超聲熱量測(cè)量ASIC的芯片級(jí)驗(yàn)證.pdf

1、為適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要,節(jié)能問(wèn)題日益成為科學(xué)研究的熱門課題。熱量計(jì)量裝置被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于供熱系統(tǒng),該裝置可以較準(zhǔn)確的測(cè)量系統(tǒng)中的熱量消耗。我國(guó)傳統(tǒng)的熱量計(jì)量表多屬于機(jī)械式熱量表,自身存在較多問(wèn)題。為克服機(jī)械熱量表的種種缺陷,基于超聲波技術(shù)的熱量測(cè)量?jī)x應(yīng)運(yùn)而生。
　　 超聲熱量測(cè)量?jī)x的計(jì)量精度高、使用方便、易于數(shù)字化管理。近年來(lái),隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子元器件的成本大幅度下降,使得超聲波流量?jī)x表的制造成本大大降低.為了研發(fā)具有

2、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)超聲波熱量測(cè)量?jī)x,本論文對(duì)該儀器的核心部分--時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)模塊進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 首先,本文介紹了專用集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟,系統(tǒng)的講述了TDC的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ),并在此基礎(chǔ)上提出了雙計(jì)量模式的TDC IP核架構(gòu)。其次,對(duì)提出的TDC模塊進(jìn)行了子模塊劃分,將其分為:高速單元、控制器、時(shí)鐘單元及后處理單元等。最后,針對(duì)IC設(shè)計(jì)流片成功率低的特點(diǎn),本文重點(diǎn)討論了驗(yàn)證的必要性,并對(duì)驗(yàn)證的方法學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)研

3、究,對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的驗(yàn)證,方法包括:基于FPGA的功能驗(yàn)證,基于PT的時(shí)序驗(yàn)證以及基于Formality的形式驗(yàn)證。
　　 本設(shè)計(jì)基于自頂向下(Top-Down)的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)RTL級(jí)Verilog HDL完成了各個(gè)模塊的硬件描述。在XilinxISE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成了設(shè)計(jì)的輸入以及功能仿真,采用Mentor Graphics Inc.的Modelsim進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并選用Digilent的Basys電路板完成了該系統(tǒng)