高速ADC在雷达、无线通信、高速数据采集等领域有着广泛的应用。作为完成对数据采样、转换工作的核心模块,ADC与外部控制器之间的数据传输,以及其性能的提升逐渐成为了芯片开发者们研究的热点。SPI接口总线因其具有传输速度快、占用信号线少、信号传输准确率高、全双工等优点,在数据通信中得到了广泛应用。因此,将SPI接口集成在高速ADC芯片中的设计理念已然成为了当前高速ADC开发的主流趋势。本文基于一款折叠插值架构的高速ADC,研究并设计了适用于高速ADC的SPI接口电路,实现了高速ADC与外部控制器的数据串行通信,并研究了对高速ADC的多功能配置,包括校准使能、数据时钟DCLK相位选择、多通道工作断电控制、编码测试功能等。通过采用SPI接口电路对ADC的配置方法,节约了芯片管脚数,可大大减小芯片面积。另外,还研究了通过SPI接口电路对高速ADC中失配误差进行校准,包括采样保持电路的失调失配以及时序产生电路的采样时间失配。这种手动校准的设计方法不但校准精度高,而且具有更好的灵活性和可控制性。本文利用Verlilog HDL硬件描述语言完成了 SPI接口电路的RTL级设计,利用Modelsim仿真软件对设计的SPI接口电路进行了功能仿真,验证了其功能的正确性,并在数模混合仿真平台CadenceAMS中,对RTL级的SPI接口电路和基于TSMC0.18μm CMOS工艺的误差校准电路进行级联仿真,结果表明通过SPI接口电路可以实现失配误差的校准,其中采样保持电路的ENOB从8.93bits提升至11.03bits,时序产生电路校准后的采样时序偏差为0.09ps,有效降低了电路的失配误差,提升了电路性能,从而改善高速ADC的整体性能。接着,对设计的SPI接口电路进行FPGA硬件实现与验证。最后,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺库对SPI接口电路进行ASIC实现与验证,利用Design Compiler综合工具完成电路综合,得到综合后时序分析报告,结果表明该SPI接口电路时序满足设计要求,并对综合后的电路进行后仿真验证,然后利用IC Compiler工具实现了 SPI接口电路的自动布局布线,完成版图设计。