WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓AFC和SPI模塊設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是一種由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，可以應(yīng)用于智能家居、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療護(hù)理和軍事安全等領(lǐng)域。隨著無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，射頻收發(fā)芯片對(duì)頻率綜合器的穩(wěn)定性和功耗提出了更高的要求，低電壓自動(dòng)頻率校準(zhǔn)模塊（AutomaticFrequency Calibration, AFC）和串行外圍設(shè)備接口模塊(Serial Peripheral Interface，SPI)作為頻率

2、綜合器中的關(guān)鍵模塊，對(duì)它們的研究具有重要意義。
　　本文闡述了PLL頻率綜合器的原理，并針對(duì)IEEE802.15.4協(xié)議確定了AFC模塊和SPI模塊的指標(biāo)。AFC模塊采用基于計(jì)數(shù)器的開環(huán)式結(jié)構(gòu)，工作過程中關(guān)閉PS計(jì)數(shù)器，減少PS計(jì)數(shù)器引入的誤差，同時(shí)采用快速AFC算法實(shí)現(xiàn)環(huán)路的快速鎖定;SPI模塊工作在從機(jī)模式下，通過單片機(jī)的控制可以對(duì)外部寄存器進(jìn)行寫讀。AFC模塊和SPI模塊均采用半定制數(shù)字電路設(shè)計(jì)方式，本文給出了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)

3、過程，包括RTL代碼編寫和功能仿真結(jié)果、邏輯綜合和綜合后時(shí)序驗(yàn)證結(jié)果、版圖設(shè)計(jì)和后仿真結(jié)果，并采用臺(tái)積電0.18μm RF CMOS工藝進(jìn)行流片。芯片測(cè)試結(jié)果表明，AFC環(huán)路實(shí)現(xiàn)鎖定，且結(jié)果準(zhǔn)確，在1.0V的電源電壓下，AFC的鎖定頻率范圍為4.8～5.0GHz，整個(gè)環(huán)路最長(zhǎng)鎖定時(shí)間為16.6μs，鎖定后最大頻率偏差為64MHz，工作電流為180.8μA; SPI模塊在1.0V的低電壓下，讀寫功能準(zhǔn)確，一共可對(duì)16個(gè)外部寄存器進(jìn)行讀寫操