DVD伺服控制微处理器集成电路的设计

摘要

作为DVD驱动和管理SOC(System On Chip)芯片中的一部分,DVD伺服控制微处理器被设计用来执行DVD系统的伺服控制程序,如聚焦,旋转,寻道,寻迹等控制任务.为了获得比较高的性能,设计DVD伺服控制微处理器时,采用了具有RISC特征的指令集,程序和数据总线分离的哈佛结构,内部使用了四条程序和数据总线.为了支持加法,减法,乘法,跳转及数据传输等指令设计了相应的执行和控制逻辑.为了适应DVD伺服控制微处理器执行伺服控制算法,该次设计中DVD伺服控制微处理器采用三块独立的位宽不同的内存空间和相应的总线和20位宽的内部数据总线和运算逻辑单元.内存空间中SVRAM(State Variable RAM)和KRAM(Coefficient RAM)用来存放程序的变量和参数,第三块IRAM(Instruction RAM)用来存放DVD伺服控制微处理器的程序.DVD伺服控制微处理器集成电路的设计严格地遵循深亚微米数字集成电路设计流程.该次设计因采用了数字集成电路RTL级低功耗设计技术,使得DVD伺服控制微处理器有很好的节能特性,功耗仅有0.2mW/MHz.该次设计还采用了指令执行单元在时钟的上升沿和下降沿都进行数据处理的设计结构使得指令流水线的级数降低到两级,从而降低了指令流水线控制逻辑设计的复杂度,也省去了编译器设计时对各种冒险的处理.DVD伺服控制微处理器集成电路的设计经过验证能达到要求的性能,绝大部分指令都在一个时钟周期内完成,在台积电.18um CMOS工艺下,DVD伺服控制微处理可达到100MHz的时钟频率.

目录

文摘

英文文摘

0 前言

1 DVD技术概述

1.1 DVD的起源

1.2 DVD的数据格式

1.3 DVD可刻录格式标准

1.3.1 DVD-R/RW格式标准

1.3.2 DVD+R/RW格式标准

1.4新一代高密度蓝光DVD存储技术

2 DVD伺服控制系统

2.1转速控制系统

2.2聚焦控制系统

2.3寻道控制系统

2.4寻迹控制系统

2.5倾斜控制系统

3 DVD伺服控制微处理器RTL级设计及仿真

3.1 DVD伺服控制微处理器的RTL级设计

3.1.1 DVD伺服控制微处理器的硬件构架

3.1.2 DVD伺服控制微处理器的初始化和执行控制

3.1.3 DVD伺服控制微处理器的内存空间

3.1.4程序控制和状态寄存器

3.1.5 DVD伺服控制微处理器的数据通路

3.1.6 DVD伺服控制微处理器的控制逻辑

3.2 DVD伺服控制微处理器的RTL级仿真

4 DVD伺服控制微处理器RTL级低功耗设计技术

4.1门控时钟

4.2操作数分离

4.3预计算技术

4.4减少毛刺与流水线结构

4.5编程风格的改变

5 DVD伺服控制微处理器的后端设计

5.1 DVD伺服控制微处理器后端设计环境的建立

5.2 DVD伺服控制微处理器综合约束的设定

5.3 DVD伺服控制微处理器的版图设计及门级仿真

6 DVD伺服控制微处理器的验证

7 结论

参考文献

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书