换器（工业级）DIPAD7714AN-324位∑–△模数转换器（工业级）DIP3V 电源AD7714AN-524位∑–△模数转换器（工业级）DIP5V电源AD7715AN-516位∑–△模数转换器（工业级）DIP5V电源AD7715AR-516位∑–△模数转换器（工业级）SOIC5V电源 AD7731BN24位∑–△模数转换器（工业级）DIP AD779JD14位128KSPS采样速率并行输出模数转换器（民用级）DIP AD7820KN8位500KSPS采样速率模数转换器（民用级） DIPAD7821KN8位1MSPS采样速率模数转换器（民用级） DIPAD7822BN8位2MSPS采样速率模数转换器（工业级） DIPAD7824BQ8位四通道高速模数转换器（民用级） DIPAD7824KN8位四通道高速模数转换器（工业级） DIPAD7856AN14位8通道285KSPS采样速率模数转换器（工业级） DIPAD7862AN-1012位4通道同时采样250KSPS速率模数转换器带2SHA and2ADCs（工业级）DIPAD7864AS-112位4通道同时采样147KSPS速率模数转换器（工业级） PQFPAD7865AS-114位4通道同时采样175KSPS速率模数转换器带2SHA and2ADCs（工业级）PQFPAD7872AN14位串行输出模数转换器（工业级） DIPAD7891AP-112位四通道同时采样模数转换器（工业级） DIPAD7892AN-112位四通道同时采样模数转换器（工业级） SOICAD7895AN-1012位750KSPS采样速率模数转换器（民用级） DIPAD7874AN12位750KSPS采样速率模数转换器（民用级） DIPAD7874BR12位8通道200KSPS速率模数转换器（工业级） SOICAD7886JD12位单电源八通道串行采样模数转换器（工业级） DIPAD7886KD12位单电源八通道串并行采样模数转换器（工业级）

ad转换芯片

高位高速AD、DA 模数转换器（A/D） l 8位分辨率 l TLV0831 8 位 49kSPS ADC 串行输出，差动输入，可配置为 SE 输入，单通道 l TLC5510 8 位 20MSPS ADC，单通道、内部 S、低功耗 l TLC549 8 位、40kSPS ADC，串行输出、低功耗、与 TLC540/545/1540 兼容、单通道 l TLC545 8 位、76kSPS ADC，串行输出、片上 20 通道模拟 Mux，19 通道 l TLC0831 8 位，31kSPS ADC 串行输出，微处理器外设/独立运算，单通道 l TLC0820 8 位，392kSPS ADC 并行输出，微处理器外设，片上跟踪与保持，单通道 l ADS931 8 位 30MSPS ADC，具有单端/差动输入和外部基准以及低功耗、电源关闭功能 l ADS930 8 位 30MSPS ADC，单端/差动输入具有内部基准以及低功耗、电源关闭功能 l ADS830 8 位 60MSPS ADC，具有单端/差动输入、内部基准和可编程输入范围 l 10位分辨率 l TLV1572 10 位 1.25 MSPS ADC 单通道 DSP/(Q)SPI IF S 极低功耗自动断电功能 l TLV1571 1 通道 10 位 1.25MSPS ADC，具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬件可配置、低功耗 l TLV1549 10 位 38kSPS ADC 串行输出、固有采样功能、终端与 TLC154、TLC1549x 兼容 l TLV1548 10 位 85kSPS ADC 系列输出，可编程供电/断电/转换速率，TMS320 DSP/SPI/QPSI Compat.，8 通道 l TLV1544 10 位 85kSPS ADC 串行输出，可编程供电/断电/转换速率，TMS320 DSP/SPI/QPSI 兼容，4 通道 l TLV1543 10 位 200 kSPS ADC 串行输出，内置自检测模式，内部 S，引脚兼容。TLC1543，11 通道 l TLC1549 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，单通道 l TLC1543 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，11 通道 l TLC1542 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，11 通道 l TLC1541 10 位 32kSPS ADC 串行输出微处理器外设/独立、11 通道 l THS1030 10 位，30MSPS ADC 单通道，COMP 引脚具有 TLC876，超出范围指示信号，电源关闭功能 l THS1007 10 位 6MSPS 同步采样四路通道 ADC；包含并行 DSP/uP I/F 通道自动扫描 l ADS901 10 位 20MSPS ADC，具有单端/差动输入、外部参考和可调节全范围 l ADS900 10 位 20MSPS ADC，具有单端/差动输入、内部基准和可调节全范围 l ADS828 10 位 75MSPS ADC，具有单端/差动输入、内部/外部参考、可可编程i/p 范围和断电功能，并与 ADS822/3/5/6 兼容 l ADS826 10 位，60MSPS ADC，SE/差动，内部/外部参考，可编程输入范围，具有关断状态并且与 ADS822/3/5/8 兼容

