基于I2C總線的數(shù)模混合電路設(shè)計與驗(yàn)證

魏榕山，錢振煌

(福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州350116)

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基于I2C總線的數(shù)模混合電路設(shè)計與驗(yàn)證

魏榕山，錢振煌

(福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州350116)

模擬集成電路一般難以自動校準(zhǔn)，并且IO管角較多，為使其更加高效智能，文中提出一種基于I2C總線的數(shù)模混合電路。利用I2C從機(jī)接口，對模擬控制寄存器組進(jìn)行讀寫，完成對芯片功能的控制。并采用System Verilog、隨機(jī)測試和覆蓋率收集等驗(yàn)證技術(shù)搭建電路驗(yàn)證平臺，對驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行自動化分析，使代碼覆蓋率達(dá)到97%以上。結(jié)果表明，電路不僅達(dá)到預(yù)期功能，還減少了芯片管角，使電路更加智能可控。

I2C總線；FPGA驗(yàn)證；數(shù)模混合

I2C總線(Inter Integrated Circuit)是飛利浦公司提出的一種雙向半雙工協(xié)議，它與其他的總線相比突出的優(yōu)勢就是接口數(shù)少，通訊效率高[1-5]。現(xiàn)如今，I2C總線被廣泛使用，其中包括德州儀器、英特爾、美信等[6]。本文基于I2C總線協(xié)議設(shè)計了一種用于控制低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout Regulator,LDO)的從機(jī)接口電路，使模擬控制寄存器組可供片外進(jìn)行讀寫，同時也減少了IO管腳個數(shù)。

1 I2C從機(jī)數(shù)模混合電路設(shè)計

1.1 I2C從機(jī)數(shù)模混合電路結(jié)構(gòu)

如圖1所示，整體數(shù)模混合電路由從機(jī)接口模塊和LDO模擬電路模塊構(gòu)成。

圖1 I2C從機(jī)數(shù)模混合電路結(jié)構(gòu)圖

I2C從機(jī)接口電路包含數(shù)據(jù)緩存接口、模擬電路控制寄存器組和控制電路。

在電路運(yùn)行時，芯片通過I2C總線的SCL和SDA和外界進(jìn)行通信。當(dāng)從機(jī)接收到讀操作后，數(shù)據(jù)從寄存器組流向數(shù)據(jù)緩存接口，然后通過I2C總線傳輸給主機(jī)。相反，如果是寫操作，數(shù)據(jù)從總線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)緩存模塊，然后傳送給模擬寄存器組。……