Der UMC 0.18 Design Flow am Beispiel eines PDA ... - Mpc.belwue.de

Open Source-/Freeware IC Design Flow am Beispiel einer DPLL
Maskenhersteller. Ein Export in das CIF-Format ist
ebenfalls möglich [4].
4. Entwurfsablauf
4.1. Elektrischer Entwurf / Simulation
Um den Entwicklungsaufwand einfach zu halten,
wurde eine DPLL-Schaltung, bestehend aus XOR-
Phasendetektor, passivem Loop Filter und
stromgesteuertem VCO ausgewählt. Als Anwendung
wurde kein spezielles Einsatzgebiet festgelegt,
denkbar wäre jedoch eine Taktrückgewinnung für ein
RZ-codiertes Signal. Die Mittenfrequenz der
Schaltung wurde auf 100 MHz festgelegt.
Entsprechende Testeingangssignale wurden in
SPICE mittels der PWL-Funktion (Piece Wise Linear)
erzeugt. Da dieses für die benötigten Signale
(Rechteckspannung mit Frequenzsprung) manuell nur
äußerst umständlich und zeitaufwändig möglich war,
wurde eigens ein rudimentäres C-Tool programmiert.
Dieses erzeugt nach Eingabe zweier Frequenzen,
Amplitude und einer Zeitdauer, nach der das erzeugte
Rechtecksignal der 1. Frequenz auf die 2. Frequenz
wechselt, die gewünschten Parameter für die PWL-
Spannungsquelle. Alle Komponenten wie XOR,
stromgespeiste Inverterstufe etc. wurden als separate
Subcircuits ausgeführt. So kann die Anzahl der
Inverterstufen des VCO beliebig und flexibel
angepasst und leicht parametrisiert werden.
MOSFETs M3 und M1 der untenstehenden
Eingangsschaltung verbunden. Diese Transistoren
dienen als Stromquelle, um den Inverter in der Mitte
zu speisen. Eingestellt wird der Strom mittels der
Stromspiegel in der Eingangsschaltung, d.h. über die
W/L – Verhältnisse der MOSFETs M4 und M3
respektive über den Widerstand R range .
Erhöhen des Stromes bewirkt eine höhere
Oszillationsfrequenz.
Bild 3: Eingangsschaltung des VCO
Bild 4: XOR-Phasendetektor [1]
Bild 2: Stromgesteuerte Inverterstufe
Abbildung 2 zeigt eine in Xcircuit gezeichnete
Inverterstufe. Die Gates des oberen und unteren
MOSFET sind mit den jeweiligen Gates der
Um die gewünschte Mittenfrequenz zu erreichen,
wurden 7 Inverterstufen in Serie geschaltet, die
jeweils mit rund 15 µA gespeist werden.
MPC-Workshop, Juli 2009
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