一种基于开关电容技术fpaa的分析与设计-analysis and design of fpaa based on switched capacitor technology.docxVIP

ABSTRACTapplicationaboutFPAAchipconfiguration.ThispaperisabeneficialexploitureonFPAAforourcountry.Keywords:FPAA,CAB,configurablecode,analogsingle,processinguniversalfilter目录目录第一章绪论..........................................................13.2.1差分运算放大器的设计................................323.2.2可编程开关电容模块的设计............................393.2.3电容功能控制模式....................................403.2.4CAB的配置编码定义和存储方式433.3系统时钟模块设计...........................................453.4配置电路模块设计与控制的实现...............................473.4.1配置电路的功能......................................473.4.2三种外部控制器件配置工作时序........................503.5基准电压与电流偏置模块设计.................................553.6基于FPAA的二阶低通滤波器配置应用实例63第四章FPAA版图设计674.1版图设计基本流程...........................................674.2版图设计方法与要点.........................................694.3FPAA电路版图设计74目录第五章总结.........................................................76致谢..............................................................77参考文献............................................................78攻硕期间取得的成果..................................................81第一章绪论1.1FPAA的概念随着CMOS的VLSI技术沿着摩尔定律不断的发展，现在成熟的厂商（包括INTEL和IBM等）使用最先进的45nm工艺生产具有数十亿晶体管的大规模数字芯片。为了适应数字设计产品对更高集成度、更强功能、更快的上市时间的要求，数字可编程FPGA的设计技术和验证技术也取得了飞速的发展，市场上的FPGA产品不但功能强大、技术成熟并且使用方便快捷；与此同时，模拟电路的全球市场销售收入依然在不断的增长，用于现实世界的温度、光线、压力、图像、速度等连续信号采集和变换的模拟器件依然充满活力[1]。模拟电路是现实世界和数字世界的接口，在强大的数字处理芯片周围，A/D转换器、D/A转换器、传感器、电源管理和模拟滤波器等模拟器件起着不可或缺的作用。为了适应激烈市场竞争的需要，模拟电路设计者受FPGA的启发，打破了模拟电路全定制的传统开发流程，开发一种高速度、低成本、低风险的现场可编程模拟阵列（FPAA：Fieldprogrammableanalogarrays），开拓出一片模拟设计的新领域。FPAA的出现极大的加速了模拟电路设计的开发速度，降低了开发的难度。在传统的全定制开发流程中，有两大问题一直困扰着非专业模拟设计的系统开发厂商。一、模拟电路产品与半导体工艺器件密切相关。工艺厂能够提供的器件种类的多少，器件参数性能优劣，工艺稳定性和可靠性的保证，直接决定开发产品的种类和性能，一个具有竞争优势的企业需要工艺厂为开发提供强有力的支持，而具有竞争力的企业也会花大力气去不断更新和优化自己的工艺器件性能。二、模拟电路设计需要有丰富经验的工程师团队。模拟电路的开发涉及多方面的知识和经验，主要包括半导体器件的知识、电路设计的经验，版图设计的经验，流片测试经验。只有以上各个过程天衣无缝的连接和推进，才能保证最后模拟产品在量产后具有市场竞争力。而FPAA克服了模拟电路开发中的以上困难，创新的研发出了模拟电路EDA开发流程，使即使不熟悉模拟电路设计的工程师也能够在最短的时间内，开发出合乎规格的模拟电路芯片。如图1-1就是一款由ANADIGM公司出品的FPAA芯片示意图[2]。相对于FPGA器件的核心CLB，FP