半导体集成电路设计方法通常分为模拟设计和数字设计两类。大多数情况下，都是涉及二者的混合设计，因此要求设计者同时掌握这两类设计的原理、方法和工具。我们的设计研究工作都是在此基础上开展的。 首先，我们使用VerilogHDL设计了一个和现有工业标准的MSC-51指令集完全兼容的高性能微控制器。与传统MCS-51相比该控制器使用预取指令、分立总线、并行乘除法器等技术来提高控制器的性能，大大提高了平均执行效率，允许用户自由设置ROM和RAM来改善使用的灵活性。此外，在控制器的设计上还引入了专门的时钟控制模块，使控制器能够实现降低工作频率，待机和休眠等功能。控制器已成功的在FPGA平台上进行测试。 其次，为了采用数模混合设计法进行TIQADC(ThresholdInverterQuantization，TIQ)的设计，我们完成了一个电荷泵锁相环(Charge-PumpPhase-LockerLoop，CPLL)的设计和版图定制。 然后，在开展TIQADC的设计和研究中，成功实现了用增强型系统尺寸变化法(EnhancedSystematicSizeVariation，ESSV)对TIQ比较器的设计。该法比传统设计方法的优越性主要表现在可以有效的提高TIQADC设计过程中，产生所需要的比较器数据的效率，缩短时间，提高精度等几个方面，并能快速得到任意标准CMOS工艺下，位数低于9位的TIQADC的版图参数。 设计过程中，我们还研究了电路设计、版图设计、仿真及众多参数变化对ADC性能的影响。结果表明，所设计的TIQADC具有小尺寸、低功耗、速度快等特性。