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本论文的目的是完成一个基于RS-485协议的用于半双工通信的低功耗高速收器芯片的设计。目前在远距离通信中,RS-485已成为人们的首选方案,因为RS-485总线结构具有结构简单、易于控制、价格便宜等优点。尤其是在当今的通信领域中,数模转换和模数转换非常重要,因此一个好的接口器件非常重要。由于RS-485在通信领域中很受重视,因此基于它的接口器件具有很大的市场,目前在我们国内和世界上在接口器件的市场上占据主导地位的是美国的几个厂商,像是美信、德州仪器等。如果能够自主研发出较先进的收发器,不仅会有巨大的经济利益,还有深远的社会影响。本文运用RS-485串行通信协议,采用华润上华的0.5um CMOS工艺,完成了一个高速、防误码、限摆率收发器总体的电路和版图的设计。该芯片其实用接收器和驱动器两模块组成,主要功能特点有:该芯片采用双向、半双工通信方式,具有极强的过载保护和电源冲击保护能力,以及高达4000V防静电能力的输入端和防静电能力15000V的收发端。这组芯片内含防误码(fail-safe)的电路,保证收发器输入端在开路或短路、悬空时,收发器的输出端处于高电平的状态。驱动器摆率的限制点频率较高,允许收发器的传送速度可达500Kbs,而且有极低的电磁干扰。这款收发器完全符合当今低功耗环保的发展趋势,正常工作时总电流才四百微安,关断模式下只有几微安的漏电流。驱动器的输出采用了一个特别的结构可以防止出现反向电压,即使有短路情况出现也能将电流限制在较小的值上。接收器有防误码的功能,意思是说如果接收端不收到信号或者是收到错误的信号时可以将输出箝位在一个固定电平上。为了达到以上几个性能,本文在以下几个方面的创新:1、采用了新的驱动器摆率限制方法,使得限制摆率的同时保证有足够的通信信速度。2、在接收器当中使用了有足够高精度和速度,还能灵活控制迟滞电压的比较器结构。3、采用了结构简单且有足够灵敏性的过热保护电路来产生使能关断信号,当电路温度升高时可以关断系统,达到保护芯片的目的的同时还能减少静态功耗。用Spectre对电路各部分进行了仿真,结果显示,无论在各个方面本芯片都达到了目前市场上主流产品的水准,部分性能上甚至已有所超越。在此基础上我们还可以在几个方面进行改进:首先,由于摆率的受限是会影响器件速度,因此应该想出即使不控制摆率也能良好地抑制电磁干扰和信号反射的结构;其次是优化版图的布局,使芯片能有更小的面积;最后是想出更新颖和有效的在突发状态下保护芯片的一些结构,使得芯片能长期稳定的工作。