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智能电池系统的SMBus总线控制器设计与验证

作　者: 陈涛
导　师: 喻明艳
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 智能电池 SMBus控制器设计验证
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 26次
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内容摘要

SMBus是智能电池系统中主机、智能电池充电器、智能选择器、智能电池及外设之间的互连接口。由于其面积小、接口信号少、成本低、速度快、兼容性好,在各种SoC产品中采用。采用SMBus标准的接口设计已经成为相关项目开发尤其是PC机智能电池系统开发的优先选择。本文按照智能电池系统功能需求及SMBus规范,采用自顶向下的集成电路设计方法,将SMBus总线控制器细化为若干功能模块,运用硬件描述语言Verilog进行RTL级功能描述,完成了智能电池系统中SMBus总线控制器的设计。通过架构基于总线功能模型的验证平台,完成了SMBus控制器的功能验证。并且使用Synopsys公司的逻辑综合工具Design Compiler对该IP核进行逻辑综合,最后完成了时序仿真,时序完全满足需求。本设计严格按照SMBus2.0标准,具备广播、时钟同步、仲裁、超时及中断处理等功能。为了增强其复用性,该控制器还实现了符合I2C协议快速通信模式的功能。验证平台具有较好的可重用性,验证过程中使用脚本程序提高了验证的自动化程度。设计经逻辑综合得到:总面积小于0.05mm~2,最高工作频率超过125MHz,动态功耗0.0137 mW/MHz。本论文最终完成了智能电池系统中SMBus控制器的设计与验证,逻辑综合和时序仿真结果表明:该设计具有良好的性能,为其后续开发奠定了基础,为进行SMBus相关产品开发提供了有力参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景与来源  8
  1.2 国内外相关领域的研究进展  8-12
    1.2.1 智能电池技术概述  8-10
    1.2.2 SMBus总线及发展  10-11
    1.2.3 SMBus控制器实现方法概述  11-12
  1.3 课题研究内容及论文安排  12-13
第2章 SMBus简介  13-26
  2.1 SMBus基本特征  13-22
  2.2 SMBus与12C的区别  22-23
  2.3 SMBus应用  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 SMBus控制器的设计  26-44
  3.1 SMBus控制器顶层接口设计  26-30
  3.2 功能寄存器设计  30-36
  3.3 SMBus顶层模块设计  36-37
  3.4 子模块设计  37-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章 SMBus控制器的验证及综合  44-56
  4.1 验证方法及工具  44-45
  4.2 验证平台架构及实现  45-48
  4.3 验证流程  48-52
  4.4 逻辑综合  52-53
  4.5 验证结果分析  53-55
  4.6 本章小节  55-56
结论  56-57
参考文献  57-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-61
致谢  61

智能电池系统的SMBus总线控制器设计与验证

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