專利名稱：一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片的制作方法
一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)涉及芯片設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片。
技術(shù)背景
超寬帶技術(shù)是目前很具競(jìng)爭(zhēng)力的短距離高空間容量(通信量/平方米)的一種新型無(wú)線技術(shù)，預(yù)期在空天網(wǎng)絡(luò)、軍事通信、數(shù)字家庭、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng) (WPAN)、Ad-Hoc網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)等很多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。超寬帶系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)頻帶共享，研究認(rèn)為，這種技術(shù)可以和其他窄帶系統(tǒng)同時(shí)工作。超寬帶通信技術(shù)是一種非傳統(tǒng)的、新穎的無(wú)線傳輸技術(shù)，它通常采用極寬的頻譜(相對(duì)帶寬大于20%或絕對(duì)帶寬大于 500MHz)傳送信息。
單載波超寬帶(SC-UWB)方案是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，相對(duì)于目前超寬帶主流的多帶正交頻分復(fù)用(MB-OFDM)方案，SC-UWB不僅滿足高速的要求，還克服了 MB-OFDM高峰均比、對(duì)定時(shí)頻偏要求高的缺點(diǎn)，有利于單片化實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于單載波超寬帶接收機(jī)芯片來(lái)說(shuō)，由于芯片的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)鍵模塊眾多，既要有數(shù)字模塊又要有模擬模塊，因此，對(duì)芯片版圖結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃至關(guān)重要，尤其是數(shù)字模塊與模擬模塊，既要相互隔離又要相互通信。如果版圖設(shè)計(jì)不合理，不僅可能造成高頻模擬信號(hào)對(duì)數(shù)字信號(hào)的串?dāng)_，還會(huì)造成布局布線的擁塞以及時(shí)序無(wú)法收斂。由于上述設(shè)計(jì)上的困難，目前還沒(méi)有設(shè)計(jì)出一種合理高效的單載波超寬帶接收機(jī)芯片。發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠避免數(shù)模信號(hào)相互串?dāng)_、時(shí)序無(wú)法收斂、布局布線擁塞等現(xiàn)象的合理高效的單載波超寬帶接收機(jī)芯片。
為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片，包括數(shù)字版圖區(qū)和模擬版圖區(qū)，其中，
所述數(shù)字版圖區(qū)包括
并行均衡器與載波恢復(fù)聯(lián)合環(huán)路版圖區(qū)，用于消除接收機(jī)芯片接收信號(hào)的碼間干擾以及跟蹤載波相位，分別與交織器版圖區(qū)和RAM版圖區(qū)相連；
交織器版圖區(qū)，用于將連續(xù)的誤碼打散，分別與同步模塊版圖區(qū)和譯碼器版圖區(qū)相連；
同步模塊版圖區(qū)，用于幀同步、載波同步和定時(shí)同步，分別與譯碼器版圖區(qū)和RAM 版圖區(qū)相連；
譯碼器版圖區(qū)，用于將經(jīng)過(guò)編碼的發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)譯碼輸出，與RAM版圖區(qū)相連；
RAM版圖區(qū)，用于存儲(chǔ)譯碼器版圖區(qū)中的回溯路徑信息；
所述模擬版圖區(qū)包括
模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)，用于將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與所述數(shù)字版圖區(qū)中的譯碼器版圖區(qū)相連。
優(yōu)選的，所述芯片還包括焊盤(pán)版圖區(qū)，位于芯片版圖的周圍和芯片的4個(gè)角上。
優(yōu)選的，所述焊盤(pán)版圖區(qū)包括86個(gè)輸入輸出焊盤(pán)版圖和4個(gè)角連接輸入輸出接口版圖。
優(yōu)選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)包括參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)、比較器版圖區(qū)、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)和接口版圖區(qū)。
優(yōu)選的，所述參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)、比較器版圖區(qū)、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)和接口版圖區(qū)的周圍均設(shè)有深N阱隔離帶。
優(yōu)選的，所述比較器版圖區(qū)為全差分預(yù)放加比較器的版圖結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述譯碼器版圖區(qū)中譯碼器為維特比譯碼器。
優(yōu)選的，所述RAM版圖區(qū)中RAM為雙端口 RAM。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)包括以下優(yōu)點(diǎn)
本申請(qǐng)的單載波超寬帶接收機(jī)芯片分成七個(gè)版圖區(qū)，其中包括三類版圖區(qū)，分別為數(shù)字版圖區(qū)、模擬版圖區(qū)和焊盤(pán)版圖區(qū)，在設(shè)計(jì)時(shí)數(shù)字版圖區(qū)和模擬版圖區(qū)分別設(shè)計(jì)，最后通過(guò)數(shù)模拼接技術(shù)拼接在一起。單載波超寬帶接收機(jī)芯片的各個(gè)版圖區(qū)布局合理，為布線預(yù)留了充足的空間，優(yōu)化了各版圖區(qū)之間的接口時(shí)序，同時(shí)使用高效的數(shù)模拼接技術(shù)使高頻模擬信號(hào)對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響減到最小，避免了數(shù)字模擬信號(hào)的相互干擾。