常用的AD芯片

常用的A/D芯片 1. AD公司AD/DA器件 AD公司生产的各种模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)(统称数据转换器)一直保持市场领导地位，包括高速、高精度数据转换器和目前流行的微转换器系统（MicroConvertersTM )。 1.1带信号调理、1mW功耗、双通道16位AD转换器：AD7705 AD7705是AD公司出品的适用于低频测量仪器的AD转换器。它能将从传感器接收到的很弱的输入信号直接转换成串行数字信号输出，而无需外部仪表放大器。采用Σ-Δ的ADC，实现16位无误码的良好性能，片内可编程放大器可设置输入信号增益。通过片内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率，可设置数字滤波器的第一个凹口。在+3V电源和1MHz主时钟时， AD7705 功耗仅是1mW。AD7705是基于微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）系统的理想电路，能够进一步节省成本、缩小体积、减小系统的复杂性。应用于微处理器（MCU）、数字信号处理（DSP）系统，手持式仪器，分布式数据采集系统。 1.2 3V/5V CMOS信号调节AD转换器：AD7714 AD7714是一个完整的用于低频测量应用场合的模拟前端，用于直接从传感器接收小信号并输出串行数字量。它使用Σ-Δ转换技术实现高达24位精度的代码而不会丢失。输入信号加至位于模拟调制器前端的专用可编程增益放大器。调制器的输出经片内数字滤波器进行处理。数字滤波器的第一次陷波通过片内控制寄存器来编程，此寄存器可以调节滤波的截止时间和建立时间。AD7714有3个差分模拟输入（也可以是5个伪差分模拟输入）和一个差分基准输入。单电源工作（+3V或+5V）。因此，AD7714能够为含有多达5个通道的系统进行所有的信号调节和转换。AD7714很适合于灵敏的基于微控制器或DSP的系统，它的串行接口可进行3线操作，通过串行端口可用软件设置增益、信号极性和通道选择。AD7714具有自校准、系统和背景校准选择，也允许用户读写片内校准寄存器。CMOS结构保证了很低的功耗，省电模式使待机功耗减至15μW（典型值）。 1.3微功耗8通道12位AD转换器：AD7888 AD7888是高速、低功耗的12位AD转换器，单电源工作，电压范围为2.7V～5.25V，转换速率高达125ksps，输入跟踪-保持信号宽度最小为500ns，单端采样方式。AD7888包含有8个单端模拟输入通道，每一通道的模拟输入范围均为0～Vref。该器件转换满功率信号可至3MHz。AD7888具有片内2.5V电压基准，可用于模数转换器的基准源，管脚REF in/REF out允许用户使用这一基准，也可以反过来驱动这一管脚，向AD7888提供外部基准，外部基准的电压范围为1.2V～VDD。CMOS结构确保正常工作时的功率消耗为2mW（典型值），省电模式下为3μW。 1.4 微功耗、满幅度电压输出、12位DA转换器：AD5320 AD5320是单片12位电压输出D/A转换器，单电源工作，电压范围为+2.7V～5.5V。片内高精度输出放大器提供满电源幅度输出，AD5320利用一个3线串行接口，时钟频率可高达30MHz，能与标准的SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口标准兼容。AD5320的基准来自电源输入端，因此提供了最宽的动态输出范围。

集成电路培养方案.

