一种IC总线接口的工业控制用时钟/日历/存储芯片的设计

摘要

在广大的电子工业中,消费电子产品占有相当重要的地位.I<'2>C总线协议是Philips半导体公司提出的一种广泛应用于消费类电子、通信和工业电子等的片间串行总线.1992年提出的I<'2>C总线1.0版本,其旨在最大限度地使基于MCU,ASIC模块(如LCD驱动器,RAM,远端I/O等),CISC模块(如音频视频处理器等)的系统的设计者在数据传输速度,硬件资源利用率,系统稳定性以及开发周期等方面受益,为SOC的实现提供了一种总线连接方案.目前,I<'2>C总线协议已经发展到2.1版本,并得到广泛硬件厂商的支持.本课题的目的是设计一款用于消费电子,工业控制等领域的具有计时/日历/存储功能的专用集成电路,该芯片集成了256个字的寄存器组(其中包括240×8位SRAM),高稳定性的振荡回路和上电复位回路等模块.为了获得广泛的应用和市场,本芯片采用了I<'2>C协议作为接口标准.在设计过程中,我们采用了

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题研究背景概述

1.2应用广泛的I2C接口的消费电子芯片

1.3集成电路的设计方法概述

1.4本论文的结构安排

2 工业控制用I2C接口的时钟/日历/存储芯片的总体设计

2.1本芯片的功能设计和应用要求

2.2本芯片的模块划分

2.3设计的实现方法和流程

3 I2C SLAVE接口模块的前端设计

3.1 I2C总线协议的介绍

3.2本芯片I2C接口模块的功能定义

3.3行为级设计的状态分析

3.4本模块的RTL级代码实现和行为级仿真

3.5逻辑综合和原理图调整

4芯片内核数字电路其余子模块的设计

4.1标准单元设计中的主要单元分析

4.2控制逻辑模块的设计分析

4.3控制及功能寄存器的设计分析

4.4特殊分频器的设计分析

5 240 × 8位SRAM的设计

5.1静态随机存储器的电路特点

5.2本芯片SRAM的设计要求和结构设计

5.3本芯片SRAM中的各子模块设计

5.4本芯片SRAM的总体设计及仿真

6芯片中的谐振模块及上电复位模块的设计

6.1谐振回路的常用电路特点

6.2本芯片谐振模块的电路设计及仿真

6.3上电复位的常用电路特点

6.4本芯片上电复位模块的电路设计及仿真

7芯片的系统仿真

7.1系统仿真的方法和思想

7.2系统仿真的测试代码

7.3系统仿真的代表波形

8芯片的版图设计

8.1版图设计方法和流程概述

8.2全芯片版图

9结论和展望

致谢

参考文献

附录1作者在攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 I2C_SLAVE接口模块的行为级代码模型