SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 1 Modellschablonen im HF-Front-End Entwurf Entwurfsmethodik für integrierte Höchstfrequenzsysteme zukunftsorientierter Kommunikationstechniken (HF-Front-Ends) Referent: Thorsten Fahlbusch Atmel Wireless & Microcontrollers Theresienstraße Heilbronn

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 2 Was ist eine HF-Modellschablone ? Eine HF-Modellschablone ist ein Beschreibungsmittel mit dem sich das Verhalten von HF-Schaltungsblöcken nachbilden läßt. Klassen von Modellschablonen: Pegelplanmodelle Macromodelle Hochsprachenmodelle R in R out Tanh

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 3 Pegelplanmodelle HF-Blöcke werden durch eine Tabelle mit HF- Schaltungsparametern beschrieben. Kenngrößen und Signale werden durch algebraische Ausdrücke berechnet.

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 4 Makromodelle Einfache Verhaltensmodelle für wenige Schaltungsparameter Verstärkung Nichtlinearitäten (Kompressionspunkt) Mischereigenschaften (Multiplikation) Frequenzgang (H(S)-Übertragungs- funktion) Die modellierten Eigenschaften in den Makromodellen sind:

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 5 Für drei Schaltungsklassen existieren Makromodelle mit individuellen Strukturen: Verstärker: Mischer: Filter: H(S) R in R out

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 6 Makromodelle und das MDS Eine Systemspezifi- kation läßt sich mit Hilfe von Makromodellen in das MDS überführen:

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 7 Hochsprachenmodelle für HF-Design Individuell anpaßbare Verhaltensmodelle für HF-Blöcke Es existieren Hochsprachenmodelle für folgende HF-Schaltungsklassen: Verstärker Filter Mischer Balun lin. Zweitor (Streuparameter) VCO Frequenzteiler Splitcell Phasendetektor Typische Funktionalitäten: Portstrukturen (balanced / unbalanced) Portbeschaltung (Eingangstiefpaß,...) DC-Offset Rauschen (korreliert / unkorreliert) Nichtlinaritäten Parameterabhängigkeiten Crosstalk Auswahl an Filtertypen Auswahl an Modellschablonen

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 8 Strukturdiagramm eines Mischermodells

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 9 Filtermodelle Charakterisierungsergebnisse zu einem Filtermodell S21 eines TiefpaßmodellsRauschzahl eines Tiefpaßmodells

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 10 VCO Einschwingverhalten eines VCO-Modells

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 11 Parameter- und Strukturanpassung Export einer Spezifikation aus dem Pegelplantool Start des Modellgenerators zur Generierung simulierbarer Strukturen

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 12 Hochsprachenmodelle werden angepaßt durch Parameter- und Strukturinformationen aus dem Pegelplan

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 13 A-HDL Modellibrarys unter Cadence hf_lib_parammodels hf_lib_templates hf_worklib: Wird beim Importieren einer Struktur angelegt.

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 14 Start der Skill-Routine und erstellen der hf_worklib Die Arbeitsbibliothek hf_worklib wird angelegt. Die Zellen mit den HF-Blockmodellen und ein Template-Schematic werden entsprechend der Vorgabe aus dem Pegelplantool von der Bibliothek hf_lib_templates in die hf_worklib kopiert. Modellschablonen werden an die Spezifikation der HF-Blöcke aus dem Pegelplantool angepaßt und in die A-HDL Views der hf_worklib integriert.

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 15 Schematic des Demonstrators nach dem Import

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 16 Transparenz zwischen Schaltung und Modell Schaltungen und Modelle können alternativ ausgewählt werden.

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 17 Direct Conversion Receiver (Demonstrator)

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 18 Vergleich: Schaltung und Modell (1) Transientes Signal an Ein- und Ausgang des BB-Filter1 (BB-Filter1 als SiGe-Transistorschaltung) und Spektrum (links: Eingangssignal, rechts: Ausgangssignal)

SSE Smart System-Engineering HF-Front-Ends Thorsten Fahlbusch HF-Front-Ends ITG - Abschlußworkshop Folie 19 Transientes Signal an Ein- und Ausgang des BB-Filter1 (BB-Filter1 als Hochsprachenmodell) und Spektrum (links: Eingangssignal, rechts: Ausgangssignal) Vergleich: Schaltung und Modell (2)