学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

变频控制芯片的SOC设计

作　者: 王虎
导　师: 李惠军
学　校: 山东大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 变频控制 片上系统 芯片设计 IP技术
分类号: TM921.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 52次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本设计针对当前国内变频控制芯片的研发现状,设计了一款具有自主知识产权、具有独立系统架构、拥有较强通用性的变频控制芯片。该款SOC芯片的设计与实现体现出了研发者在芯片设计方法学及芯片架构上的有益探索。本文详细介绍了变频控制芯片SOC的整体架构,以及这款SOC芯片的全流程设计与实现,包括SOC中各个模块的RTL级设计、逻辑综合、可测性设计、版图布局布线设计和整个SOC芯片的静态时序分析和等价性验证。作者首先介绍了SOC芯片设计的方法学和IP复用技术,在此基础上提出了变频控制SOC芯片的架构,完成了功能定义、模块划分、CPU的选取和裁剪以及总线类型的选择等。接着,阐述了SOC中主要IP的逻辑设计和物理设计以及生成硬核后嵌入到整个SOC中的方法。在逻辑设计中,完成了IP的RTL级的功能描述、功能仿真以及逻辑综合。在物理设计中,详细描述了IP核的面积、电源引脚等信息以及生产版图后的仿真。然后,介绍了整个SOC的芯片级设计,主要包括电源的引入和pad的选择,以及hard macro的布局等。最后,对整个SOC芯片进行分析和验证,包括：功能仿真、静态时序分析和等价性验证等。本设计采用自顶向下的设计方法,设计中所有的模块均采用Verilog HDL来实现RTL级的描述,通过Design Compiler工具实现模块和整个SOC的逻辑综合,使用DFT Compiler进行可测性设计,使用IC Compiler来进行版图设计以及最后使用Conformal进行等价性验证。该设计的主要贡献是基于变频控制芯片,提供了一个完整的SOC设计流程。其中,包括IP核的设计与SOC芯片的设计及IP复用技术,解决了芯片设计过程中的诸多难点,如：SOC系统的基本构架的搭建和各个模块之间的协同工作；SOC系统中核心处理模块OR1200的源代码的裁剪；各个模块之间异步逻辑接口的设计；IP核嵌入SOC芯片中的布局规划等。本款变频控制SOC芯片不仅实现了特定的变频控制输出,还可以根据软件工程师编写的软件程序,对寄存器进行配置,实现可控制的输入信号采集和可控制的变频信号输出,具有很大的通用性和灵活性。本设计的目的为提供一款实现功能,具有可配置性的SOC芯片以及芯片内的通用的IP核。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 研究背景  11
  1.2 SOC设计的发展与现状  11-13
  1.3 IP技术  13-16
  1.4 论文内容安排  16-18
第二章 SOC的基本架构  18-33
  2.1 CPU的选取  18-21
    2.1.1 CPU简介  18-19
    2.1.2 OR1200的介绍  19-20
    2.1.3 OR1200的架构  20-21
  2.2 总线的选取  21-23
  2.3 SOC的基本架构  23-25
  2.4 A/D核的要求  25-28
    2.4.1 A/D的介绍  26
    2.4.2 A/D的设计  26-28
  2.5 PWM核的要求  28-31
    2.5.1 PWM的介绍  29
    2.5.2 PWM的设计  29-31
  2.6 其他外设的要求  31-33
第三章 SOC逻辑综合与可测性设计  33-59
  3.1 逻辑综合  33-54
    3.1.1 库文件的介绍  35-36
    3.1.2 约束文件的编写  36-45
    3.1.3 综合优化技术  45-53
    3.1.4 综合结果分析  53-54
  3.2 可测性设计  54-59
第四章 物理设计  59-84
  4.1 文件准备  60-65
    4.1.1 库文件准备  60-62
    4.1.2 设计文件准备  62-63
    4.1.3 作环境准备  63-65
  4.2 布局规划  65-73
    4.2.1 布局规划理论  65-67
    4.2.2 布局规划流程  67-69
    4.2.3 电源网络规划  69-73
  4.3 布局优化  73-75
  4.4 时钟树综合  75-79
    4.4.1 时钟树的综合方式  76-79
  4.5 布线优化  79-82
  4.6 DRC与LVS  82-84
第五章 SOC后期分析和验证  84-92
  5.1 动态时序分析  85-87
  5.2 静态时序分析  87-89
    5.2.1 静态时序分析的优点  87
    5.2.2 静态时序分析的实现  87-89
  5.3 等价性验证  89-92
第六章 结束语  92-94
参考文献  94-97
致谢  97-98
学位论文评阅及答辩情况表  98

相似论文

  1. 基于PCI总线的双片SoC协作机制设计与实现,TN47
  2. 基于ZigBee的语音采集及传输关键技术的研究,TN912.3
  3. 基于IP的视频监控系统及应用,TP391.41
  4. 换热站控制系统设计,TP273
  5. 基于SOPC的数字语音滤波器的设计与实现,TN713.7
  6. 远程心电监护系统的研究与设计,R54
  7. 工业冷库门节能技术开发与应用,TB657.1
  8. 基于可重构密码处理的IPSec VPN网关研究与设计,TP393.05
  9. 液晶显示控制器设计及其在PSoC实验平台上的应用,TN873.93
  10. 基于多核技术的三轴一体化陀螺数字测控电路研究,V241.5
  11. 基于FPGA的GPS中频数据采集及网络传输系统设计,TN967.1
  12. 企业通讯专网IP呼叫中心系统的设计与实现,TN99
  13. 基于片上网络的容错路由算法研究,TN47
  14. 基于SOPC的户用光伏并网逆变器的研究,TM464
  15. 燃煤锅炉房锅炉及辅机优化运行研究,TK284
  16. 基于SoC系统的密度分析仪,TH835
  17. MCS-51 SOC设计,TN47
  18. 基于AMBA总线的通用存控设计与实现,TN47
  19. 基于OR1200通用FPGA快速原型的搭建,TN791
  20. 基于PLC的抽油机变频节能控制系统的研究,TP273

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力拖动（电气传动） > 控制系统 > 变频控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com