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模拟/混合信号集成电路行为级设计和仿真验证

李刚  
【摘要】:半导体产业的发展促使集成电路设计和制造由单个IC、ASIC向SoC转变,SoC由数字SoC全面转向混合信号SoC,成为真正意义上的系统级芯片。混合信号SoC设计面临许多新的挑战,设计的复杂性呼唤新的设计方法和工具。 传统的"Bottom-Up"和已经应用到工程实践的"Top-Down"设计方法不能适应集成电路设计发展要求。通过行为级设计作为沟通系统级和线路级设计的桥梁,实现了多种设计通路,并扩展了混合信号仿真的意义。混合信号硬件描述语言具有描述数字电路和模拟电路的能力,具有描述系统行为和电路性能的能力,成为系统级和行为级设计的最佳选择。 模拟电路是混合信号集成电路设计的瓶颈,因此本论文的研究重点是模拟电路的行为级建模。论文以混合信号系统这——DC-DC变换器为着眼点,分析了DC-DC变换器工作原理、控制方式和工作模式。在分析电压模BUCK型DC-DC变换器各个模块的外部性能和内部结构基础上,建立数学模型,采用混合信号硬件描述语言——Verilog-AMS建立其行为级模型,并验证模型的正确性和可靠性。利用行为级模型进行稳定性分析,设计补偿网络。 在讨论混合信号仿真验证流程和工具基础上,对比分析电压模BUCK型DC-DC变换器XD6529的行为级模型和晶体管级模型的仿真结果,实现数字和模拟、不同抽象级描述的混合仿真,提高效率,实现资源的合理分配。


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