طراحی مبدل SAR با استفاده از نرم افزار cadance

شرح پروژه

شبیهسازي در تکنولوژي cmos 0.18 و با ولتاژ تغذیه ۱.۸ ولت مجاز به کاهش ولتاژ هستید ولی به

افزایش آن مجاز نیستید) بایستی صورت پذیرد.

موارد و نحوه تحویل پروژه:

• همه محورها باید در شکلها مشخص باشد. شکلها و جدولها باید توضـیح کـافی و شـماره

شکل و جدول داشته باشند.

• گزارش خود را به صورت Word و PDF ارسال نمایید.

• هر گونه اشکال در سوالات را لطفا از طریق Email اعلام نمایید.

• پروژه باید تنها با نرم افزارCadence انجام شود.

• حدود زیر در تعیین ابعاد ترانزیستورها رعایت شود :

• کلیه netlist ها را در پایان گزارش یا به صورت فایل ضمیمه ارسال کنید.

• براي خازنها از خازن MIM موجود در مدل ارسال شده باید استفاده شـود. ممکـن اسـت در

مقاله انتخاب شده از انواع دیگر خازن استفاده شـده باشـد ولـی تنهـا خـازن موجـود در ایـن

تکنولوژي MIM است.

• در پایان پروژه و یا بعضی از تمرینها به صورت حضوري تحویل گرفته میشود.

پروژه:

طراحی و شبیهسازي مدار مبدل SAR.

هدف از پروژه حاضر، طراحی و شبیهسازي مدار مبدل SAR ،در تکنولـوژي cmos 0.18u اسـت.

موارد طراحی و شبیهسازي به شرح زیر است:

1 - انتخاب مقاله:

یک مقاله از یکی از ژورنال ھاي زیر انتخاب کنید (فقط از این لیست)

- IEEE Transaction on circuits and systems I

- IEEE Transaction on circuits and systems II

- IEEE Transaction on Biomedical circuits and systems

- IEEE Journal of solid-state circuits

که مبدل آن یک ADC از نوع SAR باشد.

- مقاله نباید از 2008 قدیمیتر باشد.

- سعی کنید که نرخ تبدیل آن زیر s/MS 100 باشد.

- ترجیحا تکنولوژي آن 18µm.0 باشد.

- براي پیدا کردن مقاله به وب سایت IEEE مراجعه کنید.

- طی یک روز آینده مقاله خود را انتخاب کنید و با یک ایمیل با

عنوان "تعیین مقاله پروژه درس مبدل" به من ایمیل کنید تا آن را تایید کنم.

- به منظور از دست ندادن زمان حتما چند مقاله به ترتیب اولویت ارسال کنید تا یکی از آنھا را

تایید کنم.

. مقالاتی که عنوانهایی مثل

calibration ،dithering و مشابه دارند، مناسب یک پروژه درسی نیستند. بدیهی است که

ساختارھاي پیچیده نیاز به وقت و انرژي بیشتري دارد.

- ترجیحا مقالاتی که همه مقاله راجع به SAR باشد، انتخاب کنید.

- فهم دقیق مقاله و طراحی سیستمی آن در اولویت است.

2 -طراحی و شبیهسازي DAC خازنی:

- ابتدا مقاله را با دقت و جزء به جزء بخوانید و در صورت لـزوم منـابع مهـم آن را نیـز

مطالعه کنید.

- مدار DAC خود را به طور کامل تحلیل کنید. دقت کنید که تحلیـل مـدار DAC مـی

تواند کاملا متفاوت از آنچه در کلاس گفته شده، باشد.

- مقدار خازنها باید دقیقا طراحی شود و این که مقدار خازن در مقاله داده شده کفایـت

نمیکند (حتی اگر تکنولوژي 18µm.0 بوده و خازن آن هم دقیقا MIM باشد).

- مقدار خازن توسط نویز حرارتی و مچینگ خازنها تعیین مـیشـود. بـراي سـادگی از

تاثیر نویز صرف نظر کنید و تنها تاثیر مچینگ خازنها را در نظـر گیریـد (بسـتگی بـه

ساختار هم دارد. براي بعضی از ساختارها نویز هم مهم است.).

- مچینگ بر اساس INL و DNL مدار DAC تعیین میشود. بـراي تعیـین مچینـگ بـه

مقالات زیر و یا مشابه آنها مراجعه کنید. طراحی DAC و روابط آن به ساختار DAC

بستگی داشته که در مقالات زیر بعضی از آنها آمده است.

M. Saberi, R. Lotfi, K. Mafinezhad, and W. A. Serdijn , “Analysis of power consumption

and linearity in capacitive digital-to-analog converters used in successive approximation

ADCs,” IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 58, no. 8, pp.

1736-1748, Agu. 2011.

D. Zhang, A. Bhide, , and A. Alvandpour, “A 53-nW 9.1-ENOB 1-kS/s SAR ADC in

0.13-um CMOS for medical implant devices,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.

47, no. 7, pp. 1585–1593, Jul. 2012.

- براي محاسبه مچینگ به ضرایب زیر احتیاج دارید که بایـد دقیقـا بـا همـین ضـرایب

تعیین گردد و استفاده از مقادیر ذکر شده در مقالات قابل قبول نمیباشد.

