第六届2016年大学生集成电路设计大赛.docx
第六届（2016年）大学生集成电路设计大赛杯赛题目1 .题目：适用于砌耗SoC系统的高精度带隙基准模块2 .设计要求：在当代SoC系统，尤其是可穿戴设备的设计过程中，功耗已经成为与面积和性能同等重要的设计指标，降低可重用IP的功耗会使整个SoC的功耗设计与分析更加简便和快捷。带隙基准模块是绝大多数SoC系统中必不可少的基础模块，用以提供不随PVT变化的电压或者电流，它的性能严重影响着SoC系统的整体性能。请设计一款低功耗高性能的带隙基准模块，各项指标如下：整体电路（包含启动电路）的功耗尽量小于500nA;在L2V1.8V电压范围内，电路能正常输出基准电压；电路版图面积（不包含外围PAD）不超过0.05mm2;在-40。C到125内，温度系数TC应尽量小于20ppmoC;IkHz带宽范围内的电源抑制比PSRR大于等于40dB;在使能（如果有使能电路）和电源分别上电后，电路可以稳定快速启动。由于在模拟电路设计中，电路参数都会互相牵制，所以要求在ss、ff、tt工艺角下，以上指标均尽量满足即可。3 .使用工艺：推荐使用华润上华0.18um工艺4 .作品提交内容：撰写一份简明扼要的汇报文档，主要阐述设计作品与传统设计的差异和优越性，概述设计作品的功耗、面积、性能等关键技术指标。撰写一份详尽的设计文档，至少包含以下内容：1）电路原理分析；2）具体电路架构及设计参数;3）仿真及后仿真结果，其中至少包括：温度系数、线性度、电源抑制比、启动及电源上电的输出波形。原理图，版图和仿真验证环境的全部设计数据。注：从四个小题目中任选一，注意题目编号。京微雅格的题目有单独文档说明，具体请参考<2016年第六届大赛京微雅格杯赛赛题>京微雅格企业杯1：基于FPGA的无人机电调模块设计京微雅格企业杯2:基于FPGA驱动的MIPI晶区动设计京微雅格企业杯3:基于FPGA的电动双轮玩具设计京微雅格企业杯4:基于FPGA圆弧插补算法的设计1 .题目：高精度低功耗SARADC2 .设计要求：请根据以下要求设计高精度低功耗SARADC电源电压：33V信号带宽：100kHz输入信号幅度：2V输出位数：12DNL:0.5LSBINL:2LSBSNR:62dB总电流（包括ReferenceBuffer）:50uA在满足上述条件下，尽量减小面积。3 .使用工艺：推荐使用华润上华0.18Um或0.35Um工艺4 .作品提交内容：撰写一份简明扼要的汇报文档，主要阐述设计作品与传统设计的差异优点，概述设计作品的功耗，面积和性能等关键指标。撰写一份详尽的设计文档，至少包括以下内容：1）电路原理分析2）具体电路架构和设计参数3）仿真及后仿结果。原理图，版图和仿真验证环境的全部设计数据。1 .题目：高精度角度测量模块设计2 .设计要求：精密角度测量是几何量测量的T重要项目,也是计量科学中发展较为完备的一个分支。目前很多重要的测控仪器如陀螺转台、惯导平台、经纬仪、星体跟踪器、雷达、导弹发射架、空间望远镜、高精度数控机床、机器人等系统中一般都需要角度传感器,用以测量被测物体相对于某基准方位的绝对转角或相对于自身在不同时刻的相对转角。BM2502为北京时代民芯科技有限公司研发的一款线性霍尔传感电路，可以精确输出与磁场成正比的电压信号。采用BM25O2设计一款角度传感器，实现高精度角度测量。基本原理如下图，设计采集装置将角度变化转换为磁场变化，通过BM25O2进行采集，将磁场变化转换为电压变化，然后使用数字信号处理得到角度变化值，实现方式不限，输出信号为数字信号，表示模式自行设定。