多通道可编程并行通信接口芯片XDC05的设计实现

摘要

接口芯片是构成微型计算机和其它工业智能控制系统的一个重要组成部分，它是人机交互和各个智能系统之间通信必不可少的逻辑模块，目前市场上常用的系统接口芯片存在可用端口少，工艺落后等缺点，因此设计一款多通道可编程并行通信接口芯片XDC05具有很强的实用性及广阔的市场前景。 本文的设计工作来源于西安电子科技大学电路设计研究所的科研项目，论文详细介绍了低功耗高速率CMOS型多通道可编程并行通信接口芯片XDC05的设计过程，包括芯片结构的设计方案、系统功能的电路实现、系统功能的仿真验证及电路版图的设计验证。该芯片基于双8255A电路结构，通过采用端口复用技术，使其外部端口增加一倍，而功耗等同于单片8255A，同时减小了芯片面积，满足了可编程设计及高速应用的需求。 本论文设计实现了XDC05的整体电路，并在NC_Verilog环境下进行了逻辑功能的仿真验证，仿真结果表明电路完全实现了各互作方式下的功能要求，电路的性能满足预期的指标要求。基于MagnaChip0.6μm CMOS工艺，对XDC05电路进行了版图设计及检查验证，目前该芯片正在流片中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2数字系统Top Down设计方法

1.3多通道可编程并行通信接口芯片的设计目标

1.4论文的主要内容和章节安排

1.5本章小结

第二章 可编程并行通信接口芯片8255A

2.1 8255A系统结构

2.1.1 8255A功能模块框图

2.1.2 8255A功能模块说明

2.2 8255A的控制字

2.2.1方式选择控制字

2.2.2端口C按位置1/置0控制字

2.3 8255A的工作方式

2.3.1方式0

2.3.2方式1

2.3.3方式2

2.4基于Verilog的8255A设计

2.5本章小结

第三章XDC05模块化设计

3.1 XDC05的系统框架

3.2端口电路设计

3.2.1端口A

3.2.2端口B

3.2.3端口C输入缓冲器

3.3数据总线缓冲单元电路设计

3.4 A组控制、B组控制电路设计

3.4.1 A组控制电路

3.4.2 A组端口电路

3.4.3 B组控制电路

3.4.4 B组端口电路

3.5数据锁存块电路设计

3.6 XDC05整体电路实现

3.7本章小结

第四章 XDC05的仿真结果及分析

4.1数字电路仿真基本方法

4.2 XDC05仿真控制

4.2.1仿真时延的设定

4.2.2死锁电路仿真

4.2.3中断控制

4.3工作方式仿真

4.3.1工作方式0

4.3.2工作方式1

4.3.3工作方式2

4.4本章小结

第五章 XDC05电路全定制版图设计

5.1版图设计规则

5.2版图设计技术

5.3 ESD保护设计

5.4整体版图的实现

5.5版图检查验证

5.5.1版图验证的作用

5.5.2版图验证过程

5.6本章小结

结束语

致 谢

参考文献

在读期间的研究成果

附录