西安邮电学院电子工程学院 本科集成电路设计与集成系统专业培养方案 学科：工学---电气信息专业：集成电路设计与集成系统（Engineering---Electric Information）（Integrated Circuit Design & Integrated System）专业代码：080615w 授予学位：工学学士 一、专业培养指导思想 遵循党和国家的教育方针，体现“两化融合”的时代精神，把握高等教育教学改革发展的规律与趋势，树立现代教育思想与观念，结合社会需求和学校实际，按照“打好基础、加强实践，拓宽专业、优化课程、提高能力”的原则，适应社会主义现代化建设和信息领域发展需要，德、智、体、美全面发展，具有良好的道德修养、科学文化素质、创新精神、敬业精神、社会责任感以及坚实的数理基础、外语能力和电子技术应用能力，系统地掌握专业领域的基本理论和基本知识，受到严格的科学实验训练和科学研究训练，能够在集成电路设计与集成系统领域，特别是通信专用集成电路与系统领域从事科学研究、产品开发、教学和管理等方面工作的高素质应用型人才。 二、专业培养目标 本专业学生的知识、能力、素质主要有：①较宽厚的自然科学理论基础知识、电路与系统的学科专业知识、必要的人文社会学科知识和良好的外语基础；②较强的集成电路设计和技术创新能力，具有通信、计算机、信号处理等相关学科领域的系统知识及其综合运用知识解决问题的能力；③较强的科学研究和工程实践能力，总结实践经验发现新知识的能力，掌握电子设计自动化（EDA）工具的应用；④掌握资料查询的基本方法和撰写科学论文的能力，了解本专业领域的理论前沿和发展动态；⑤良好的与人沟通和交流的能力，协同工作与组织能力；⑥良好的思想道德修养、职业素养、身心素质。毕业学生能够从事通信集成电路设计与集成系统的设计、开发、应用、教学和管理工作，成为具有奉献精神、创新意识和实践能力的高级应用型人才。 三、学制与学分 学制四年，毕业生应修最低学分198学分，其中必修课110学分，限选课36学分，任选课10学分，集中实践环节34学分，课外科技与实践活动8学分。

集成电路设计方法的发展历史

集成电路设计方法的发展历史 、发展现状、及未来主流设 计方法报告 集成电路是一种微型电子器件或部件，为杰克·基尔比发明，它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。 一、集成电路的发展历史： 1947年：贝尔实验室肖克莱等人发明了晶体管，这是微电子技术发展中第一个里程碑； 1950年：结型晶体管诞生； 1950年： R Ohl和肖特莱发明了离子注入工艺； 1951

年：场效应晶体管发明； 1956年：C S Fuller发明了扩散工艺； 1958年：仙童公司Robert Noyce与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史； 1960年：H H Loor和E Castellani发明了光刻工艺；1962年：美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管； 1963年：和首次提出CMOS技术，今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺； 1964年：Intel摩尔提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍； 1966年：美国RCA公司研制出CMOS集成电路，并研制出第一块门阵列； 1967年：应用材料公司成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司； 1971年：Intel推出1kb动态随机存储器，标志着大规模集成电路出现； 1971年：全球第一个微处理器4004Intel公司推出，采用的是MOS工艺，这是一个里程碑式的发明； 1974年：RCA公司推出第一个CMOS微处理器1802； 1976年：16kb DRAM和4kb SRAM问世； 1978年：64kb动态随机存储器诞生，不足平方厘米的硅片上集成了14万个晶体管，标志着超大规模集成电路时

专用集成电路

实验一 EDA软件实验 一、实验目的： 1、掌握Xilinx ISE 9.2的VHDL输入方法、原理图文件输入和元件库的调用方法。 2、掌握Xilinx ISE 9.2软件元件的生成方法和调用方法、编译、功能仿真和时序仿真。 3、掌握Xilinx ISE 9.2原理图设计、管脚分配、综合与实现、数据流下载方法。 二、实验器材： 计算机、Quartus II软件或xilinx ISE 三、实验内容： 1、本实验以三线八线译码器（LS74138）为例，在Xilinx ISE 9.2软件平台上完成设计电 路的VHDL文本输入、语法检查、编译、仿真、管脚分配和编程下载等操作。下载芯片选择Xilinx公司的CoolRunner II系列XC2C256-7PQ208作为目标仿真芯片。 2、用1中所设计的的三线八线译码器（LS74138）生成一个LS74138元件，在Xilinx ISE 9.2软件原理图设计平台上完成LS74138元件的调用，用原理图的方法设计三线八线译 码器（LS74138），实现编译，仿真，管脚分配和编程下载等操作。 四、实验步骤： 1、三线八线译码器（LS 74138）VHDL电路设计 (1)三线八线译码器（LS74138）的VHDL源程序的输入 打开Xilinx ISE 6.2编程环境软件Project Navigator，执行“file”菜单中的【New Project】命令，为三线八线译码器（LS74138）建立设计项目。项目名称【Project Name】为“Shiyan”,工程建立路径为“C:\Xilinx\bin\Shiyan1”，其中“顶层模块类型（Top-Level Module Type）”为硬件描述语言（HDL），如图1所示。 图1 点击【下一步】，弹出【Select the Device and Design Flow for the Project】对话框，在该对话框内进行硬件芯片选择与工程设计工具配置过程。

