上海申思特自動化設備有限公司
主營產品: 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2016-11-17 閱讀(889)
USB電源OMAL開關版圖研究與設計
隨著電腦應用的拓展,PC機的外部設備越來越多,在機箱的外部呈現了許多的外部設備接口,因為各類外部設備不斷增多,計算機所提供的用于連接外部設備的資源日漸捉襟見肘,時常因為不能提供更多的接口,而導致各類I/O的沖突,加之各種低速外部設備缺少一個雙向、低價、即插即用的統一的總線,限制了外部設備的開發。
USB電源OMAL開關版圖研究與設計 在這個背景下,數家計算機業界的大廠商,開發出了適合中低速的外部設備使用的USB總線接口,它是一種典型的設備插架結構的總線。USB具有即插即用,兼容優性好等優點使它得到快速廣泛的發展,而這些優點也得益于良好的電源管理系統。 本文提出一種USB電源OMAL開關的芯片設計是USB電源管理系統的一個管理單元。作為USB電源管理系統必須能隨時檢測負載的連接狀況,并給負載提供一定的功率,在系統供電不足或工作溫度超過正常工作溫度范圍的情況下,能夠采取相應的保護措施,同時輸出錯誤指示信號來通知USB控制器,以控制整個USB系統的正常工作,所以系統中包括了始能電路,偏置電路,過流保護,欠壓保護,過溫保護,邏輯電路等基本單元。芯片整個設計都是采用Cadence軟件平臺,電路設計和版圖設計都用的Virtuoso,電路仿真平臺是Spectre,版圖的設計Virtuoso,版圖驗證是Calibre;芯片的制造工藝是GSMC0.18μmCMOS單多晶雙鋁工藝。 本文首先對芯片進行了總體概述,然后對芯片的每個功能模塊進行詳細的理論分析,并給出了模塊的設計方案和仿真驗證。這些模塊包括:偏置電路,欠壓保護,過溫保護,振蕩器,電荷泵,過流保護。zui后對整個電路進行了仿真,仿真結果達到設計指標。zui后本文給出了全定制的版圖設計,當然由于USB類似接口的產品,其使用時要求熱插拔,所以ESD(Electro Static Discharge)即靜電放電和latch up(閂鎖效應)要求很高,設計時可靠性設計作為重點考慮。版圖設計時盡可能規避了量產時存在的風險,包括電源線,抗干擾,匹配性,互聯線,ESD保護,天線效應,閂鎖效應等。版圖在經過三次改版后,zui后出片時ESD各項測試都通過業界標準,整個芯片具備基本功能,達到用于量產的目標。