一种MCU分布式模拟IP供电网络布线方法与流程

本发明涉及mcu芯片领域，尤其涉及一种mcu分布式模拟ip供电网络布线方法。

背景技术：

1、嵌入式应用mcu芯片要求高集成度和低功耗，在进行芯片布局规划时，需要统一考虑各模拟ip的功能、面积、功耗、相互间的时序关系及内部模块的低功耗规划，甚至包括封装、测试等系统级需求因素，对于芯片的供电电路要求很高。在芯片研发推进过程中，根据设计要求需要对芯片电路不断迭代，供电网络需要与芯片电路相匹配，因此，供电网络布线系统自动化程度越高，越利于节省研发时间，控制研发成本。

2、嵌入式应用mcu芯片上存在大量的数字模块与模拟ip，数字模块为处理数字信号的模块，模拟ip为处理模拟信号的模块；

3、mcu芯片上数字模块与模拟ip，通常采用展平化设计，分别需要对其供电。

4、现有的mcu芯片通常采用lqfp封装，参阅图1，由于封装方式要求，芯片四周排布各种io接口单元，包括信号io以及供电io等，io接口单元位于外圈，芯片内部包括数字模块部分与模拟ip部分，与io存在一定距离的物理隔离带；数字模块与模拟ip分别供电。

5、芯片内部划定一个固定区域进行所有模拟ip布局，模拟ip部分的供电网络由对应供电io连接到低压线性稳压器ldo；再由ldo手动连接到各个模拟ip。

6、供电电路有多种类型，不同模拟ip可能需要以上供电线路的一种或多种，供电电路复杂多变，需要点对点手动连接。现有的mcu芯片通常具有数十种模拟ip模组，例如，lcd面板控制器，以太网mac、通用dma控制器、usb设备/主机/otg接口、uart、ssp控制器、i2c接口、专用flash模块等，模拟ip需要与对应的io接口单元进行数据传输，各io接口单元又具有严格的物理位置，其供电线路设计难度较大。部分模拟ip与对应io物理位置较远，信号传输线路也需要手动绕线。

7、因此，现有的供电方法具有以下缺陷：

8、1、由于模拟ip集中在一个区域，eda工具难以进行供电网络的自动布线，手动存在人为操作错误的可能性，并且每次迭代都需要重新手动操作，费时费力，供电网络质量很难保证；即供电网络需要大量手动操作，迭代成本高，可靠性差；

9、2、模拟ip固定在一个区域，ip位置调整余量小，并且各个模拟ip直接距离较近，模拟ip信号相互间有串扰风险，影响传输信号质量；

10、3、部分模拟ip与相关信号io距离较远，需要对信号传输线进行手动布线连接，模拟信号绕线较长，传输信号有传输电阻要求时，信号线需要加宽数倍，造成绕线资源浪费，导致芯片面积增加。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，构建供电环，各类供电电源先通过供电环，再由供电环与模拟ip相连接，减少手动操作；模拟ip位置分散，有效防止模拟ip间相互之间串扰；模拟ip可以随着io位置变动而变动，与相对应的io物理位置较近，提高传输信号质量，节约绕线资源，减少芯片面积。

2、为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，包括：

3、步骤s100：构建mcu分布式模拟ip的环形供电网络，环形供电网络包括供电环；其中，mcu芯片四周排布各种io接口单元，构成io环，mcu芯片内部包括模拟ip，构成芯片本体，环形供电网络设于io环与芯片本体之间的物理隔离带上；io接口单元包括供电io和信号io，供电io连接供电环和外部供电电源，信号io连接模拟ip和外部器件；

4、步骤s200：基于模拟ip名称通过eda工具获取模拟ip的物理位置参数，计算与信号io的相对位置后，将各模拟ip分布式设置在芯片内部靠近对应信号io位置处；

5、步骤s300：通过eda工具计算出各模拟ip与供电环的相对位置，进行供电环与模拟ip之间的供电连接线的自动布线；基于模拟ip与相对应信号io的相对位置通过eda工具进行模拟ip与信号io之间的信号传输线的自动布线。

6、进一步地，供电io的输入端连接于外部的供电电源，供电io的输出端连接有低压线性稳压器ldo，低压线性稳压器ldo的输出端连接于供电环，供电环连接于模拟ip，模拟ip连接于信号io。