集成电路设计方法--复习提纲

集成电路设计方法--复习提纲 2、实际约束：设计最优化约束：建立时钟，输入延时，输出延时，最大面积 设计规则约束：最大扇出，最大电容 39.静态时序分析路径的定义 静态时序分析通过检查所有可能路径上的时序冲突来验证芯片设计的时序正确性。时序路径的起点是一个时序逻辑单元的时钟端，或者是整个电路的输入端口，时序路径的终点是下一个时序逻辑单元的数据输入端，或者是整个电路的输出端口。 40.什么叫原码、反码、补码？ 原码：X为正数时，原码和X一样；X为负数时，原码是在X的符号位上写“1”反码：X为正数是，反码和原码一样；X为负数时，反码为原码各位取反 补码：X为正数时，补码和原码一样；X为负数时，补码在反码的末位加“1” 41.为什么说扩展补码的符号位不影响其值？ SSSS SXXX = 1111 S XXX + 1 —— 2n2n12n1例如1XXX=11XXX,即为XXX-23=XXX+23-24. 乘法器主要解决什么问题？ 1.提高运算速度2.符号位的处理 43.时钟网络有哪几类？各自优缺点？ 1. H树型的时钟

网络： 优点：如果时钟负载在整个芯片内部都很均衡，那么H 树型时钟网络就没有系统时钟偏斜。缺点：不同分支上的叶节点之间可能会出现较大的随机偏差、漂移和抖动。 2. 网格型的时钟网络 优点：网格中任意两个相近节点之间的电阻很小，所以时钟偏差也很小。缺点：消耗大量的金属资源，产生很大的状态转换电容，所以功耗较大。 3.混合型时钟分布网络优点：可以提供更小的时钟偏斜，同时，受负载的影响比较小。缺点：网格的规模较大，对它的建模、自动生成可能会存在一些困难。 总线的传输机制？ 1. 早期：脉冲式机制和握手式机制。 脉冲式机制：master发起一个请求之后，slave在规定的t时间内返回数据。 握手式机制：master发出一个请求之后，slave在返回数据的时候伴随着一个确认信号。这样子不管外设能不能在规定的t时间内返回数据，master都能得到想要的数据。 2. 随着CPU频率的提高，总线引入了wait的概念 如果slave能在t时间内返回数据，那么这时候不能把wait信号拉高，如果slave不能在t时间内返回数据，那么必须在t时间内将wait信号拉高，直到slave将可以返回

51单片机课程设计 AD转换

课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.

AD转换 要求： A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换，并显示（保留4位数字）设计框图：

方案设计： AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多，可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器，通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。 下面说明各引脚功能： ?IN0～IN7：8路模拟量输入端。 ?2-1～2-8：8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。 ?START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 ?EOC： A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 ?OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 ?CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。

?REF（+）、REF（-）：基准电压。 ?Vcc：电源，单一+5V。 ?GND：地 工作原理： 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC 变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。

集成电路设计流程

集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计 –Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为 IC主要的设计方法 –从确定电路系统的性能指标开始，自系 统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理 级逐级细化并逐级验证其功能和性能 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行 为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟。 . 系统级功能验证技术。验证系统功能时不必 考虑电路的实现结构和实现方法，这是对付 设计复杂性日益增加的重要技术，目前系统 级DSP模拟商品化软件有Comdisco，Cossap等， 它们的通讯库、滤波器库等都是系统级模型 库成功的例子。 . 逻辑综合--是行为设计自动转换到逻辑结构 设计的重要步骤 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University

专用集成电路AD的设计

A/D转换器的设计 一．实验目的： （1）设计一个简单的LDO稳压电路 （2）掌握Cadence ic平台下进行ASIC设计的步骤； （3）了解专用集成电路及其发展，掌握其设计流程； 二．A/D转换器的原理： A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。 模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。符号框图如下： 数字输出量 常用的几种A/D器为; (1):逐次比较型 逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB 开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。 (2): 积分型 积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。 (3):并行比较型/串并行比较型

