Caratterizzazione dello spazio architetturale di un amplificatore transconduttivo

Abstract

Il presente lavoro di tesi affronta il problema della progettazione analogica a livello di sistema studiando un convertitore analogico/digitale di tipo pipeline ad elevate prestazioni in tecnologia CMOS a 0.13 um. Più specificamente, viene studiato l’amplificatore interstadio al fine di valutare l’ottimalità delle specifiche richieste nel progetto originale. Viene applicata una metodologia di progetto basata sulla esplorazione e caratterizzazione dello spazio architetturale di interesse, volta alla creazione di una libreria (Piattaforma Analogica) che racchiuda sia modelli di prestazioni dell’ amplificatore sia modelli comportamentali dello stesso da utilizzarsi per progettazione ad alto livello. Inizialmente, viene effettuata un’ analisi del primo stadio del convertitore pipeline volta a ricavare le specifiche del blocco amplificatore. La metodologia prevede un campionamento dello spazio delle prestazioni attraverso simulazione di configurazioni generate perturbando il progetto originale. Al fine di specificare lo spazio di campionamento, vengono ricavate delle relazioni che vincolano le dimensioni dei singoli dispositivi imponendo condizioni di polarizzazione, minimo guadagno e minima banda. Le relazioni vengono quindi manipolate al fine di ottenere uno schema valutativo, basato su MATLAB/Ocean, in grado di generare configurazioni casuali del circuito che rispettano le relazioni stesse. Un insieme di indici di prestazione viene ricavato dai dati delle simulazioni cui si ricorre dato lo scarso potere predittivo dei modelli analitici. Infatti, con le moderne tecnologie CMOS i parametri di merito sono legati alle dimensioni dei dispositivi attraverso equazioni non esprimibili in forma analitica. Gli indici di prestazione vengono utilizzati per la creazione di un modello di prestazione il cui scopo è di vincolare i parametri del modello comportamentale corrispondente a valori effettivamente ottenibili dall’architettura prescelta. Tale modello di prestazione può essere utilizzato per selezionare, tramite ottimizzazione a livello di sistema, un insieme di specifiche ottime per l’amplificatore in esame