基于FSK的電力載波通信SoC芯片設計與驗證.pdf

1、電力線通信是以無處不在的電力線纜為傳輸媒介,具有低投資、高回報、建網(wǎng)及維護簡單等突出優(yōu)點,廣泛應用于智能電網(wǎng)、工業(yè)控制、智能家居、安防監(jiān)控等領域,有著巨大的市場。國外在電力線載波通訊技術(shù)上研究早、技術(shù)強,但是在國內(nèi)的特殊的電網(wǎng)特性、電力結(jié)構(gòu)等因素影響下,國外電力載波通信芯片在國內(nèi)并沒取得很大成功。而國內(nèi)現(xiàn)有的電力載波通信芯片普遍存在通信速率低、通信頻率以及通信功率不達標等缺陷。因此本文旨在設計一種高效可靠的調(diào)制解調(diào)方式,并應用到自帶MC

2、U的電力載波通信芯片中去。
　　文中介紹了設計FSK調(diào)制解調(diào)器所用到的通信算法原理以及實現(xiàn)形式,其中包括基本的調(diào)制解調(diào)算法頻移鍵控(FSK),檢錯糾錯算法循環(huán)冗余碼校驗(CRC)與差錯控制編碼(ECC),以及偽隨機算法擾碼器(Scrambler)。這些算法的引入有效的提高了通信時的可靠性、準確率以及抗干擾能力。在設計時,根據(jù)測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),傳輸錯誤經(jīng)常是以一段連續(xù)方式出現(xiàn),所以本文引入了Interleave算法與ECC有機結(jié)合,增強

3、了ECC的糾錯能力。
　　根據(jù)算法設計,本文完成了FSK調(diào)制解調(diào)器IP的設計,在功能仿真正確后將其集成于電力載波通信SoC芯片中。接著對整個SoC設計進行驗證,包括功能仿真、靜態(tài)時序分析、形式驗證以及后端設計的DRC和LVS等驗證方式。最終完成了SoC芯片的版圖設計,并交由中芯國際代工生產(chǎn),最后封裝測試。測試結(jié)果表明芯片能夠正常工作,性能上已經(jīng)和國內(nèi)現(xiàn)有的電力載波芯片持平甚至更優(yōu),而本文所設計的芯片具有更低的成本和更快的傳輸速率,