光刻机运动平台功率放大控制卡的设计与实现

摘要

IC关键装备及超精密制造技术直接体现了一个国家的制造技术水平和能力，光刻工艺对芯片产业发展的起到决定性作用。运动控制系统作为光刻机样机实现的最核心部分，所以设计并实现复杂的运动控制系统是光刻机样机的关键技术所在。
　　 本文首先分析了所设计的功率放大控制板卡在整个复杂的光刻机运动控制系统的物理位置，通过在对整个控制系统对板卡的功能需求和对板卡实际工作过程的分析基础上，完成了控制电路的总体硬件方案和逻辑功能代码设计。
　　 采用高集成度现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理器，因为FPGA具有高速、高灵活性、高可靠性和易于开发等优点。采用16位高精度的模数(DA)转换器作为板卡的核心电路，用于接收上层板卡传输的数字指令通过转换来控制伺服驱动器。采用了16位高精度数模(AD)转换电路以实时采集DA转换的模拟量，以达到整体的校准作用。同时为了保证精度要求，分别对AD和DA进行标定，标定后结果表明两者精度均满足设计的需求。采用了采用光纤作为传输通道的硬件电路，通过以太网收发器芯片实现了并串/串并转换(SERDES)，并通过光电/电光转换提高数据的传送率、电磁干扰。同时制定了为实时数据传输的高速串行链接通信协议(HSSL)。板级调试结果表明基于此协议数据能准确的传输且传输延时时间小。采用了高速的光栅尺差分信号接收电路，通过差分接收器将光栅尺差分信号转换成单端信号进入FPGA，通过逻辑处理可得到相应的位置信息。采用高速光耦进行数字量的隔离，实现了板间的电气隔离，降低了相互间的的干扰。
　　 在逻辑功能FPGA实现时，采用自顶向下的模块设计方法，各功能子模块一一实现后，通过板级的调试和测试表明功率放大控制卡能够准确、稳定、协调的运行，很好的完成预定的逻辑功能，也很理想的完成了功率放大控制卡的工作要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 功率放大控制卡的功能分析和总体设计

3 功率放大控制卡硬件电路设计

4 功率放大控制卡逻辑电路功能的实现

5 系统调试与仿真分析

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表学术论文目录