并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。 串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级型AD，而从转换时序角度又可称为流水线型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。 一．A/D转换器的技术指标: (1）分辨率,指数字量的变化，一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2^n的比值。分辨率又称精度，通常以数字信号的位数来表示。 (2）转换速率,是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD，逐次比较型AD是微秒级，属中速AD，全并行/串并行型AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念，是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位ksps 和Msps，表示每秒采样千/百万次。 (3）量化误差，由于AD的有限分辩率而引起的误差，即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD（理想AD）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。（4）偏移误差，输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。（5）满刻度误差，满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。 （6）线性度，实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。 三、实验步骤 此次实验的A/D转换器用的为逐次比较型，原理图如下：

16位AD转换芯片AD770506

1.引言 在智能仪器仪表的应用中，由于传统的传感器信号是模拟信号，所以对于智能化的仪器，肯定需要A/D转换器以实现单片机的控制。在许多应用场合需要16位以上的高精度测量，而传统的积分型和逐次比较型A/D实现起来难度较大，且成本很高。近年来兴起的Σ―ΔA/D转换技术却能以较低的成本获取极高的分辨率。 AD公司的AD7705/06以及AD7707为比较典型的一种16位A/D转换芯片。 2. AD7705/06 简介 AD7705/06是美国AD公司近期推出的一款新型A/D芯片，其总体结构如图1所示。 AD7705/06芯片是带有自校正功能的Σ-Δ于A/D转换器。其内部由多路模拟开关、缓冲器、可编程增益放大器(PGA)、Σ-Δ调制器、数字滤波器、基准电压输入、时钟电路及串行接口组成。其中串行接口包括寄存器组，它由通讯寄存器、设置寄存器、时钟寄存器、数据输出寄存器、零点校正寄存器和满程校正寄存器等组成。该芯片还包括2通道差分输入(AD7705)和3种伪差分通道输入(AD7706)。 AD7705/06的PGA可通过指令设定，对不同幅度的输入信号实现1、2、4、8、16、32、64和128倍的放大，因此AD7705/06芯片既可接受从传感器送来的低电平输入信号，亦可接受高电平(10V)信号，它运用Σ―Δ技术实现16位无误码性能;它的输出速度同样可由指令设定，范围由 20Hz到500Hz;它能够通过指令设定对零点和满程进行校正;AD7705/06与微处理器的数据传送通过串行方式进行，采用了节省端口线的通讯方式，最少只占用控制机的两条端口线。 3. AD7705/06的基本连接及其与微处理器接口电路 3.1 AD7705/06的基本连接

集成电路的设计方法探讨

集成电路的设计方法探讨 摘要：21世纪，信息化社会到来，时代的进步和发展离不开电子产品的不断进步，微电子技术对于各行各业的发展起到了极大的推进作用。集成电路（integratedcircuit，IC）是一种重要的微型电子器件，在包括数码产品、互联网、交通等领域都有广泛的应用。介绍集成电路的发展背景和研究方向，并基于此初步探讨集成电路的设计方法。 关键词集成电路设计方法 1集成电路的基本概念 集成电路是将各种微电子原件如晶体管、二极管等组装在半导体晶体或介质基片上，然后封装在一个管壳内，使之具备特定的电路功能。集成电路的组成分类：划分集成电路种类的方法有很多，目前最常规的分类方法是依据电路的种类，分成模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。模拟信号有收音机的音频信号，模拟集成电路就是产生、放大并处理这类信号。与之相类似的，数字集成电路就是产生、放大和处理各种数字信号，例如DVD重放的音视频信号。此外，集成电路还可以按导电类型（双极型集成电路和单极型集成电路）分类；按照应用领域（标准通用集成电路和专用集成电路）分类。集成电路的功能作用：集成电路具有微型化、低能耗、寿命长等特点。主要优势在于：集成电路的体积和质量小；将各种元器件集中在一起不仅减少了外界电信号的干扰，而且提高了运行

