音频芯片中数字AGC的研究与实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijinjie1981
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着集成电路领域的不断发展和人们生活品质的不断提高,人们对于音频质量的要求也越来越高,而实际生活中,由于音频输入信号在传播过程中会因为距离、障碍物以及其他环境的影响,导致输入到模数转换器(Analog to Digital Converter,即ADC)的数据忽大忽小,若音频输入超过ADC的动态范围则会产生极大的误差,对后续数据处理产生极大的影响,使得用户的收听体验受到影响,由此需要对ADC的输入数据进行处理。在ADC前是需要一个可编程增益放大器(Progarmmable Gain Amplifer,即PGA),因此,音频芯片中,需要实时调整PGA的增益,而PGA增益的变化是通过一个内部的软步进算法即数字自动增益控制算法(Automatic Gain Control,AGC)实现的,通过AGC来使输出信号平稳的输出。为此,论文对AGC算法优化设计的基础上完成了算法的Verilog HDL建模与仿真验证,针对响应时间、面积及功耗等关键参数进行优化设计,最终完成一款数字AGC算法的硬件实现。论文主要工作包括:1.在深入研究自动增益控制的环路结构和实现方式的基础上,在满足功能覆盖的前提下,综合优化了时序、面积、功耗和响应速度等关键参数,完成了AGC算法硬件实现的方案设计。2.完成了AGC算法整体结构内各单元模块设计。首先依据设计要求对AGC算法中各个功能点进行划分,得到各子模块电路;接着完成AGC算法控制模块的硬件实现;最后分别对IIR滤波器、RMS检波器、阿尔法滤波器、CORDIC对数转换模块等各子模块进行硬件实现,仿真验证与结果分析。3.基于UVM验证平台完成AGC算法整体电路的仿真验证与结果分析。分别建立了典型激励、随机激励、寄存器测试三类测试用例,完成了论文设计电路的仿真验证,以及将本文设计电路采用C模型进行对比验证,仿真波形与仿真log文件均表明本设计功能正确。同时仿真结果表明:电路增益范围为0-38d B,增益步进为0.5d B,电路响应时间为1.12us,仿真代码覆盖率为98.42%,满足设计要求。4.基于TSMC12nm工艺库完成本设计的综合仿真与验证,结果表明:关键路径无时序违例,总面积为15159μm~2,总功耗为1.9m W,均满足设计要求。
其他文献
在互联网给人们带来了方便生活的同时,越来越多的接入设备,对支撑基础网络节点的交换设备提出了更加严格的要求。一方面,增长迅速的网络业务量要求网络交换设备具有更大的交换容量,另一方面,愈发多样性的网络环境要求网络交换设备具有强大的灵活性,并能够向后兼容。这种背景下,高速可重构的网络交换芯片成为了解决这些要求的必然选择,而解析器,是决定网络交换芯片性能上限的一个关键结构。本文介绍了一种用于百吉网络交换芯
学位
配准技术是指将不同时间、不同视角或者不同传感器在不同条件下获取的包含相同场景的两幅或者多幅图像或点云进行匹配对齐的过程,是很多计算机视觉任务的基础,在三维重建、目标识别跟踪、变化检测、模式识别等任务中均有着广泛的应用。基于点特征的配准方法是目前应用范围最广的配准技术之一,因为点特征具有较好的稳定性,不易受到形变、噪声的干扰,同时对待配准的图像或点云没有很高的重叠要求。但是,在实际应用过程中,由于物
学位
随着集成电路的不断发展,芯片特征尺寸不断缩小,集成度越来越高,芯片内部出现的物理缺陷导致产品失效的问题日渐显著。因此,测试质量受到越来越多的关注,探索具有测试质量高、成本低的可测性测试方法具有重要意义。本文主要研究了一款基于扫描链和自动测试向量生成(ATPG)的IP核的可测性设计,根据IP核电路的特点,实现了扫描测试架构和ATPG环境的搭建,验证了扫描电路的正确性和测试向量的有效性,并且重点对其A
学位
为实现对水利工程泵站设计、建设及运行的全面优化,对其运行状态进行自动化控制,以某水利工程泵站为例,开展泵站优化设计与运行控制的研究。通过优化水利工程泵站机组、优化泵站进水流道与出水流道设计,完成水利工程泵站优化设计。计算水利工程泵站运行日均提水量,引进PLC技术,设计泵站终端运行PLC控制模块,将泵站运行中水源端的平衡性作为控制目标,建立控制目标函数,根据泵站进水流道与出水流道两者数值的平衡性关系
期刊
对泵站进行流量调节,促进水资源合理利用,对我国绿色可持续发展具有重要意义。为保障泵站的节能高效运行,通过理论模型与实际工程相结合的方式,对不同流量调节措施泵站的节能效果进行对比研究。结果表明,流量调节主要与泵机阀门的大小、泵机电机转速以及并联泵机的数量有关,并且均呈正比关系。在扬程-流量特征曲线模型中,与控制泵机的阀门大小进行流量调节相比,控制泵机电机的转速、实现泵机转速自动变频进行流量调节是泵站
期刊
目的 了解山东省某公安院校大学生心理健康素养现状及影响因素,为提升其心理健康素养提供参考依据。方法 2021年10—11月采用整群抽样法,采用自行设计的一般人口学调查表和青少年心理健康素养评定量表对山东省某公安院校388名大学生进行问卷调查,并对数据进行分析。结果 山东省某公安院校388名大学生心理健康素养得分为(74.81±10.92)分。年级、母亲教育程度、学习成绩、人际关系和心理活动参与情况
期刊
金刚石超宽禁带半导体具有高击穿场强、高热导率、较高的载流子迁移率及饱和漂移速度等优异特性,是制备下一代高温、高压、高频、大功率电子器件的理想材料之一。但是金刚石的体掺杂室温下难以激活,目前氢终端金刚石表面p型电导是金刚石主要电导形式。由于氢终端表面导电性能不稳定,易受高温工艺影响,及亚微米小尺寸器件制备困难等问题的限制,高频金刚石场效应晶体管在制备及应用方面还存在较大的困难,成为阻碍金刚石器件发展
学位
近些年来,随着激光点云技术的不断发展,计算机开始用一种新的数据形式来认识并理解世界。随着深度学习在2D图像处理领域取得的巨大成就,研究人员开始将深度学习方法应用到点云数据处理领域,但是由于点云数据的无序性、稀疏性等原因,难以直接利用深度学习来处理点云数据,直到Point Net和Point Net++的问世,深度学习开始在点云数据处理中被广泛应用,但是目前的方法大多通过手动邻域选择的方式来进行局部
学位
随着器件尺寸不断缩小、集成密度不断增加,三维集成电路(Three-Dimensional Integrated Circuit,3D IC)的优势逐渐明显,但是三维集成电路的高度集成和紧凑设计导致其热问题愈发严峻,严重的热问题将会引起电路的失效,影响芯片的正常工作,因此急需各种方案来缓解三维集成系统中的热问题。能够传输电源信号的电源分配网络(Power Distribution Network,P
学位
随着制程节点的缩小和电路复杂性的增加,在集成电路设计过程中,逻辑等价性检查在确保功能正确性方面起着重要作用。在集成电路设计周期中,无论是前端还设计是后端实现,验证是其中必不可少的环节。除此之外,越来越多的业内人士也指出了验证测试已经成为了集成电路设计发展周期中的一个亟需解决问题。在实际工程中,当面对规模更大的集成电路时,一般需要进行分割处理从而使得后续对电路的操作更方便,这时就需要验证分割前后电路
学位