脈沖超寬帶通信系統(tǒng)基帶單元設(shè)計與芯片實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的進一步發(fā)展，人們對于無線連接的需求也在朝著更大容量、更快速度、更加安全的方向不斷增長，使得在已經(jīng)過度擁擠的有限頻譜上尋找一種新型通信技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。超寬帶(Ultra-WideBand，UWB)通信技術(shù)以其一系列獨特的優(yōu)勢，逐漸成為短距離無線通信領(lǐng)域極具吸引力的實現(xiàn)方式，在無線頻譜資源幾近枯竭的情況下，提供了一種極有前途的解決方案。
　　 作為UWB通信系統(tǒng)中的核心設(shè)計，開發(fā)出一款數(shù)?；旌闲酒猆WB_SOC

2、芯片作為UWB通信系統(tǒng)的全芯片解決方案，是實現(xiàn)UWB技術(shù)走向全面應(yīng)用的關(guān)鍵步驟?；鶐卧鳛閁WB_SOC芯片中的重要組成部分，承載了射頻收發(fā)機與USB芯片通信的橋梁作用，負(fù)責(zé)對發(fā)送數(shù)據(jù)進行加擾、組幀、并串轉(zhuǎn)換等操作，對接收數(shù)據(jù)進行采樣、解擾、去幀頭、同步等操作，以及負(fù)責(zé)控制整個UWB_SOC芯片的雙工通信切換，對于整個UWB通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、安全性、效率高低以及芯片面積、功耗等指標(biāo)都有很重要的影響。
　　 本文主要工作

3、就是給出了脈沖超寬帶(IR-UWB)通信系統(tǒng)中基帶單元從前端設(shè)計到后端芯片實現(xiàn)的整個設(shè)計方案，主要內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　 (1)分析了基帶單元在整個IR-UWB通信系統(tǒng)中的位置和自身內(nèi)部的功能劃分，再逐一設(shè)計基帶單元的基帶信號處理模塊(BSP)、時分雙工模塊(TDD)、接口時序控制模塊(ISC)三大模塊，給出了具體設(shè)計思想和RTL級描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
　　 (2)為了實現(xiàn)基帶單元內(nèi)數(shù)據(jù)在不同時鐘域之間的有效傳遞，本

4、文設(shè)計了一款采用移位碼編碼的異步FIFO。采用這種編碼方式，同時解決了亞穩(wěn)態(tài)和產(chǎn)生空滿標(biāo)志位的問題，電路結(jié)構(gòu)更加簡單，縮短了電路中的關(guān)鍵路徑，使得電路時序更加優(yōu)化，工作頻率得到明顯提升，電路面積和功耗也有一定程度的降低。
　　 (3)最后在分析邏輯綜合和芯片物理設(shè)計的理論基礎(chǔ)上，完成基帶單元的芯片實現(xiàn)工作，利用SMIC0.18umCMOS工藝完成流片。最終的UWBSOC芯片尺寸為3.84mm×3.07mm=11.79mm2，基帶