学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

专用于电子名片交换和管理的红外数据通信芯片的研制

作　者: 陈茗
导　师: 韩雁
学　校: 浙江大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 专用集成电路红外通信电子名片数模混合设计
分类号: TN409
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 96次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文的内容是一种专用于电子名片交换和管理的红外数据通信芯片的自主研制，文中从系统的角度对芯片设计思想进行了说明，并详细介绍了电路的设计方案和版图的实现以及测试结果。在经济发达、商务活动频繁的现代社会，人们要保存和管理大量的名片，而纸质名片存在不易保存和查找困难等缺点，正逐渐被电子名片所取代。现有的电子名片交换管理系统，存在管理方法复杂、成本较高、通信标准不统一导致适用范围小等缺点。本文就此探讨一种专用于电子名片交换和管理的红外通信芯片的设计，系统采用点对点红外通信技术，结合SOC(System-On-Chip)设计方法，在标准0.6um CMOS工艺的基础上设计数模混合集成电路，以单芯片实现交换和管理电子名片信息的功能。系统设计采用IrDA1.0红外通信标准协议，采用红外数据串行异步通信、半双工工作方式实现电子名片的交换，通信编码采用3／16PPM调制，传输速率定位在115.2kbps，传输距离为20cm～30cm。该芯片的模拟电路主要实现对红外信号的接收和发送，数字电路实现对电子名片信息的管理。针对电子名片交换高质量性的要求，前端模拟接收电路采用了新型抗噪声结构，提高了通信质量；数据处理模块采用精简指令集微处理器(RISC：Reduced Instruction Set Computer)设计不仅提高了名片管理的效率同时精简了电路规模。芯片参加上海集成电路设计中心的多项目晶圆计划(MPW)，采用上华0.6um混合信号CMOS工艺(准双阱、双层多晶硅、双层金属)流片。由于MPW对芯片面积的限制，该芯片分成红外数据收发芯片和名片信息管理芯片参加流片，面积各为4平方毫米，并进行了封装和测试。测试结果理想，芯片功能正确，符合设计指标。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-4
目录  4-7
第一章概论  7-14
  1.1 课题背景及意义  7
  1.2 红外无线数据通信简介  7-8
    1.2.1 红外通信方式特点  8
    1.2.2 红外无线通信的环境要求  8
  1.3 红外无线数据通信基本原理  8-9
  1.4 红外数据通信协议  9-12
    1.4.1 物理层协议IrPHY  10-11
    1.4.2 链路访问层协议IrLAP  11
    1.4.3 链路管理层协议IrLMP  11-12
  1.5 基于IrDA标准的UART结构设计方案  12-13
  1.6 红外通信产品现状及发展前景  13-14
第二章系统架构  14-16
  2.1 系统架构  14-15
  2.2 IRED管和PD管的模型  15-16
第三章模拟电路设计  16-31
  3.1 红外接收模块的设计  16-28
    3.1.1 带隙基准源电路的设计  17-21
    3.1.2 分压电路的设计  21-22
    3.1.3 缓冲器的设计  22-23
    3.1.4 跨阻放大器的设计  23-24
    3.1.5 误差放大器的设计  24-25
    3.1.6 比较器的设计  25-26
    3.1.7 脉宽整形电路的设计  26-27
    3.1.8 红外接收模块整体仿真结果  27-28
  3.2 红外发送模块的设计  28-31
    3.2.1 发送保护电路的设计  28-29
    3.2.2 发送驱动电路的设计  29-30
    3.2.3 红外发送模块整体仿真结果  30-31
第四章数字电路设计  31-50
  4.1 数字电路设计标准流程  31-32
  4.2 数字电路系统结构设计  32-34
  4.3 数字子模块的设计  34-48
    4.3.1 RISC  34-39
    4.3.2 键盘处理模块  39-42
    4.3.3 编解码电路  42-44
    4.3.4 CRC-CCITT检错编码  44-47
    4.3.5 LED显示电路  47-48
  4.4 数字电路的仿真结果  48-50
第五章版图设计  50-62
  5.1 模拟版图的绘制  50-57
    5.1.1 基准源版图设计  53
    5.1.2 跨阻放大器版图设计  53-55
    5.1.3 红外发送模块版图设计  55-57
  5.2 模拟电路版图绘制中的注意点  57-59
  5.3 数字电路版图设计  59-61
  5.4 数模整合  61-62
第六章芯片的实现  62-68
  6.1 流片工艺介绍  62
  6.2 芯片管脚分布  62-67
    6.2.1 红外数据收发芯片  63-65
    6.2.2 名片信息管理芯片  65-67
  6.3 芯片封装  67-68
第七章芯片测试与结果分析  68-83
  7.1 红外信号收发芯片的测试方案  68-75
    7.1.1 带隙基准源及分压模块测试  69-71
    7.1.2 比较器测试  71
    7.1.3 脉宽整形电路测试  71-72
    7.1.4 接收电路整体测试结果  72-73
    7.1.5 发送保护电路测试  73-74
    7.1.6 发送驱动电路测试  74-75
  7.2 名片信息管理芯片的测试方案  75-82
    7.2.1 编码电路测试  76-77
    7.2.2 解码电路测试  77-79
    7.2.3 键盘电路测试  79-80
    7.2.4 RISC的测试  80-82
  7.3 芯片测试结果总结  82-83
总结与展望  83-85
参考文献  85-87
致谢  87

相似论文

时钟网格在ASIC设计中的应用,TN402
高速红外通信技术在电子名片机中的应用研究,TP368.1
基于ARM9的空调自动化检测系统,TP274
基于红外传输技术的答题系统研究,TN919.72
室内无线红外通信调制技术研究,TN929.1
关于基于结构式布局后端物理设计流程的改进方案研究,TN402
微型化放入式电子测压器的研究,TJ306
交流接触器节能芯片的研发与应用,TM572.2
可扩展复数有符号数FFT研究及ASIC实现,TN911.72
基于单片机的低压智能断路器控制单元的研究与设计,TM561
符合ISO/IEC 18000-6C标准UHF RFID阅读器数字基带系统ASIC设计,TP391.44
LTE系统中主同步信号检测算法的研究与实现,TN929.5
移动数字电视接收前端芯片的数字控制电路设计,TN949.197
嵌入式红外通信系统及其应用研究,TN929.1
基于低压线路的数据传输装置的研究与实现,TN913.6
深亚微米EoPDH专用集成电路的设计与实现,TN492
HDMI接收端物理层电路设计与实现,TN946.5
改进的多值图像连通域标记ASIC设计,TP391.41
双模视频解码芯片中压缩空间冗余模块的硬件设计,TN919.81
面向骨传导的语音消噪算法及硬件实现技术研究,TN912.3
超声波热测量芯片TDC核的设计与实现,TN402