自由设计方案和电路实现,要求成本低，体积越小。请参见时代民芯杯BM2502产品手册.dox.3 .设计指标：角度监测范围：360度角度分辨率：0.05度提供设计方案文档T分,介绍所设计传感器模块设计方案提供详细设计文档T分，对所设计传感器模块结构，电路，选用器件，特点等内容进行详细说明；提供配制好的传感器模块一个，可以进行操作演练。1 .题目：高速峰值检测模块设计2 .设计要求：在640个16位宽的有符号数里，快速找到最高的5个峰值的位置，并将5个峰值点的行坐标及列坐标作为模块的输出。640个数据是按照32行20列的方式存储于单口RAM里。峰值是指该数据的绝对值大于自己周围的8个数据的绝对值。3 .设计指标：时钟频率：不能低于30Mhz;工作时长：需要的时间越短越好面积：越小越好4 .实现方式:硬件选用Xilinx公司的V5系列FPGA,软件使用ISEo()5 .作品提交内容：撰写一份简明扼要的汇报文档，概述设计作品的功耗、面积、最高频率及需要的周期数等关键技术指标。撰写一份详尽的设计文档，至少包含以下内容：D峰值检测的算法；2) Verilog代码，综合脚本及STA脚本;3)仿真及后仿真结果。1 .题目：基于氧化物TFT的行驱动集成电路设计2 .设计要求:行驱动电路是用于驱动显示屏行阵列信号,能够减少工艺步骤降低成本。随着面板分辨率的提升，对行驱动电路的要求也愈发严苛，传统a-SiTFT器件已经不能满足高分辨率下性能需求，而新型氧化物TFT的特性不同于a-Si器件，因此需要针对氧化物TFT器件特性重新设计行驱动电路。3 .设计指标：至少需要满足以下性能需求，可以加入ESD保护、复用输出等加分设计。4K（3840歹2160行）分辨率、60Hz刷新速率。单极功耗小于250W0负载电阻5k,负载电容50pF,且输出电压摆幅不低于电源电压80%oTFT阈值电压漂移20%范围内仍然能够正常工作。10级级联正常输出。4 .使用工艺:推荐使用新视界光电公司IGZO-TFT器件模型,Smartspice仿真工具。5 .作品提交内容：撰写简明扼要的汇报文档，主要阐述设计作品与传统设计的差异和优越性，概述设计作品的功耗、速度等关键技术指标。撰写一份详尽的设计文档，至少包含以下内容：1）电路原理分析；2）具体电路架构及设计参数；3）仿真结果，其中至少包括：单级与级联的空载与带载输出波形。希格玛微电子企业杯1 .题目：无线充电发射驱动电路2 .设计要求：随着对产品的便携性及外观要求的提高，越来越多的产品使用无线充功能，而其效率是我们常常关心的问题，特别是与有线充比较。本题目要求设计一款串联谐振方式的无线发射驱动电路，外接全桥驱动结构的4个功率mos,输入为反映输出负载的6位控制频率的数字信号和5位控制占空比的数字信号（数字信号都为全0全1变化），占空比只在频率最高值时调整，输出为驱动4个功率nmos的控制信号。要求4个nmos导通时需要处于线性区，串联的两nmos需要有死区控制，无线充电发射端能够根据接收端负载的变化，通过调整内部振荡器频率占空比，改变输出的功率，使系统达到效率最优的状态3 .阿描示：电源电压：3.05.0V,整体功耗：小于300uA,调频变化范围：400K800KHZ,最小变化量：小于IOKHZ,占空比调整范围：10%50%4 .使用工艺：推荐使用华润上华0.18Um工艺。阐明设计思路及控制原理，概述设计作品的设计指标，撰写一份详尽的设计文档，至少包含以下内容：1）系统结构图；2）电路原理分析；3）设计参数的仿真报告；4）系统响应的仿真结果。
