2011
műszaki
Nagypontosságú idő - digitális átalakító full-custom tervezése és tesztelése
Témavezető:
Dr. Földesy Péter
Dr. Földesy Péter
Összefoglaló
Bemutatunk egy legalább 20 picosecundum pontosságú Idő – Digitális Átalakítót (Time-to-Digital Converter, TDC), melyet 180 nm-es technológiával valósítottunk meg. Alkalmazási lehetőségek széles körét vonultatjuk fel és részletesen bemutatjuk a „full – custom” tervezési eljárás lépéseit. A TDC magja az érzékelő mező, mely egyedi és egyszerű szerkezeti felépítésének köszönhetően érzéketlen a gyártási pontatlanságokra, így akár sorozatgyártásra is alkalmas.
A dolgozat első része bemutatja a szakirodalomban fellelhető eddigi megoldásokat, valamint egy általunk kitalált újszerű megvalósítási ötletet, melynek lelke az érzékelő cella struktúrája és azok 2 dimenziós elrendezése. A Cadence rendszerben történő tervezési folyamat az általános és szabványos lépéseket követi, vagyis először a chip kapcsolási rajzának és maszk rajzolatának megtervezése, majd ellenőrzése és helyes működésének tesztelése következik.
A kapcsolási rajz és a maszk rajzolat elkészültét követően több elemzési eljárás is vizsgálja a chip különböző körülmények közötti működését. Az utolsó lépések egyike a legyártott Idő – Digitális Átalakító pontos tulajdonságainak kimérése, valamint a mikrokontroller felprogramozása a helyes működés érdekében. A TDC-n sokféle konfigurációval végzett mérések eredményeinek feldolgozása és reprezentálása Matlab-ban történt. A bemutatott Idő – Digitális Átalakító mérési pontossága legalább 20 ps, melyet szoftveres támogatással még lejjebb lehet szorítani a 10 ps irányába. A chip helyes működésének tudatában hosszú távú célokat határozhatunk meg az áramkör konkrét eszközökben történő felhasználásáról.
A dolgozat első része bemutatja a szakirodalomban fellelhető eddigi megoldásokat, valamint egy általunk kitalált újszerű megvalósítási ötletet, melynek lelke az érzékelő cella struktúrája és azok 2 dimenziós elrendezése. A Cadence rendszerben történő tervezési folyamat az általános és szabványos lépéseket követi, vagyis először a chip kapcsolási rajzának és maszk rajzolatának megtervezése, majd ellenőrzése és helyes működésének tesztelése következik.
A kapcsolási rajz és a maszk rajzolat elkészültét követően több elemzési eljárás is vizsgálja a chip különböző körülmények közötti működését. Az utolsó lépések egyike a legyártott Idő – Digitális Átalakító pontos tulajdonságainak kimérése, valamint a mikrokontroller felprogramozása a helyes működés érdekében. A TDC-n sokféle konfigurációval végzett mérések eredményeinek feldolgozása és reprezentálása Matlab-ban történt. A bemutatott Idő – Digitális Átalakító mérési pontossága legalább 20 ps, melyet szoftveres támogatással még lejjebb lehet szorítani a 10 ps irányába. A chip helyes működésének tudatában hosszú távú célokat határozhatunk meg az áramkör konkrét eszközökben történő felhasználásáról.
szkotai@gmail.com
raska.istvan@gmail.com.
Dr. Földesy Péter
