两管脚带1024比特ROM的集成电路的研究与设计

摘要

该电路有即数字部分也有模拟部分,因而采取全定制方式设计.该芯片只有一根数据线,没有时钟信号,因此研究的关键是在单线的数据传输协议下,设计整个系统.同时综合考虑功耗、面积等综合因素.论文介绍了电路的总体结构组成、工作过程、单线数据传输协议以及具体各模块的具体设计及实现,并对各个模块进行HSPICE模拟.对控制电路进行了版图设计.论文完成如下工作:1.详细分析了内部时序电路工作时的时钟的产生,以及对时间要求较高的Reset信号检测及Presence信号的产生,较好解决了在集成电路设计中设计单稳态触发器时输出脉宽较小的问题.2.详细讨论了单线数据传送协议以及电路的工作过程.3.深入分析了内部各控制信号的作用,并对各个功能模块如命令译码电路、CRC、地址、ROM、行列译码器以及敏感放大器进行了较深入研究.4.详细地分析了功耗,在设计中尽可能减小功耗.较深入分析了如何在无外部电源供电情况下,芯片是如何获得能量并确保电路能正常工作的.通过对总电路的电路模拟,握手信号、数据的读写、命令译码、ROM、CRC、地址信号等电路功能均得到验证.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 DS2502基本结构与单线协议

§1.1 芯片组成结构

§1.2 DS2502的工作过程

1.2.1 DS2502的单线命令协议

1.2.2 命令的流程图

§1.3 单线数据传送协议

1.3.1 数据线接口

1.3.2 数据传送协议

第二章 基本电路的设计

§2.1 常用门电路的设计

§2.2 D触发器的设计

§2.3 锁存器的设计

第三章 内部工作脉冲及握手信号的研究

§3.1 下跳边检测电路的设计

§3.2 内部工作脉冲w/r pulse

§3.3 大脉宽单稳态触发器的设计

3.3.1 电流源的设计

3.3.2 反相电路的设计

3.3.3 改进后的完整电路

§3.4 Reset信号的检测

§3.5 Presence信号的产生

第四章 命令功能的实现

§4.1 内部控制信号

§4.2 64比特ROM的命令实现

4.2.1 命令字计数器

4.2.2 命令寄存器

4.2.3 命令译码器

4.2.4 search命令执行脉冲电路的实现

4.2.5 完成具体命令功能的控制信号的设计

4.2.6 match和search命令匹配功能的实现

4.2.7 地址信号的产生

4.2.8 与数据线的接口电路

§4.3 1024bit ROM命令执行电路的实现

4.3.1 计数器（对地址的位数计数)

4.3.2 加数为1的16位串行加法器

4.3.3 1024bitROM地址的产生

§4.4 CRC电路

4.4.1 CRC计数器

4.4.2 CRC校验电路

第五章 ROM电路的研究与设计

§5.1 ROM的结构

§5.2 地址译码器

5.2.1 行译码器

5.2.2 列译码器

§5.3 敏感放大器(Sense Amplifiers)

§5.4 与外部数据线的接口的研究

第六章 内部供电电源的设计

§6.1 功耗分析

6.1.1 静态CMOS门电路的功耗

6.1.2 动态电路的功耗

§6.2 内部供电电路的研究

第七章 版图的设计

§7.1 CMOS基本电路的版图设计

§7.2 无源元件的版图设计

7.2.1 电阻的设计

7.2.2 电容的设计

第八章 设计流程及工具的使用

§8.1 全定制的设计流程

§8.2 工具使用简介

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的论文

致谢