AD01–AD20 参考答案
先画时序/推导并记录预测,再对照本答案。以下是解析与设计判断,不代表实验已经执行。
AD01:接口地图
SAR的trial FSM、Flash encoder、Pipeline级间延迟/权重校正、ΔΣ反馈/DEM、TI重排/校准均属于ADC数字模块。采样事件确定输入身份,转换完成只表示结果可读取;每份数据需关联lane、sample_id、配置version。码型和时钟域必须单独标明。
AD02:SAR 决策
trial=[512,768,640,704,672,688,680,676,678,677],比较Vin≥trial的结果=[1,0,1,0,1,0,0,1,0,1],最终677。十个40ns只是400ns决策预算,需加acquire/初始化等。DAC未稳或compare未valid时不可decision;超时/abort不能发正常done。
AD03:bubble 边界
远离transition的孤立反码可被三点majority修复;transition附近可能与另一个合法码不可区分。多bubble或X也不在单bubble保证内。边界延拓规则要定义,修复、编码和error flag须测试不同类型,而不是只测试一个示例。
AD04:冗余校正
逐级展开r[k]=d[k]/2+r[k+1]/2得权重式。r0=0.2可选d0=0、r1=0.4,也可选d0=1、r1=−0.6,两组残差在归一化合法范围内均还原0.2(阈值/冗余窗口须容许该选择)。错sample_id、残差超量程和非理想stage gain不由这条恒等式自动消除。
AD05:DWA
K=8、q=3、p初始0时选择{0,1,2}、{3,4,5}、{6,7,0}、{1,2,3}、{4,5,6}、{7,0,1}、{2,3,4}、{5,6,7}。每元件三次。数量正确和平均使用平衡不保证没有tone,也不证明动态开关误差改善;CT反馈要计入新增逻辑延迟。
AD06:时钟
总4MHz ⇒ Ts=250ns,lane间隔1μs;100MHz core中分别25/100周期。request序列可验证名义调度,但采样边沿skew/jitter/负载及多相时钟树需真实电路证据。
AD07:重排
前八份响应tick为[18,77,59,106,118,177,159,206],返回id顺序0、2、1、3、4、6、5、7。按deadline释放tick为[80,105,130,155,180,205,230,255],id保持0…7。完整tag与slot valid一起判断身份;缺失不能用下一样本顶替。
AD08:吞吐与恢复
10μs停顿对应40份样本积压,FIFO再计初始占用与边界余量。多位数据需要握手/异步FIFO,不逐bit同步。旧转换必须协调取消或用可靠epoch区分,重置数字id不能独立保证安全。
AD09:模型
先建立总时间轴,lane=n mod4,再施加模拟误差并量化。量化采用nearest-even+clip,raw补码;转换延迟只影响返回时刻。共同延迟改相位,相对lane偏移造成周期调制。零误差模型必须退化成均匀采样。
AD10:周期杂散
o=[−8,4,10,−6]时,O[0]=0,O[1]=−4.5−j2.5,O[2]=1,O[3]=−4.5+j2.5,单位LSB。因此1MHz及Nyquist的2MHz存在offset分量;实谱幅度与DC/Nyquist归一化须分开。两laneΔg=0.01、平均gain≈1,镜像约−46.02dBc。
AD11:skew 与 jitter
fin=100MHz、Δt=1ps,固定两lane差产生约−70.06dBc镜像;独立RMS随机jitter σ=1ps时SNR上限约64.04dB。fin加倍分别使镜像上升/SNR下降约6.02dB,二者不是相同指标。
AD12:可辨识性
DC不激励导数,不能识别skew;单频相位把skew与前端相移混合。各lane采样正弦的设计矩阵可能秩不足,应检查sin/cos/常数三列。带宽失配需频率相关模型,已混叠/clipped信息不能靠常数gain找回。
AD13:DC 校准
±512输入、a=1.02/o=4,浮点均值526.24/−518.24;整数526/−518估计a=1044/1024=1.01953125、o=4。256份signed12累加signed20足够。重复恒定量化码不增加子LSB信息,估计准确度须算输入/噪声/相关性误差。
AD14:相位估计
由a sin+b cos得幅度sqrt(a²+b²)和φ=atan2(b,a)。0.003/(2π×100k)=4.77465ns。相位按2π多解,需skew先验与参考lane;前端相位一致性和源频率误差都是估计条件。
AD15:定点与导数延迟
v为signed19/F4、乘积signed37/F20,RNE右移16后signed18/F4饱和。负数恰半向偶数舍入,例如−1.5→−2、−2.5→−2;不能简单对所有数加0.5。中心差分(y[n]−y[n−2])/2对齐n−1,校正必须取n−1的lane/version。
AD16:后台校准
平稳/等统计/充分激励是常见前提;DC和lane同步业务包络可能使算法失效。标量局部更新0<μλ<2稳定,真实多参数仍需特征值和噪声分析。范围限幅、confidence、freeze和异常恢复与算法同样必要。
AD17:原子提交
四lane整组shadow→pending→帧边界active;在途slot存实际系数副本。commit当拍新到不影响同拍采样,已有pending可应用。仅存旧bank号却覆写bank会破坏版本语义。
AD18:验证模型
golden按采样时间独立生成与编号,响应调度不改变golden顺序。先检查标签/缺样/clip/version再做FFT。单误差与组合误差分开,扫频/幅度/失效输入一起记录;RNE/saturation整数参考独立于RTL表达式。
AD19:实现证据
STA需clock、setup/hold、uncertainty、真实接口delay及CDC依据;不能把模拟skew直接写成RTL input delay。综合完成须查退出码、完成标记、mapped cell和timing intent,查看关键乘法/mux路径。普通仿真/教程Liberty未证明等价或真实ADC签核。
AD20:交付
4M×18=72Mbit/s有效负载,1MHz SPI适合配置/快照,持续流接口另设计。数字切换、clock tree、供电耦合和负载的模拟影响需电路/物理证据;交付明确哪些是推演、模型、RTL或真实测量,以及仍待完成的事项。