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将数据转换器IP集成到系统芯片简化设计技术一

发布时间:2020-07-21 18:24:49 阅读: 来源:胶条厂家

为了满足苛刻性能和快速运行要求,今天的系统,从通讯接口到高品质图像视频和多媒体系统,各种消费类应用广泛采用了数字信号处理技术。数据转换器成为现实世界模拟信号与数字域之间的接口。因此,数据转换器是完整信号处理链上的重要组成部分,而信号处理是每台消费电子设备上不可或缺的一部分。

尽管数据转换器设计复杂,但IP厂商能够为系统芯片(SoC)设计师提供几乎可以满足任何系统要求的数据转换器。此外,为了提供适合系统芯片集成的数据转换器,Synopsys等知名的数据转换器IP厂商采用了尖端的电路和架构技术,使它们在严苛的系统芯片环境中仍然坚固耐用。这些电路和架构技术(不在本文讨论范围之内)可以免除大系统芯片中常见的衬底和电源噪声影响,以及对制程、温度和电压变化表现稳定。

不过,为了实现数据转换器IP性能最大化,系统芯片设计师必须应对将数据转换器与系统芯片集成的挑战,避免危害整个系统性能的缺陷。

数据转换器IP集成之所以会被认为错综复杂,其原因是它要求精心的手动布局布线。但是,通过深入了解影响性能的潜在问题,系统芯片设计师可以具备成功集成达到预期性能的所有技术手段。

本文系统地介绍了12种简化设计技术,这些技术解决了系统集成中的所有常见问题,有助确保在系统芯片中成功集成高性能数据转换器。

数据转换器基础知识

采用最适合系统芯片终端应用的性能、速度和功耗要求的架构与配置,可以选择两种类型数据转换器,即模拟-数字转换器(ADC)和数字-模拟转换器(DAC)。

从物理集成的角度来看,两种数据转换器的信号接口相似,只不过ADC是将模拟输入信号转换成数字输出信号(图1),而DAC是将数字输入信号转换成模拟输出信号(图2)。

△模拟输入(in)/输出(out)信号有差分传输和单端传输方式,可有一个、两个或两个以上的通道;

△数字输出/输入(b)信号是模拟输入/输出信号的数字表现形式;

△参考电压可由内部基准电压源或外部输入;

△转换时钟(clk)可由内部锁相环驱动,或是由芯片外部提供;

△可提供电源和接地电源连接,包括模拟电源(avdd)、数字电源(dvdd)、模拟接地(agnd)和数字接地(dgnd)

成功的IP集成技术

第三方数字转换器IP在设计过程中考虑到了系统芯片集成和IP运行简单顺畅,没有障碍。但是,随意集成数据转换器可能造成系统性能变差。下面四部分将介绍几种有助确保IP集成成功的简单技术。

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