速度和产品性能；应用方便，现在已经有各种功能的集成电路。基于这些优异的特性，集成电路已经广泛运用在智能手机、电视机、电脑等数码产品，还有军事、通讯、模拟系统等众多领域。 2集成电路的发展 集成电路的起源及发展历史：众所周知，微电子技术的开端在1947年晶体管的发明，11年后，世界上第一块集成电路在美国德州仪器公司组装完成，自此之后相关的技术（如结型晶体管、场效应管、注入工艺）不断发展，逐渐形成集成电路产业。美国在这一领域一直处于世界领先地位，代表公司有英特尔公司、仙童公司、德州仪器等大家耳熟能详的企业。集成电路的发展进程：我国集成电路产业诞生于六十年代，当时主要是以计算机和军工配套为目标，发展国防力量。在上世纪90年代，我国就开始大力发展集成电路产业，但由于起步晚、国外的技术垄断以及相关配套产业也比较落后，“中国芯”始终未能达到世界先进水平。现阶段我国工业生产所需的集成电路主要还是依靠进口，从2015年起我国集成电路进口额已经连续三年比原油还多，2017年的集成电路进口额超过7200亿元。因此，在2018年政府工作报告中把推动集成电路产业发展放在了五大突出产业中的首位，并且按照国家十三五规划，我国集成电路产业产值到2020年将会达到一万亿元。中国比较大型的集成电路设计制造公司有台积电、海思、中兴等，目前已在一些技术领域取得了不错的成就。集成电路的发展方向：提到集成电路的发展，就必须要说到摩尔定律：集成度每18个月翻一番。而现今正处在

常用AD芯片介绍

目前生产AD/DA的主要厂家有ADI、TI、BB、PHILIP、MOTOROLA等，武汉力源公司拥有多年从事电子产品的 经验和雄厚的技术力量支持，已取得排名世界前列的模拟IC生产厂家ADI、TI 公司代理权，经营全系列适用各 种领域/场合的AD/DA器件。 1. AD公司AD/DA器件 AD公司生产的各种模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)(统称数据转换器)一直保持市场领导地位，包括 高速、高精度数据转换器和目前流行的微转换器系统（MicroConvertersTM )。 1）带信号调理、1mW功耗、双通道16位AD转换器：AD7705 AD7705是AD公司出品的适用于低频测量仪器的AD转换器。它能将从传感器接收到的很弱的输入信号直接 转换成串行数字信号输出，而无需外部仪表放大器。采用Σ-Δ的ADC，实现16位无误码的良好性能，片内可 编程放大器可设置输入信号增益。通过片内控制寄存器调整内部数字滤波器的关闭时间和更新速率，可设置 数字滤波器的第一个凹口。在+3V电源和1MHz主时钟时， AD7705功耗仅是1mW。AD7705是基于微控制器（MCU ）、数字信号处理器（DSP）系统的理想电路，能够进一步节省成本、缩小体积、减小系统的复杂性。应用于 微处理器（MCU）、数字信号处理（DSP）系统，手持式仪器，分布式数据采集系统。 2）3V/5V CMOS信号调节AD转换器：AD7714 AD7714是一个完整的用于低频测量应用场合的模拟前端，用于直接从传感器接收小信号并输出串行数字 量。它使用Σ-Δ转换技术实现高达24位精度的代码而不会丢失。输入信号加至位于模拟调制器前端的专用可 编程增益放大器。调制器的输出经片内数字滤波器进行处理。数字滤波器的第一次陷波通过片内控制寄存器 来编程，此寄存器可以调节滤波的截止时间和建立时间。AD7714有3个差分模拟输入（也可以是5个伪差分模 拟输入）和一个差分基准输入。单电源工作（+3V或+5V）。因此，AD7714能够为含有多达5个通道的系统进行 所有的信号调节和转换。AD7714很适合于灵敏的基于微控制器或DSP的系统，它的串行接口可进行3线操作， 通过串行端口可用软件设置增益、信号极性和通道选择。AD7714具有自校准、系统和背景校准选择，也允许 用户读写片内校准寄存器。CMOS结构保证了很低的功耗，省电模式使待机功耗减至15μW（典型值）。 3）微功耗8通道12位AD转换器：AD7888 AD7888是高速、低功耗的12位AD转换器，单电源工作，电压范围为2.7V～5.25V，转换速率高达125ksps ，输入跟踪-保持信号宽度最小为500ns，单端采样方式。AD7888包含有8个单端模拟输入通道，每一通道的模

