用户故事

IDT-Newave将半导体设计时间缩短数月

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
  • 快速识别的算法缺陷
  • 为后续产品版本重复使用的模型

“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
语音编解码器芯片。

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截止日期,IDT-Newave试图提高他们的设计过程,并增加系统和电路设计人员之间的协作。

以前,它们手动量化其数字滤镜并验证了他们在Verilog中的寄存器传输级(RTL)实现®,一个耗时的过程。

“我们花了很多时间让滤波器响应适合,扩展字长,并获得频率响应,”刘解释说。“我们需要重新设计并转换数字滤波器系数或再次量化数字滤波器。”

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来源,”刘说。“这项任务对成功设计至关重要。”

线路均衡器
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。

设计语音布编解码器

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®构建一个完整的系统级模型,该模型作为硬件的行为模型和DSP实现的测试线束。

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,它们使用了定点设计器来确定最佳数据路径宽度和滤波器系数尺寸,并验证具有最小尺寸和功耗的DSP核心设计的量化效果。DSP在装配代码中编程并使用Simulink模型进行验证。金宝app

工程师使用测试线束来验证行为模型和RTL实现。

“MathWorks工具让我们量化过滤器响应和系数,并分析综合环境中的滤波器响应,”刘解释说。“现在可以在运行耗时的RTL模拟之前优化所有参数。”

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。

使用Simulink和Verilog的组合,I金宝appDT-NewAve分析了混合信号模拟并实现了原型算法。它们使用S函数将Verilog模型转换为Simulink模型,并将算法漏洞识别为金宝app有限状态机错误。

“电路设计和验证团队被卡住,无法找到问题的解决方案,”刘解释道。“MathWorks Tools通过提供使我们能够轻松更改仿真条件和日志数据来识别致命的调整逻辑错误,在识别致命的调整逻辑错误方面发挥了决定性作用。这极大地劝告调试过程。“

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

使用MATLAB和SIMULIN金宝appK,IDT-Newave设计了用于SONET / SDH系统的数字信号,以及用于抖动的40到100皮秒之间的PC时钟的混合信号PLL。

“在短短一个月内,我们的系统级工程师和电路设计人员使用使用Mathworks工具设计的PLL确定了最佳的抖动性能,”Liu说。

它们使用MATLAB和CONTROL SYSTEM TOOLBOX™设计PLL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。

“之前,运行电路级模拟以确定相位噪声的影响需要四天,”刘解释说。“使用统一的PLL设计和分析方法与MathWorks工具使我们能够将该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帮助我们获得了闭环系统的输出抖动和分析和抖动余量的完整视图,”刘说。

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
定制PLL设计GUI。

结果

  • 模拟时间从几天减少到几分钟.“使用其他工具,运行混合信号模拟的几毫秒用于携带三天,”刘说。“通过Mathworks工具,我们可以减少那个时间三十分钟。”

  • 快速识别的算法缺陷.“我们在一个月内发现了算法的缺陷,”刘说。“没有Mathworks工具,它至少需要五个月的时间来确定缺陷和设计问题。”

  • 为后续产品版本重复使用的模型.“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。”