用于消费类电子产品的SOC中数据采集模块的研究和设计

摘要

近年来，以智能手机、平板电脑为代表的移动消费类电子产品的应用日趋广泛，推动了嵌入式系统芯片的发展。以IP复用为基础，嵌入式系统大大缩短了电子产品的开发周期，提高了系统的功能集成度。基于复用IP的设计思想，本文重点研究并设计了移动消费类电子产品中系统芯片的数据采集模块。
　　 在分析比较多种数据采集模块结构基础上，论文提出了该应用背景下数据采集模块的一种结构并予以实现，其中包括输入数据预处理模块、模拟数字转换模块和接口电路模块。提出的数据模块可从多路输入数据中通过数据预处理模块选择出一路信号，复用一个模拟数字转换器进行转换，并利用接口模块对输出结果的输出格式和类型进行控制选择。文中介绍了基于上述结构的设计实例，该实例中的输入数据预处理模块可以从15路模拟输入信号中选出1路信号并将其从单端信号转换成差分信号。模拟数字转换器则采用逐次逼近型结构，并针对芯片面积微型化的要求提出一种运用于逐次逼近型模数转换器的开关策略，将高两位的比较由比较器完成，以减少电容阵列的面积。提出的接口电路可以将数据的输出格式在串行和并行间作选择。
　　 整个设计基于ASMC0.35 um工艺实现。仿真结果表明，其中模拟数字转换器模块的SNDR为51.7dB，功耗为11.7mW，验证了本文提出的针对移动消费类电子产品数据采集模块结构的可行性。