圖1是本申請(qǐng)一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)圖2是本申請(qǐng)一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片中模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，示出了本申請(qǐng)一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)圖，該芯片由7個(gè)版圖區(qū)組成，包括第一版圖區(qū)10、第二版圖區(qū)20、第三版圖區(qū)30、第四版圖區(qū)40、第五版圖區(qū) 50、第六版圖區(qū)60和第七版圖區(qū)70。
其中，第一版圖區(qū)10、第二版圖區(qū)20、第三版圖區(qū)30、第四版圖區(qū)40、第五版圖區(qū) 50和第六版圖區(qū)60被所述第七版圖區(qū)70所包圍。
所述第一版圖區(qū)10與第二版圖區(qū)20相連，所述第一版圖區(qū)10與第五版圖區(qū)50相連；所述第二版圖區(qū)20與第三版圖區(qū)30相連，所述第二版圖區(qū)20與第四版圖區(qū)40相連； 所述第三版圖區(qū)30與第四版圖區(qū)40相連，所述第三版圖區(qū)30與第五版圖區(qū)50相連，所述第三版圖區(qū)30與第六版圖區(qū)60相連；所述第四版圖區(qū)40與第五版圖區(qū)50相連；所述第七版圖區(qū)70平均分布在所述單載波超寬帶接收機(jī)芯片版圖的周圍和四個(gè)角上。
在實(shí)際應(yīng)用中，第一版圖區(qū)為并行均衡器與載波恢復(fù)聯(lián)合環(huán)路版圖區(qū)，主要用于消除接收機(jī)芯片接收信號(hào)的碼間干擾以及跟蹤載波相位，所述均衡器與載波恢復(fù)聯(lián)合環(huán)路版圖區(qū)通過(guò)數(shù)字流程自動(dòng)產(chǎn)生布局布線。
第二版圖區(qū)為交織器版圖區(qū)，主要用于將連續(xù)的誤碼打散，從而利于譯碼器正確糾錯(cuò)，所述交織器版圖區(qū)通過(guò)數(shù)字流程自動(dòng)產(chǎn)生布局布線。
第三版圖區(qū)為同步模塊版圖區(qū)，主要用于幀同步、載波同步和定時(shí)同步，從而接收機(jī)能正確地獲取所需信息，所述同步模塊版圖區(qū)通過(guò)數(shù)字流程自動(dòng)產(chǎn)生布局布線。
第四版圖區(qū)為維特比(Viterbi)譯碼器版圖區(qū)，主要用于將經(jīng)過(guò)編碼的發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)譯碼輸出，所述維特比(Viterbi)譯碼器版圖區(qū)通過(guò)數(shù)字流程自動(dòng)產(chǎn)生布局布線。
第五版圖區(qū)為雙端口 RAM版圖區(qū)，主要用于Viterbi譯碼中回溯路徑信息的存儲(chǔ)， 所述雙端口 RAM是自主設(shè)計(jì)的IP核。
第六版圖區(qū)為高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)，用于將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)， 從而使單載波超寬帶接收機(jī)能數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。
第七版圖區(qū)為焊盤(pán)(PAD)版圖區(qū)，具體包括86個(gè)輸入輸出PAD版圖和4個(gè)角連接輸入輸出接口版圖；所述86個(gè)輸入輸出PAD版圖分布在所述單載波超寬帶接收機(jī)芯片版圖的周圍，所述4個(gè)角連接輸入輸出接口版圖位于所述單載波超寬帶接收機(jī)芯片版圖的四個(gè)角—t ο
在七個(gè)版圖區(qū)中，第一版圖區(qū)、第二版圖區(qū)、第三版圖區(qū)、第四版圖區(qū)和第五版圖區(qū)為數(shù)字版圖區(qū)，第六版圖區(qū)為模擬版圖區(qū)，這兩類版圖區(qū)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終通過(guò)數(shù)模拼接技術(shù)拼接在一起，從而能夠有效地達(dá)到數(shù)模隔離的目的。
數(shù)字部分和模擬部分的PAD版圖區(qū)的供電分別形成一個(gè)電源環(huán)，兩個(gè)電源環(huán)通過(guò)背靠背的二極管相連，以使整個(gè)版圖的電流形成一個(gè)回路，同時(shí)能夠防止擊穿，達(dá)到實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)的目的。
參照?qǐng)D2，示出了本申請(qǐng)一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片中模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)的結(jié)構(gòu)圖。
該模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)包括參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)601、比較器版圖區(qū)602、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)603和與數(shù)字部分的接口版圖區(qū)604。
其中，參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)601、比較器版圖區(qū)602、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)603位于模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片版圖的中央，接口版圖區(qū)604位于模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片版圖的右側(cè)。參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)601與比較器版圖區(qū)602相連，比較器版圖區(qū)602與串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū) 603相連，版圖區(qū)603與版圖區(qū)604相連。
在實(shí)際應(yīng)用中，參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)601由電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于產(chǎn)生比較器的參考電壓，電阻網(wǎng)絡(luò)上下呈對(duì)稱分布。