高速AD芯片集

高位高速AD、DA 2010-09-16 13:46:05| 分类：学术专题| 标签：|字号大中小订阅 模数转换器（A/D） l 8位分辨率 l TLV0831 8 位 49kSPS ADC 串行输出，差动输入，可配置为 SE 输入， 单通道 l TLC5510 8 位 20MSPS ADC，单通道、内部 S、低功耗 l TLC549 8 位、40kSPS ADC，串行输出、低功耗、与 TLC540/545/1540 兼 容、单通道 l TLC545 8 位、76kSPS ADC，串行输出、片上 20 通道模拟 Mux，19 通 道 l TLC0831 8 位，31kSPS ADC 串行输出，微处理器外设/独立运算，单通 道 l TLC0820 8 位，392kSPS ADC 并行输出，微处理器外设，片上跟踪与保 持，单通道 l ADS931 8 位 30MSPS ADC，具有单端/差动输入和外部基准以及低功 耗、电源关闭功能 l ADS930 8 位 30MSPS ADC，单端/差动输入具有内部基准以及低功耗、 电源关闭功能 l ADS830 8 位 60MSPS ADC，具有单端/差动输入、内部基准和可编程输 入范围 l 10位分辨率 l TLV1572 10 位 1.25 MSPS ADC 单通道 DSP/(Q)SPI IF S 极低功耗自动 断电功能 l TLV1571 1 通道 10 位 1.25MSPS ADC，具有 8 通道输出、DSP/SPI、硬 件可配置、低功耗 l TLV1549 10 位 38kSPS ADC 串行输出、固有采样功能、终端 与 TLC154、 TLC1549x 兼容 l TLV1548 10 位 85kSPS ADC 系列输出，可编程供电/断电/转换速率，TMS320 DSP/SPI/QPSI Compat.，8 通道 l TLV1544 10 位 85kSPS ADC 串行输出，可编程供电/断电/转换速率， TMS320 DSP/SPI/QPSI 兼容，4 通道 l TLV1543 10 位 200 kSPS ADC 串行输出，内置自检测模式，内部 S，引 脚兼容。 TLC1543，11 通道 l TLC1549 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，单通道 l TLC1543 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，11 通道 l TLC1542 10 位，38kSPS ADC 串行输出，片上系统时钟，11 通道 l TLC1541 10 位 32kSPS ADC 串行输出微处理器外设/独立、11 通道 l THS1030 10 位，30MSPS ADC 单通道，COMP 引脚具有 TLC876，超 出范围指示信号，电源关闭功能 l THS1007 10 位 6MSPS 同步采样四路通道 ADC；包含并 行 DSP/uP I/F 通道自动扫描 l ADS901 10 位 20MSPS ADC，具有单端/差动输入、外部参考和可调节

专用集成电路设计

专用集成电路课程设计 简易电子琴 通信工程学院 011051班 侯珂

01105023 目录 1 引言 (1) 1.1设计的目的 (1) 1.2设计的基本内容 (2) 2 EDA、VHDL简介 (2) 2.1EDA技术 (2) 2.2硬件描述语言——VHDL (3) 2.2.1 VHDL的简介 (3) 2.2.2 VHDL语言的特点 (3) 2.2.3 VHDL的设计流程 (4) 3 简易电子琴设计过程 (5) 3.1简易电子琴的工作原理 (5) 3.2简易电子琴的工作流程图 (5) 3.3简易电子琴中各模块的设计 (6) 3.3.1 乐曲自动演奏模块 (7) 3.3.2 音调发生模块 (8) 3.3.3 数控分频模块 (9)

3.3.4 顶层设计 (10) 4 系统仿真 (12) 5 结束语 (14) 收获和体会.................................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (15) 附录 (16)

1 引言 我们生活在一个信息时代，各种电子产品层出不穷，作为一个计算机专业的学生，了解这些电子产品的基本组成和设计原理是十分必要的，我们学习的是计算机组成的理论知识，而课程设计正是对我们学习的理论的实践与巩固。本设计主要介绍的是一个用超高速硬件描述语言VHDL设计的一个具有若干功能的简易电子琴，其理论基础来源于计算机组成原理的时钟分频器。 摘要本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴，该系统基于计算机中时钟分频器的原理，采用自顶向下的设计方法来实现，它可以通过按键输入来控制音响。系统由乐曲自动演奏模块、音调发生模块和数控分频模块三个部分组成。系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿真、整合。本系统功能比较齐全，有一定的使用价值。 关键字电子琴、EDA、VHDL、音调发生 1.1 设计的目的 本次设计的目的就是在掌握计算机组成原理理论的基础上，了解EDA技术，掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识，例如本课程设计就是基于所学的计算机原理中的时钟分频器和定时器的基础之上的，通过本课程设计，达到巩固和综合运用计算机原理中的知识，理论联系实际，巩固所学理论知识，并且提高自己通过所学理论分析、解决计算机实际问题的能力。

