将数据转换器IP集成到系统芯片简化设计技术

为了满足苛刻性能和快速运行要求，今天的系统，从通讯接口到高品质图像视频和多媒体系统，各种消费类应用广泛采用了数字信号处理技术。数据转换器成为现实世界模拟信号与数字域之间的接口。因此，数据转换器是完整信号处理链上的重要组成部分，而信号处理是每台消费电子设备上不可或缺的一部分。

尽管数据转换器设计复杂，但IP厂商能够为系统芯片（SoC）设计师提供几乎可以满足任何系统要求的数据转换器。此外，为了提供适合系统芯片集成的数据转换器，Synopsys等知名的数据转换器IP厂商采用了尖端的电路和架构技术，使它们在严苛的系统芯片环境中仍然坚固耐用。这些电路和架构技术（不在本文讨论范围之内）可以免除大系统芯片中常见的衬底和电源噪声影响，以及对制程、温度和电压变化表现稳定。

不过，为了实现数据转换器IP性能最大化，系统芯片设计师必须应对将数据转换器与系统芯片集成的挑战，避免危害整个系统性能的缺陷。

数据转换器IP集成之所以会被认为错综复杂，其原因是它要求精心的手动布局布线。但是，通过深入了解影响性能的潜在问题，系统芯片设计师可以具备成功集成达到预期性能的所有技术手段。

本文系统地介绍了12种简化设计技术，这些技术解决了系统集成中的所有常见问题，有助确保在系统芯片中成功集成高性能数据转换器。

数据转换器基础知识

采用最适合系统芯片终端应用的性能、速度和功耗要求的架构与配置，可以选择两种类型数据转换器，即模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）。

从物理集成的角度来看，两种数据转换器的信号接口相似，只不过ADC是将模拟输入信号转换成数字输出信号（图1），而DAC是将数字输入信号转换成模拟输出信号（图2）。

△模拟输入（in）/输出（out）信号有差分传输和单端传输方式，可有一个、两个或两个以上的通道；

△数字输出/输入（b）信号是模拟输入/输出信号的数字表现形式；

△参考电压可由内部基准电压源或外部输入；

△转换时钟（clk）可由内部锁相环驱动，或是由芯片外部提供；

△可提供电源和接地电源连接，包括模拟电源（avdd）、数字电源（dvdd）、模拟接地（agnd）和数字接地（dgnd）
成功的IP集成技术

第三方数字转换器IP在设计过程中考虑到了系统芯片集成和IP运行简单顺畅，没有障碍。但是，随意集成数据转换器可能造成系统性能变差。下面四部分将介绍几种有助确保IP集成成功的简单技术。