一种流水线模数转换器版图结构制造技术

本发明专利技术公开了一种流水线模数转换器版图结构，其包括功能电路版图区和围绕功能电路版图区设置的输入输出接口版图区；功能电路版图区包括电源电路版图区、数字信号电路版图区和混合信号电路版图区；数字信号电路版图区与电源电路版图区相邻，混合信号电路版图区呈U型环结构环绕电源电路版图区和数字信号电路版图区，且电源电路版图区位于U型环结构环设空间的底部，数字信号电路版图区位于U型环结构环设空间的开口处；电源电路版图区用于提供参考电流，混合信号电路版图区用于对输入信号进行量化，数字信号电路版图区用于产生时钟信号，并对混合信号电路版图区产生的量化结果进行校准。本发明专利技术中的结构，能够提高流水线模数转换器的性能和可靠性。转换器的性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种流水线模数转换器版图结构


[0001]本专利技术涉及模拟集成电路
，尤其涉及到一种流水线模数转换器版图结构。

技术介绍

[0002]高阶自动驾驶发展的大趋势推动着激光雷达的发展，调频连续波(FrequencyModulatedContinuousWave，FMCW)激光雷达因其检测精准度高、有效动态范围广和抗干扰能力强等优势，逐渐成为实现从驾驶辅助到完全自动驾驶变革不可或缺的技术。作为FMCW激光雷达信号链的核心组成部分，模数转换器决定了系统的扫描分辨率和动态刷新能力，因此对其提出了更高的性能指标要求。应用于高速高精度的流水线模数转换器是针对FMCW激光雷达模数转换器的首选结构。而由于流水线模数转换器芯片内包含多种时钟信号及参考电平信号，这些信号的内部传输速率同样对流水线模数转换器的性能指标具有较大影响高速，因此，为了达到FMCW激光雷达应用下的流水线模数转换器高性能、高可靠性的要求，在流水线模数转换器具有合理的电路结构的基础上，提供一种信号通路布局规划合理的流水线模数转换器芯片的版图结构成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，本申请提供了一种信号通路布局规划合理，具有较高性能和较高可靠性的流水线模数转换器。
[0004]为此，本专利技术提供了一种流水线模数转换器版图结构，包括：
[0005]功能电路版图区和围绕功能电路版图区设置的输入输出接口版图区；
[0006]功能电路版图区包括电源电路版图区、数字信号电路版图区和混合信号电路版图区；数字信号电路版图区与电源电路版图区相邻设置，混合信号电路版图区呈U型环结构环绕电源电路版图区和数字信号电路版图区，且电源电路版图区位于U型环结构的环设空间的底部，数字信号电路版图区远离电源电路版图区的边缘位于U型环结构的环设空间的开口处；电源电路版图区用于提供参考电流，混合信号电路版图区用于对输入信号进行量化，数字信号电路版图区用于产生时钟信号，并对混合信号电路版图区产生的量化结果进行校准。
[0007]在可选的实施方式中，混合信号电路版图区包括：
[0008]第一信号版图区，位于U型环结构底部两端以及U型环结构两臂；第一信号版图区用于进行信号放大、比较和转换；
[0009]第二信号版图区，位于U型环结构底部中部；第二信号版图区用于产生参考电平并进行信号比较和转换。
[0010]在可选的实施方式中，数字信号电路版图区包括：
[0011]时钟产生电路版图区，用于产生两相不交叠时钟信号并输出；时钟产生电路版图区与电源电路版图区相邻；
[0012]数字校准电路版图区，用于对混合信号电路版图区产生的量化结果进行延时和校准；数字校准电路版图区与时钟产生电路版图区的远离电源电路版图区的侧边相邻，且位于U型环结构的环设空间的开口处。
[0013]在可选的实施方式中，输入输出接口版图区包括：
[0014]第一接口版图区，包括静电防护电路以及用于形成电源
‑
地线环状网络的连线；第一接口版图区围绕功能电路版图区设置；
[0015]第二接口版图区，用于接入和接出信号；第二接口版图区围绕第一接口版图区设置。
[0016]在可选的实施方式中，第二接口版图区包括：
[0017]第一接口区，设置于第二接口版图区的与U型环结构底部相邻的侧边；第一接口区用于接入第一信号版图区所需的模拟输入信号以及电源电路版图区所需的外部参考电流信号，并接出电源电路版图区产生的内部参考电流信号。
[0018]在可选的实施方式中，第二接口版图区还包括：
[0019]第二接口区，设置于第二接口版图区的与U型环结构开口处相邻的侧边；第二接口区用于接入第一信号版图区所需的参考电平信号。
[0020]在可选的实施方式中，第二接口版图区还包括：
[0021]第三接口区，设置于第二接口版图区的与U型环结构其中一臂相邻的侧边；第三接口区用于接入时钟产生电路版图区所需的参考时钟信号，并接出数字校准电路版图区产生的数字信号；