集成电路设计与集成系统专业完全解析

集成电路设计与集成系统专业 （本科、学制四年) Integrated Circuit Design & Integrated System 一、专业简介 集成电路设计和应用是多学科交叉高技术密集的学科，是现代电子信息科技的核心技术，是国家综合实力的重要标志。“集成电路设计和集成系统”是国家教育部2003年最新设立的本科专业之一。目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛。本专业主要以培养高层次、应用型、复合型的芯片设计工程人才为目标，为计算机、通信、家电和其它电子信息领域培养既具有系统知识又具有集成电路设计基本知识，同时具有现代集成电路设计理念的新型研究人才和工程技术人员。 二、培养目标和培养范围 培养目标：本专业以集成电路设计能力为目标，培养掌握微电子和集成电路基本理论、现代集成电路设计专业基础知识和基本技能，掌握集成电路设计的EDA工具，熟悉电路、计算机、信号处理、通信等相关系统知识，能够满足集成电路设计领域及相关行业工作需求，从事集成电路设计和集成系统的研究、开发和应用。具有一定创新能力的适应现代化建设和当前急需的高级技术人才。 培养范围：本专业学生将具有以下方面的知识与能力： 1、扎实的数理基础和外语能力； 2、充实的社会科学知识，在文、史、哲、法、社会和政经等领域有一定的修养； 3、模拟、数字电路基本原理与设计的硬件应用能力； 4、信息系统的基本理论、原理与设计应用能力； 5、计算机和网络的基本原理及软硬件应用能力； 6、微电子及半导体器件基本理论知识； 7、集成电路基本理论与原理以及集成电路设计与制造基本知识； 8、集成电路设计、制造和EDA技术的基本知识与应用能力。 三、就业方向 集成电路以及电子整机设计及制造等领域从事科研、教学、科技开发、生产管理和行政管理等工作；继续深造攻

集成电路设计方法与设计流程

集成电路设计方法与设计流程 集成电路设计概述 集成电路设计描述 集成电路设计策略 基于硬件描述语言的集成电路设计方法 集成电路设计流程及EDA工具

1、正向设计与反向设计按功能和实现的先后顺序分

1、正向设计与反向设计 反向设计方法的应用领域越来越小 ?功能的多样化和专门化 ?集成度越来越高，十亿晶体管;保密措施 ?光学显微镜受限:日本奥林巴斯:0.35um；德国徕卡:0.18um；日本尼康:0.25um；德国蔡 司:0.13um,+UV共轭紫外线(14万$) ?反应离子蚀刻（RIE）机受限: Al互连，Cu互连 正向设计方法得到了越来越广泛的研究和应用?关键技术是综合技术，主要依赖于包括高层次综合、逻辑综合、版图综合在内的各个层次的综合方法和工具的发展，而高层次综合是首要环节.

2、自顶向下和自底向上设计 从整体和局部的先后顺序上分

Top-Down设计 Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为IC 主要的设计方法 ?从确定电路系统的设计指标开始 ?将系统划分为各个功能模块，每个模块 由更细化的行为描述表达 ?自系统级、寄存器传输级、逻辑级直到 物理级逐级细化并逐级验证其功能和性 能

Top-Down设计关键技术 系统级功能验证技术 不必考虑电路的实现结构和实现方法，这是对付设计复杂性日益增加的重要技术 需要开发系统级模型及建立模型库 这些模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟 Cadence的SPW：行为算法级设计工具 Synopsys COSSAP：DSP & communication design environment，其中的通讯库、滤波器库等 都是系统级模型库成功的例子 目前存在的可能： 缺少可综合的系统级库资源 通过行为级综合工具把功能级描述转换成RTL级描述，速度最快可达到传统人工方式的20倍，但 工具尚未实用化