IDT-Newave将半导体设计时间缩短了数月

挑战

通过确保系统和电路设计人员之间的协作,改进半导体设计流程

解决方案

使用MathWorks工具为系统和电路团队提供一个单一的集成开发环境

结果

  • 模拟时间从几天减少到几分钟
  • 快速识别算法缺陷
  • 为后续产品版本重用的模型

“有了MathWorks工具,我们在设计过程中实现了三倍的效率。”

刘欣,IDT-Newave
音频带宽编解码器芯片。

位于中国上海的IDT-Newave通过提供先进的通信设备,使电信设备制造商能够提供更有效的网络混合信号半导体。该公司使用MathWorks工具进行基于模型的设计,以简化系统级设计流程并减少开发时间。

IDT-Newave的设计工程师刘欣(音)说:“我们希望从系统级模型到硬件建立一座桥梁。”MathWorks工具为我们提供了完整的设计和实现流程,这使我们能够满足产品发布的最后期限。”

挑战

为了减少开发时间并满足项目期限,IDT-Newave寻求改进他们的设计过程,并增加系统和电路设计师之间的协作。

以前,他们手动量化数字滤波器,并在Verilog中验证寄存器传输级别(RTL)实现®,这是一个耗时的过程。

刘解释说:“我们花了很多时间来匹配滤波器响应,延长单词长度,并获得频率响应。”“我们需要重新设计和转换数字滤波器系数,或者一次又一次地量化数字滤波器。”

在实现之前,IDT-Newave还需要检测算法错误和系统设计缺陷。

“我们必须分析许多不同的相位噪声源,”刘说。“这个任务对成功的设计至关重要。”

行均衡器。

解决方案

IDT-Newave使用MathWorks工具改进了他们的设计过程,并开发了多种半导体,包括语音频带编解码器、线路均衡器和锁相环(PLL)系统。如今,中国一些最大的电信设备制造商,包括中兴通讯(ZTE),都在使用这些半导体。

设计音频带宽编解码器

利用MathWorks工具,IDT-Newave设计了一个语音频带编解码器芯片,通过将模拟信号从4khz转换为14位/ 8khz的采样信号,并将数字语音频带信号转换为模拟信号,最大限度地减少噪声。

工程师使用MATLAB®和DSP系统工具箱™设计模拟和数字滤波器的抽取,插值,带通,低通和上采样。利用DSP系统工具箱,IDT-Newave还确定了过采样比和信号调制器的阶数。

然后他们使用Simulink金宝app®建立一个完整的系统级模型,作为硬件行为模型和DSP实现的测试工具。

IDT-Newave使用Simulink、Fixed-Point Designer™和DSP system Toolbox运行浮点和定点仿真来验证系统性能。金宝app

然后他们使用Fixed-Point Designer确定最优的数据路径宽度和滤波系数大小,并在设计最小尺寸和功耗的DSP核时验证量化效果。用汇编代码编写了DSP,并用Simulink模型进行了验证。金宝app

工程师使用测试工具来验证行为模型和RTL实现。

“MathWorks工具让我们量化滤波器响应和系数,并在集成环境中分析滤波器响应,”Liu解释说。“现在,在运行耗时的RTL模拟之前,可以对所有参数进行优化。”

他们使用MATLAB Compiler™编译一个图形用户界面,帮助客户选择最佳的过滤系数。MATLAB编译器还使IDT-Newave为内部设计团队提供抖动分析算法和数据分析实用程序。

识别线路均衡器的致命设计缺陷

MathWorks工具帮助IDT-Newave在实现之前识别线路均衡器调优算法中潜在的致命设计错误和缺陷。

利用Simu金宝applink,工程师设计了一个最佳的线路均衡器架构,并确定模拟电路设计有太多的噪声。系统设计人员与电路设计人员合作,通过确保适当的均衡器增益来降低噪声。

他们使用MATLAB、DSP系统工具箱和通信工具箱对线路均衡器和电缆进行建模。

利用Simulink和Verilog的结合,I金宝appDT-Newave对混合信号进行了仿真分析,并实现了原型算法。他们使用s -函数将Verilog模型转换为Simulink模型,并将算法缺陷识金宝app别为有限状态机错误。

“电路设计和验证团队被困住了,无法找到解决问题的方法,”刘解释说。MathWorks工具通过提供交互式仿真环境,使我们能够轻松更改仿真条件和日志数据,在识别致命的调优逻辑错误方面发挥了决定性作用。这极大地帮助了调试过程。”

IDT-Newave设计了整个系列的线均衡器产品,目前已成功销售。下载188bet金宝搏他们正在使用MathWorks工具来改进产品未来版本的设计。

锁相环系统分析

利用MATLAB和Simulin金宝appk, IDT-Newave为SONET/SDH系统设计了数字信号,并为抖动在40到100皮秒之间的PC时钟设计了混合信号锁相环。

“仅仅一个月,我们的系统级工程师和电路设计师就用MathWorks工具设计的锁相环确定了最佳抖动性能,”Liu说。

他们使用MATLAB和Control System Toolbox™来设计锁相环系统模型。他们将模型移植到Simulink以运行系统模拟。金宝app

利用MATLAB和控制系统工具箱,系统设计者分析了回路和相位裕度之间的相互作用,以确保在不利条件下的稳定性和功率、电压和温度变化。

他们与电路设计者一起运行行为模拟,并确定电路级模型中功率损耗噪声的影响。

“以前,运行电路级模拟来识别相位噪声的影响需要四天时间,”刘解释说。“使用统一的锁相环设计和分析方法与MathWorks工具,使我们能够将时间减少到半天甚至更少。”

他们利用MATLAB和Simulink设计并实现了锁相环调谐滤波算法。金宝app

“MATLAB和Simu金宝applink帮助我们获得了输出抖动的完整视图,并分析了闭环系统的抖动裕度,”Liu说。

IDT-Newave正在使用MATLAB开发高速串行传输算法,这将帮助他们开发尖端的千兆数据收发器产品。下载188bet金宝搏

自定义锁相环设计GUI。

结果

  • 模拟时间从几天减少到几分钟.“使用其他工具,进行几毫秒的混合信号模拟需要花费我们三天的时间,”Liu说。“有了MathWorks工具,我们可以把时间缩短到30分钟。”

  • 快速识别算法缺陷.“我们只用了一个月的时间就发现了算法的缺陷,”刘说。“如果没有MathWorks工具,至少需要5个月的时间才能发现缺陷和设计问题。”

  • 为后续产品版本重用的模型.“我们为第一代编解码器产品建立了一个完整的模型,”刘解释说。“因为后来的版本有非常相似的路径设计,滤波器和信号参数也有很小的变化,所以我们可以重用我们的系统级模型。这是MathWorks工具非常有用的特性。”