[0022]第四接口区，设置于第二接口版图区的与U型环结构另一臂相邻的侧边；第四接口区包括模拟电源供电接口；
[0023]两个第五接口区，其中一个设置于第一接口区和第三接口区之间，另一个设置于第二接口区和第三接口区之间；第五接口区包括用于隔离模拟信号和数字信号的专用接口。
[0024]本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：
[0025]1、本专利技术提供的流水线模数转换器版图结构，通过设置其中的输入输出接口版图区围绕其中的功能电路版图区，便于根据功能电路版图区中所需的信号在输入输出接口版图区内就近设置对应的接口，从而能够形成较短的信号传递链路；同时，通过设置功能电路版图区中的混合信号电路版图区呈U型环结构环绕电源电路版图区和数字信号电路版图区，并设置数字信号电路版图区远离电源电路版图区的边缘位于U型环结构的环设空间的开口处，使得混合信号电路版图区与电源电路版图区以及数字信号电路版图区均相邻，同时混合信号电路版图区和数字信号电路版图区均与输入输出接口版图区相邻，从而使得功能电路版图区内部各区域之间以及功能电路版图区和输入输出接口版图区之间的信号传输链路均较短，关键信号受芯片内部其他数字信号影响的可能性减小，进而使得流水线模数转换器的传输速率较高、可靠性较好。
[0026]2、本专利技术提供的流水线模数转换器版图结构，通过设置输入输出接口版图区中的第一接口版图区(包括静电防护电路以及用于形成电源
‑
地线环状网络的连线)围绕功能电路板图区设置，第二接口版图区(用于接入和接出信号)围绕第一接口版图区设置，使得功能电路版图区中的数字信号电路版图区实现了双环隔离(其中的N型保护环在内，接电源电
路版图区中的电源电位；其中的P型保护环在外，接第一接口版图区中的地电位)，从而能够在减小数字信号电路版图区电路对其他模块的干扰的同时，对数字信号电路版图区内的时钟信号线作地线屏蔽，保证时钟信号频率不受影响，满足电路的时序。
[0027]3、本专利技术提供的流水线模数转换器版图结构，通过在第一接口区和第三接口区之间，以及第二接口区和第三接口区之间分别设置一个第五接口区，以隔离模拟信号和数字信号，能够减少模拟信号和数字信号之间的干扰，进一步提高流水线模数转换器的可靠性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1和图2为本专利技术实施例提供的一种流水线模数转换器版图结构的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的另一种流水线模数转换器版图结构的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例提供的另一种流水线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流水线模数转换器版图结构，其特征在于，包括：功能电路版图区和围绕所述功能电路版图区设置的输入输出接口版图区；所述功能电路版图区包括电源电路版图区、数字信号电路版图区和混合信号电路版图区；所述数字信号电路版图区与所述电源电路版图区相邻设置，所述混合信号电路版图区呈U型环结构环绕所述电源电路版图区和所述数字信号电路版图区，且所述电源电路版图区位于所述U型环结构的环设空间的底部，所述数字信号电路版图区远离所述电源电路版图区的边缘位于所述U型环结构的环设空间的开口处；所述电源电路版图区用于提供参考电流，所述混合信号电路版图区用于对输入信号进行量化，所述数字信号电路版图区用于产生时钟信号，并对所述混合信号电路版图区产生的量化结果进行校准。2.根据权利要求1所述的流水线模数转换器版图结构，其特征在于，所述混合信号电路版图区包括：第一信号版图区，位于所述U型环结构底部两端以及所述U型环结构两臂；所述第一信号版图区用于进行信号放大、比较和转换；第二信号版图区，位于所述U型环结构底部中部；所述第二信号版图区用于产生参考电平并进行信号比较和转换。3.根据权利要求2所述的流水线模数转换器版图结构，其特征在于，所述数字信号电路版图区包括：时钟产生电路版图区，用于产生两相不交叠时钟信号并输出；所述时钟产生电路版图区与所述电源电路版图区相邻；数字校准电路版图区，用于对所述混合信号电路版图区产生的量化结果进行延时和校准；所述数字校准电路版图区与所述时钟产生电路版图区的远离所述电源电路版图区的侧边相邻，且位于所述U型环结构的环设空间的开口处。4.根据权利要求3所述的流水线模数转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超凡，宋子奇，王文强，吴勇，王东，何滇，张野，李晴，翟世奇，查梦凡，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：