KC = 1 fF/μm2

 Kσ = 1.75%

- حداقل خازن موجود در این تکنولوژي حدود fF 16 است. بنابراین اگر خازن بدسـت

آمده از طراحی کوچکتر از fF 16 بود، باید خازن fF 16 در طراحی استفاده شود.

- تکنولوژي 18um.0 TSMC ،با ولتاژ تغذیه 8V.1) تنها مجاز به کـاهش ولتـاژ هسـتید

که توصیه نمیشود).

- در بعضی از مبدلهاي SAR ،مدار H/S در ذات خود DAC است و در برخـی مـدار

H/S جداگانه قرار دارد. اگر مدار H/S جدا از DAC باشد، باید میزان خـازن H/S بـر

اساس نویز حرارتی تعیین گردد. به طراحی مدار H/S در اسلاید درسی مراجعه شود.

- طراحی سوییچها یکی از مهمترین قسمتها مـیباشـد. بـراي سـادگی اگـر فرکـانس

نمونهبرداري در مقاله بیشتر از s/MS 1 بود، آن را s/MS 1 فـرض کنیـد و سـوییچ را

براي چنین فرکانسی طراحی نمایید. بنا به ساختار خود، باید محدوده ولتـاژ ورودي را

تعیین و با توجه به فرکانس نمونهبرداري، نوع سوییچها را تعیین کنید (معمـولا بـراي

چنین فرکانسی سوییچ CMOS کافی است). دقت کنید که سوییچها بـر میـزان خطـی

بودن مدار تاثیر بسزایی میگذارند. براي طراحی سوییچ مـی توانیـد مراحـل طراحـی

سوییچ در پروژه قبلی را تکرار کنید.

3 -طراحی مقایسه گر:

- براي بعضی از ساختارها، مقایسهگر باید اصطلاحا rail-to-rail باشد. یعنی اگـر دامنـه

تغییرات وروديهاي مود تفاضلی و به خصوص مـود مشـترك زیـاد باشـد، بایـد بـه

درستی کار کند. این به ساختار انتخاب شده SAR بر میگردد.

- همان طور که قبلا گفتـه شـده اسـت، مسـایلی ماننـد offset ،feedthrough clock و

noise back kick از مهمترین مشکلات آنها اسـت. بـراي سـادگی از offset صـرف

نظر کنید.

- اگر ساختار خیلی پیچیده بود، می توانید از ساختارهاي مناسب سادهتر استفاده کنید.

:SAR مبدل logic طراحی- 4

- مدارات منطقی و کنترلی SAR بسیار ساده هستند و براي تست مدار کل مبـدل چـاره

اي به جز طراحی و شبیهسازي آنها نمی باشد. از ساختارهاي ساده استفاده کنید.

- براي بستن بلوك هاي دیجیتال میتوانید از cell standard هاي از قبل طراحـی شـده

استفاده کنید.

5 -شبیهسازي:

- شبیهسازي باید توسط مدل هاي معتبر TSMC صورت گیرد.

- براي شبیهسازي، منابع ایـدهآل بـراي تغذیـه و مرجـعهـا و مـود مشـترك ورودي در

دسترس است.

- ورودي باید DC مناسب داشته باشد که با توجه به مدار شما تعیین میشود.

- تنها یک منبع کلاك ایدهآل در دسترس است.

- هنگام تست، ورودي سینوسی باید در فرکـانس نزدیـک نایکوئیسـت و در فرکـانس

مناسب براي FFT گیري تنظیم شود.

- دامنه ورودي سینوسی باید حداکثر مجاز باشد.

- اندازهگیري صحیح مقادیري مانند THD ،SNDR ،ENOB ضروري است.

- اندازهگیري توان متوسط کشیده شده از تغذیه مدار منطقی و مقایسهگـر بـه تفکیـک و

توان متوسط کشیده شده از ولتاژهاي مرجع ضروري است.

- احتیاجی به اندازهگیري INL و DNL نیست.

- حتما بلوكها را به صورت circuit sub در آورید تا فایلهایتان شلوغ نشود.

- حتما مدار را بلوك به بلوك بسته و تست کنید. از بستن و تست کردن یک مدار یـک

پارچه خودداري کنید.

- براي تست اولیه مـدار مـیتوانیـد از ورودي DC مشـخص اسـتفاده کـرده و کـدهاي

خروجی را بررسی کنید.

6 -گزارش:

- فرمت گزارش باید رعایت شود.

- حتما داراي مراجع معتبر باشد.

- نمودارهایی که صحت کار مدار را تایید میکند، اضافه کنید.

- از قرار دادن شکلهاي بیکیفیت با زمینه مشکی خودداري شود.

- محور نمودارها و واحد آنها مشخص باشد.

- پروژهاي که بهترین FOM را داشته باشد (رابطه FOM معمولا در مقـالات ذکـر مـی-

شود) نمره اضافی دارد.

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

درباره کارفرما

کاربر39681

عضویت هشت سال پیش

1 پروژه ثبت شده ،

0 پروژه در حال انجام ،

0 پروژه آماده دریافت پیشنهاد ،

نرخ پذیرش پیشنهاد 0%