会员注册 | 登录 | 微信快捷登录 支付宝快捷登录 QQ登录 微博登录 | 帮助中心 人人文库renrendoc.com美如初恋!
站内搜索 百度文库

热门搜索: 直缝焊接机 矿井提升机 循环球式转向器图纸 机器人手爪发展史 管道机器人dwg 动平衡试验台设计

   首页 人人文库网 > 资源分类 > DOC文档下载

现场可编程门阵列(FPGA)模拟电路设计研究.doc

  • 资源星级:
  • 资源大小:16.73MB   全文页数:180页
  • 资源格式: DOC        下载权限:注册会员/VIP会员
您还没有登陆,请先登录。登陆后即可下载此文档。
  合作网站登录: 微信快捷登录 支付宝快捷登录   QQ登录   微博登录
友情提示
2:本站资源不支持迅雷下载,请使用浏览器直接下载(不支持QQ浏览器)
3:本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

现场可编程门阵列(FPGA)模拟电路设计研究.doc

硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目现场可编程门阵列FPGA模拟电路设计研究学科专业微电子学与固体电子学指导教师教授博导作者姓名班级学号分类号密级秘密内部10年UDC独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名日期年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此规定签名导师签名日期年月日摘要I摘要FPGA是英文FieldProgrammableGateArray的缩写,即现场可编程门阵列,是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件基础上进一步发展的产物。作为专用集成电路ASIC领域中的一种半定制电路产品,该产品既解决了定制电路的不足,又避免了原有可编程器件门电路资源有限的缺点。随着工艺尺寸的逐渐减小,现场可编程门阵列FPGA与专用集成电路ASIC之间的性能差异正在逐渐减小。相比较ASIC而言,由于FPGA的动态可重配置特性极大降低了电路设计公司在产品设计过程中的设计风险与设计成本,缩短了产品上市的时间,减少了用户升级系统所带来的硬件花费。因此,越来越多的电路设计公司开始逐渐使用FPGA作为产品研发与测试的硬件平台。本课题来源为总装备部国防技术重点预研项目和国家863研究发展计划中可编程逻辑器件课题的子项目。课题的目的是研究工作电压为2.5V的FPGA芯片中模拟电路的设计方法,其研究范围主要包括I/O接口电路和FPGA芯片的电源模块。本课题打破了FPGA核心关键设计技术和产品制造被国外公司所垄断的不利局面,满足了国防和工业生产的需要。本论文采用正向和逆向相结合的设计方法,以正向设计思想为指导方向,同时借鉴国外先进的设计经验,以研制支持多达16种高性能接口标准的可动态配置I/O端口,最高工作频率为200MHz,可用逻辑资源为10万门,内部包含总量达40K的用户可用RAM阵列,消耗晶体管个数为530万的现场可编程门阵列FPGA芯片为突破口,完成了可用I/O管脚资源为180、404和512的系列FPGA产品模拟电路的设计。其中I/O管脚资源为180的FPGA产品具有小于4.8ns的输入延时和小于4.0ns的输出延迟,并能够满足FPGA芯片200MHz的最高工作频率。本文中的电路采用TSMC0.22um1P5M标准CMOS工艺制程,使用全定制电路与版图设计方法。经仿真验证,该系列FPGA产品所达到的主要技术参数指标,均优于国外同类产品水平。本文的主要创新点为利用SRAM技术的在系统可编程特性,结合模拟电路设计方法的特点,提供了一种能够同时满足多标准接口应用与可动态配置要求的I/O摘要II接口电路结构。该结构相比过去的各种I/O接口电路结构而言,不但节约了芯片面积,而且能够支持多种不同的接口标准。本文所设计的多标准高性能接口电路已应用在采用陶瓷封装形式的FPGA中,该产品解决了国外同类型产品没有军品级器件的问题,满足重点军事工程的需求。本文所设计的电路已完成后端版图设计与仿真验证,目前处于流片阶段,其他系列产品的设计均按型谱项目的进度要求正在进行中。该系列产品的研制成功打破了国外对该系列器件的禁运,为我军关键电子元器件的国产化贡献了力量。关键词FPGA可动态配置I/O多标准5V容许WeakKeeperABSTRACTIIIABSTRACTFPGAwastheabbreviationoftheFieldProgrammableGateArray.Itwasbaseontheprogrammabledivices,suchasPALandEPLD.ItoffsettheASICsdisadvantagewhoselogicresoucewastooless.Withthecharactersizesmallerandsmaller,thedistanceofperformancebetweenFPGAandASICwassmallerandsmaller.ButFPGAdecreasedtheriskandcostintheproductdesign,foritscharacterofthedynamicreuse,andshortenthetimewhichtheproductcomeintothemarket.AndmoreandmoreFablessbegantouseitasthedesignandtestplatform.ThisresearchsubjectcamefromHiTechResearchandDevelopmentProgramofChinaandGeneralEquipmentHeadquarters.Itaimedatdevelopingseriesproductsof2.5vFPGA,includingI/Ointerfacecircuitandpowersystem,breakingthroughtheadversesituationasalloftheFPGAproductsanddesigntechnologyweremonopolizedbyseveralAmericancompanies,andsatisfyingurgentdemandsofnationaldefence.Amethodoftopdowndesignandreversedesignwasadoptedinthispaper.Wetooktheideaoftopdowndesignasguidance,aswellasusedforeignadvanceddesignexperienceforreferenceanddevelopedaFPGAcontaining2030CLBarrays,aninternalcounterof200MHz,100Kgates,supporting16highperformanceinterfacestandardsasabreakthrough,aseriesofFPGAfamilyproducts,whosemaximumavailableI/Onumberis180,404and512,havebeendevelopedrespectively.The180I/OFPGAhasa4.8nspintopininputdelayand4.0nspintopinoutputdelayorless.Thispaperwasbasedona0.22um1P5MstandardCMOStechnologyprocess,andonadesigntechnologyofcustomlayout.TheprimarytechnologyparametersoftheFPGAfamilyproductsaccomplishtheforeignadvancedlevelofkindredproducts.NewideaofourresearchsubjectwasanewI/OcicuitstructurebyusingtheSRAMarraydesigntorealizeinsystemprogrammableandthecharactersofanalogcicuitdesign.Thisstructurecanreducethechipareaandgivehigherperformance.The180I/OFPGAchipwithceramicpackagessolvedtheproblemthattherewerenomilitarydevicesinforeignkindredproductsandsatisfiedtherequirementofABSTRACTIVimportantmilitaryengineering.Thisproducthasbeenfinishedthelayoutdesign.OtherdesignsoftheFPGAserieswerecompletedandwereaheadofthescheduleofplan.Theproductswereusedandapprobatedbymanycustomer,webroketheforbiddanceforthedevicesbyforeigncountries,andcontributedthatthekeydevicecanbeestablishedinChinaforourarmy.KeywordsFPGADynamicconfigurationI/OMultistandards5VtoleranceWeakkeeper目录V目录第一章绪论......................................................11.1课题的背景和意义.................................................11.1.1现场可编程门阵列简介........................................21.1.2SRAM编程技术介绍..........................................31.1.3FPGA和ASIC的对比.........................................41.1.4市场需求分析................................................61.2国内外研究现状与发展趋势.........................................71.2.1国外研究现状................................................71.2.2国内研究现状...............................................121.2.3未来发展趋势...............................................131.3主要内容、创新及论文安排........................................13第二章FPGA多标准兼容可编程I/O相关技术研究.....................162.1架构技术研究....................................................162.1.1学术FPGA架构技术研究.....................................162.1.1.1FPGA算法研究..........................................162.1.1.2FPGA整体架构研究......................................172.1.2商业FPGA架构技术研究.....................................192.1.2.1Xilinx公司FPGA架构....................................192.1.2.2Altera公司FPGA架构....................................202.1.2.3各类FPGA架构分析......................................212.2多标准兼容可编程I/O技术研究....................................212.2.1电平接口标准研究...........................................212.2.1.1专业术语................................................222.2.1.2接口标准分类............................................22

注意事项

本文(现场可编程门阵列(FPGA)模拟电路设计研究.doc)为本站会员(zhaozilong)主动上传,人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网([email protected]),我们立即给予删除!

温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。

copyright@ 2015-2017 人人文库网网站版权所有
苏ICP备12009002号-5