《高速Flash ADC量化模型設計方法研究》是依託電子科技大學,由唐鶴擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速Flash ADC量化模型設計方法研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐鶴
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當前傳統高速Flash ADC的設計主要依靠經驗和大量仿真，然後根據仿真結果選擇相對最佳化的方案。但這種經驗法不僅費時，而且缺乏定量分析以至難以保證設計的科學性。本課題就是針對Flash ADC的定量設計開展研究：通過對高速Flash ADC電路結構的理論分析，對插值技術、系統誤差與寄生參數的量化研究，抽象數學分析模型，建立一種關於高速Flash ADC的量化模型設計方法。此方法將目標性能指標（如Flash ADC的速度、解析度等）和需設計與考慮的重要參數（如插值結構與係數、預放大器頻寬與誤差，寄生參數等）之間的關係用數學模型定量地描述，這樣可根據實際需要較為科學和準確地指導高速Flash ADC的設計，並通過數學模型進行性能最佳化，提高設計效率。另一方面，本課題除開展理論研究外，還將分別用定量設計法和傳統方法設計高速Flash ADC，進行對比研究，驗證定量設計法的科學性和準確性。
結題摘要
高速Flash ADC具有極其重要和廣泛的軍民用途，而當前的設計在平衡速度、功耗、面積和性能等方面遇到了較大的瓶頸，核心原因就是缺乏數學模型和最佳化設計理論的支持。因此本項目將研究插值型Flash ADC的量化模型設計方法。 本項目的主要研究內容包括：1、建立電路拓撲結構、插值/均值技術、系統誤差和寄生參數的數學模型，定量地描述需求指標（如ADC 的速度、解析度、功耗等）和需設計的重要參數（如插值結構與係數、預放大器頻寬與誤差、管子尺寸等）之間的關係，建立一套量化模型設計方法；2、根據量化模型設計方法，設計出一款整體性能最優的ADC晶片，並驗證設計方法的科學性和準確性。 本項目建立了一套完整的、精確的插值型Flash ADC的量化模型設計方法，方法包含一個數學模型和一個標準設計流程，因此設計人員可將設計需求（design specs）代入模型，計算出最優的設計方案。同時，本項目與國際著名的IC企業豪威科技有限公司開展產學研合作，通過量化模型設計法，完成了一款高難度的高速低功耗ADC晶片的開發，最終測試性能非常良好，採樣速度達到5GSps，有效解析度達到3.5位，核心功耗僅為49mW，完全滿足預期設計需求，並且整體性能為同類型晶片中最優的，這也有力地驗證了模型理論。 本項目的研究成果具有重要的科學意義和套用價值。這是首次建立完整的插值型Flash ADC的量化模型，將設計需求指標和設計參數定量地聯繫起來，以實現最科學、最最佳化的設計；同時，在實際套用中，藉助量化模型設計法，可大大提高Flash ADC晶片的整體性能，節省設計周期和成本、提升設計效率。 本項目取得的成果：發表學術論文7篇（1篇已收錄），其中EI檢索4篇，SCI檢索1篇，邀請報告3篇；申請中國發明專利1項；作為項目負責人承擔省部級科研項目4項，作為子課題負責人承擔國家科技重大專項1項，作為技術負責人承擔省部級項目2項；獲得人才獎勵3項（四川省學術與技術帶頭人後備人選和電子科技大學百人計畫）；職稱晉升為正高研究員；參加國際/國內會議共9次，並擔任TPC委員和分會主席7次，邀請報告3次，口頭報告2次；擔任國際模擬信號處理技術委員會（IEEE ASPTC）委員，擔任四川省“十三五”科技發展規劃專家工作組委員，並負責撰寫了積體電路領域的規劃指南。