比較器版圖區(qū)602是整個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖的核心，采用了全差分預(yù)放加比較器的版圖結(jié)構(gòu)，更好地抑制了數(shù)字噪聲，提高了共模抑制比，同時(shí)通過(guò)在復(fù)位相關(guān)斷比較器的尾電流并增加一對(duì)上拉PMOS管，既提高了比較器的速度又節(jié)約了功耗。
串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)603由一系列邏輯門(mén)搭建而成，用于將高速串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為較低速的并行信號(hào)。
與數(shù)字部分接口版圖區(qū)604是一堆并行線路，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)傳遞給數(shù)字版圖區(qū)。
位于模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)周圍的PAD版圖區(qū)包括23個(gè)輸入輸出PAD版圖，每個(gè)PAD 版圖中都有靜電保護(hù)電路，對(duì)于高頻時(shí)鐘輸入PAD，還有整形和放大電路。
本申請(qǐng)?zhí)峁┑膯屋d波超寬帶接收機(jī)芯片的各個(gè)版圖區(qū)布局合理，為布線預(yù)留了充足的空間，優(yōu)化了各版圖區(qū)之間的接口時(shí)序，同時(shí)使用高效的數(shù)模拼接技術(shù)使高頻模擬信號(hào)對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響減到最小，避免了數(shù)字模擬信號(hào)的相互干擾。
以上對(duì)本申請(qǐng)所提供的一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本申請(qǐng)的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想， 在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
權(quán)利要求
1.一種單載波超寬帶接收機(jī)芯片，其特征在于，包括數(shù)字版圖區(qū)和模擬版圖區(qū)，其中， 所述數(shù)字版圖區(qū)包括并行均衡器與載波恢復(fù)聯(lián)合環(huán)路版圖區(qū)，用于消除接收機(jī)芯片接收信號(hào)的碼間干擾以及跟蹤載波相位，分別與交織器版圖區(qū)和RAM版圖區(qū)相連；交織器版圖區(qū)，用于將連續(xù)的誤碼打散，分別與同步模塊版圖區(qū)和譯碼器版圖區(qū)相連；同步模塊版圖區(qū)，用于幀同步、載波同步和定時(shí)同步，分別與譯碼器版圖區(qū)和RAM版圖區(qū)相連；譯碼器版圖區(qū)，用于將經(jīng)過(guò)編碼的發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)譯碼輸出，與RAM版圖區(qū)相連； RAM版圖區(qū)，用于存儲(chǔ)譯碼器版圖區(qū)中的回溯路徑信息； 所述模擬版圖區(qū)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)，用于將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與所述數(shù)字版圖區(qū)中的譯碼器版圖區(qū)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，還包括焊盤(pán)版圖區(qū)，位于芯片版圖的周圍和芯片的4個(gè)角上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片，其特征在于，所述焊盤(pán)版圖區(qū)包括86個(gè)輸入輸出焊盤(pán)版圖和4個(gè)角連接輸入輸出接口版圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)包括參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)、比較器版圖區(qū)、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)和接口版圖區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)版圖區(qū)、比較器版圖區(qū)、串并轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)和接口版圖區(qū)的周圍均設(shè)有深N阱隔離帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其特征在于，所述比較器版圖區(qū)為全差分預(yù)放加比較器的版圖結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述譯碼器版圖區(qū)中譯碼器為維特比譯碼器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述RAM版圖區(qū)中RAM為雙端口RAM。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N單載波超寬帶接收機(jī)芯片，包括數(shù)字版圖區(qū)和模擬版圖區(qū)，其中，數(shù)字版圖區(qū)包括并行均衡器與載波恢復(fù)聯(lián)合環(huán)路版圖區(qū)，用于消除接收機(jī)芯片接收信號(hào)的碼間干擾以及跟蹤載波相位，分別與交織器版圖區(qū)和RAM版圖區(qū)相連；交織器版圖區(qū)，用于將連續(xù)的誤碼打散，分別與同步模塊版圖區(qū)和譯碼器版圖區(qū)相連；同步模塊版圖區(qū)，用于幀同步、載波同步和定時(shí)同步，分別與譯碼器版圖區(qū)和RAM版圖區(qū)相連；譯碼器版圖區(qū)，用于將經(jīng)過(guò)編碼的發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)譯碼輸出，與RAM版圖區(qū)相連；RAM版圖區(qū)，用于存儲(chǔ)譯碼器版圖區(qū)中的回溯路徑信息；模擬版圖區(qū)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖區(qū)，用于將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與譯碼器版圖區(qū)相連。
文檔編號(hào)H04B1/7163GK102523017SQ20111039397
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者欒志斌, 葛寧, 裴玉奎 申請(qǐng)人:清華大學(xué)