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聯(lián)系我們USB電源OMAL開關(guān)版圖研究與設(shè)計
隨著電腦應(yīng)用的拓展，PC機的外部設(shè)備越來越多，在機箱的外部呈現(xiàn)了許多的外部設(shè)備接口，因為各類外部設(shè)備不斷增多，計算機所提供的用于連接外部設(shè)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(dǎo)致各類I/O的沖突，加之各種低速外部設(shè)備缺少一個雙向、低價、即插即用的統(tǒng)一的總線，限制了外部設(shè)備的開發(fā)。
USB電源OMAL開關(guān)版圖研究與設(shè)計 在這個背景下，數(shù)家計算機業(yè)界的大廠商，開發(fā)出了適合中低速的外部設(shè)備使用的USB總線接口，它是一種典型的設(shè)備插架結(jié)構(gòu)的總線。USB具有即插即用，兼容優(yōu)性好等優(yōu)點使它得到快速廣泛的發(fā)展，而這些優(yōu)點也得益于良好的電源管理系統(tǒng)。 本文提出一種USB電源OMAL開關(guān)的芯片設(shè)計是USB電源管理系統(tǒng)的一個管理單元。作為USB電源管理系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)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(tǒng)的正常工作，所以系統(tǒng)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(shè)計都是采用Cadence軟件平臺，電路設(shè)計和版圖設(shè)計都用的Virtuoso，電路仿真平臺是Spectre,版圖的設(shè)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(shè)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(jié)果達到設(shè)計指標(biāo)。zui后本文給出了全定制的版圖設(shè)計，當(dāng)然由于USB類似接口的產(chǎn)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(yīng)）要求很高，設(shè)計時可靠性設(shè)計作為重點考慮。版圖設(shè)計時盡可能規(guī)避了量產(chǎn)時存在的風(fēng)險，包括電源線，抗干擾，匹配性，互聯(lián)線，ESD保護，天線效應(yīng)，閂鎖效應(yīng)等。版圖在經(jīng)過三次改版后，zui后出片時ESD各項測試都通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，整個芯片具備基本功能，達到用于量產(chǎn)的目標(biāo)。