7、进一步地，供电环为多种且相互独立，用于满足模拟ip不同的供电要求；io接口单元包括多种供电io，供电环分别通过对应供电io连接于对应的供电电源。

8、进一步地，供电电源包括模拟供电电源和数字供电电源；供电io包括模拟供电io和数字供电io；低压线性稳压器ldo包括模拟供电ldo和数字供电ldo；

9、模拟供电电源通过模拟供电io直接连接到对应供电环，得到模拟供电vddah；

10、模拟供电电源通过模拟供电io连接于模拟供电ldo，模拟供电ldo稳压处理后输出到对应供电环，得到模拟供电vddal；

11、数字供电电源通过数字供电io直接连接到对应供电环，得到数字供电vddh；

12、数字供电电源通过数字供电io连接于数字供电ldo，数字供电ldo稳压处理后输出到对应供电环，得到数字供电vddl；

13、各供电环构成环形供电网络，与各模拟ip连接供电。

14、进一步地，供电环为金属材质；环形供电网络宽度小于物理隔离带宽度。

15、进一步地，mcu芯片内部还包括数字模块，数字模块和模拟ip构成芯片本体。

16、本发明具有如下有益效果：

17、一、本发明在io环与芯片之间的物理隔离带上设置供电环，各类供电电源通过各自供电环，再由供电环与模拟ip相连接，模拟ip分布式分散在mcu芯片上，自动与供电环连接；本发明形成形成自动化供电网络布线方法，实现模拟ip分布式布局于芯片内部，无需集中，利于高集成性多ip芯片设计；模拟ip分布于对应信号io附近，相对位置易用工具获取，传输信号线直接连接对应信号io，通过相对位置参数实现自动化供电网络连接，减少手动操作，省时省力，利于大规模多ip的mcu设计，提高迭代效率，减少研发时间和人力成本。

18、二、供电环设置在物理隔离带中，该区域无其他器件，绕线资源比较丰富，此环路金属宽度可以较大，提高供电质量；

19、三、模拟ip分布在对应io附近，模拟ip位置分散，，有效防止模拟ip间相互之间串扰，与信号io传输信号质量明显提升。

20、四、模拟ip可以随着信号io位置变动而变动，模拟ip分布在对应信号io物理位置附近，减少绕线距离，大大节约绕线资源，减少芯片面积。

21、附图说明

22、图1为现有技术的mcu 模拟ip供电方法示意图；

23、图2为本发明mcu分布式模拟ip供电网络布线方法流程图；

24、图3为本发明中mcu 模拟ip供电方法示意图；

25、图4为本发明中形成多种供电类型的流程图；

技术特征：

1.一种mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：供电io的输入端连接于外部的供电电源，供电io的输出端连接有低压线性稳压器ldo，低压线性稳压器ldo的输出端连接于供电环，供电环连接于模拟ip，模拟ip连接于信号io。

3.根据权利要求1所述的mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：供电环为多种且相互独立，用于满足模拟ip不同的供电要求；io接口单元包括多种供电io，供电环分别通过对应供电io连接于对应的供电电源。

4.根据权利要求3所述的mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：供电电源包括模拟供电电源和数字供电电源；

5.根据权利要求1所述的mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：供电环为金属材质；环形供电网络宽度小于物理隔离带宽度。

6.根据权利要求1所述的mcu分布式模拟ip供电网络布线方法，其特征在于：mcu芯片内部还包括数字模块，数字模块和模拟ip构成芯片本体。

技术总结
本发明涉及一种MCU分布式模拟IP供电网络布线方法，构建MCU分布式模拟IP的环形供电网络，环形供电网络包括供电环；其中，MCU芯片四周排布各种IO接口单元，构成IO环，MCU芯片内部包括模拟IP，构成芯片本体，环形供电网络设于IO环与芯片本体之间的物理隔离带上；基于模拟IP名称通过EDA工具获取模拟IP的物理位置参数，计算与信号IO的相对位置后，将各模拟IP分布式设置在芯片内部靠近对应信号IO位置处；通过EDA工具计算出各模拟IP与供电环的相对位置，进行供电环与模拟IP之间的供电连接线的自动布线；基于模拟IP与相对应信号IO的相对位置通过EDA工具进行模拟IP与信号IO之间的信号传输线的自动布线。本发明实现分布式模拟IP供电网络自动布线。

技术研发人员：于经洋,胡兵,李世平,韩文俊
受保护的技术使用者：江苏华创微系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16