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TL16C554芯片的逆向设计

作　者: 陈智
导　师: 范剑英；孙武山
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 逆向设计 异步通信器件 版图设计 仿真
分类号: TN492
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


我国集成电路的设计水平还很低,通信芯片的设计也是如此。微电子技术和智能计算机化辅助设计技术改造电子产品的设计已是一种必然的趋势。EDA工具在集成电路的设计工作中所占的技术含量越来越高,芯片设计项目的开发也日益依赖于EDA系统和先进的设计方法。TL16C554异步通信器件芯片项目是由中国电子科技集团公司第四十七研究所设计室开发的一块CMOS数字大规模集成电路。它包括四个增强型TL16C550异步通信器件以及可控逻辑功能。每一个通道都提供数据字符的串行到并行的转换。这些数据字从外围器件或调制解调器或CPU传输的并行到串行转换的数据字符。四个异步通信通道的状态在功能操作中的任意时刻都可以能被CPU读出。所获得的信息包括执行操作的类型,条件和遇到的错误信息。TL16C554能够被放置在一个交替的FIFO模式。该模式能激活内部的FIFO从而允许16位的字节在接收和传输模式中被存储。为了减小系统的辅助操作和达到最佳的系统效率,所有的逻辑功能都集成在芯片上。每一个集成异步通信器件包括一个可编程的波特率发生器,它能够对输入时钟进行1～216-1的分频。独立的发送控制,接收,线性状态和数据置位中断。论文中详细讨论了TL16C554的工作原理。同时也详细介绍了TL16C554电路分析与设计中遇到的各种电路类型和时序电路分析设计的基本思想。集成电路设计的各个阶段都与仿真紧密联系在一起,仿真是在Cadence EDA系统中利用Verilog-XL仿真器进行,使用Verilog HDL硬件描述语言。Verilog-XL仿真器是数字电路优秀的仿真工具,可对组合电路和时序电路仿真,仿真的结果是调用波形观察工具查看波形。本文详细讨论了设计中典型的子单元电路的仿真,分析仿真的原理和过程。版图设计完成后要做物理验证,主要做设计规则检查和逻辑与版图一致性检查,在检查通过后还要进行后仿真。只有通过后仿真的设计,才能保证设计的集成电路性能完全满足要求。本文详细讨论了TL16C554各种状态的

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 课题研究的意义和目的  11
  1.2 集成电路发展国内外文献综述  11-14
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
  1.3 集成电路逆向研究的必要性  14
  1.4 课题来源及主要研究内容  14-16
第2章 TL16C554 工作原理分析  16-33
  2.1 FIFO 控制寄存器（FCR）  20-22
    2.1.1 FIFO 中断模式操作  21-22
    2.1.2 FIFO 转换模式操作  22
  2.2 中断使能寄存器（IER）  22
  2.3 中断识别寄存器（IIR）  22-23
  2.4 线性控制寄存器（LCR）  23-25
  2.5 线性状态寄存器（LSR）  25-26
  2.6 调制解调控制寄存器（MCR）  26-27
  2.7 调制解调状态寄存器（MSR）  27-29
  2.8 编程  29
  2.9 可编程波特率发生器  29-30
  2.10 接收器  30
  2.11 复位  30
  2.12 RXRDY 操作  30-31
  2.13 暂存寄存器  31-32
  2.14 TXRDY 操作  32
  2.15 本章小结  32-33
第3章 CMOS 数字集成电路设计原理  33-43
  3.1 CMOS 反相器  33-35
    3.1.1 CMOS 反相器的结构和基本特性  33-34
    3.1.2 CMOS 输出缓冲器(反相器链)的设计  34-35
  3.2 CMOS 传输门  35-41
    3.2.1 NMOS 传输门特性  35-37
    3.2.2 PMOS 传输门特性  37
    3.2.3 CMOS 传输门  37-40
    3.2.4 基于CMOS 传输门的锁存电路和触发电路  40-41
  3.3 时序电路设计  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章 仿真  43-54
  4.1 硬件描述语言和Verilog－XL 仿真器简介  43-46
    4.1.1 Verilog HDL 硬件描述语言简介  43-45
    4.1.2 Verilog－XL 仿真器  45-46
  4.2 子单元电路仿真  46-52
    4.2.1 异或门电路仿真  46-48
    4.2.2 选择器电路仿真  48-50
    4.2.3 D 触发器仿真  50-52
  4.3 TL16C554 的功能仿真  52-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 版图设计和工艺  54-61
  5.1 版图设计  54-60
    5.1.1 版图设计规则  54-55
    5.1.2 闩锁效应  55-57
    5.1.3 版图实现  57
    5.1.4 物理验证  57-59
    5.1.5 后仿真  59-60
  5.2 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-65
附录  65-69
致谢  69-70
工程硕士研究生个人简历  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 专用集成电路
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