Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weltweit schnellster 6-bit-Flash-AD-Wandler in 0,13µm Standard-CMOS-Technologie

21.06.2004


Auf dem diesjährigen VLSI Technologies and Circuits Symposium vom 15. bis 19. Juni in Honolulu, Hawaii, präsentierte Infineon Technologies verschiedene neueste Halbleiter-Entwicklungen. Ein Highlight war u.a. ein 6-bit-Flash-AD-Wandler mit 4 GS/s in Standard-CMOS-Technologie. Das innovative Chip-Design stellt den weltweit schnellsten 6-bit-ADC auf Basis eines Standard-CMOS-Prozesses dar, mit den entsprechenden Kosten- und Integrationsvorteilen.


Die hohen Datenraten bei modernen seriellen Anwendungen wie z.B. in schnellen Festplatten benötigen leistungsfähige Schaltungen für die digitale Signalverarbeitung. Diese Schaltungen erfordern schnelle AD-Wandler für das Interface zwischen den analogen und digitalen Systemteilen. Die entsprechenden ICs sollten in CMOS ausgeführt sein, um die kostengünstige Fertigung und monolithische Integration der ADCs und der digitalen Signalprozessoren (DSPs) zu erreichen.

Auf dem VLSI Symposium 2004 präsentierte Infineon einen 6-bit-Flash-ADC mit einer Abtastrate von 4 GS/s und 8-bit-Ausgang auf Basis eines 0,13-µm-Standard-CMOS-Prozesses. Die Ausgänge der insgesamt 255 Komparatoren, die nur wenig Chipfläche benötigen und relativ große Eingangs-Offsets haben, werden mit einem fehlertoleranten Thermometer/Binär-Wandler gemittelt. Der ADC nutzt einen spannungsgesteuerten Onchip-Oszillator (VCO) mit geringem Jitter für die Takterzeugung. Mit einer Versorgungsspannung von 1,5 V benötigt der AD-Wandler 990 mW.


Bei einem herkömmlichen n-bit-Flash-ADC werden 2n-1 Komparatoren mit geringen Eingangs-Offsetspannungen genutzt, um einen perfekten Thermometer-Code an den Ausgängen des Komparator-Netzwerks zu erhalten. Damit die gewünschten geringen Eingangs-Offsetspannungen erreicht werden, benötigt man relativ große aktive Chipflächen, um so statistische Schwankungen von Bauteilparametern zu verringern.

Im Gegensatz zum traditionellen Design-Ansatz nutzt der neue 6-bit-ADC von Infineon 255 Komparatoren mit kleinen aktiven Bereichen. Damit sind die Eingangs-Offsetspannungen höher und kein “bubble“-freier Thermometer-Code an den Komparator-Ausgängen möglich. Allerdings können die relativ kleinen Komparatoren für hohe Geschwindigkeiten optimiert werden. Code-Fehler durch Offsetspannungen der Komparatoren werden durch Mittelung im digitalen Bereich kompensiert, was mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Die Komparator-Ausgänge sind mit einem fehlertoleranten Thermometer/Binär-Wandler verbunden, der eine Wortbreite von 8 bit an seinem Ausgang bietet.

In schnellen ADCs (>1GS/s) ist die Takterzeugung und -verteilung ein wichtiges Kriterium, um die gewünschte Auflösung zu erreichen. Da schon eine minimale zeitliche Abweichung (Jitter) des Taktsignals direkt zu einer Verringerung der System-Auflösung führt, muss der Jitter so klein wie möglich gehalten werden. Bei einer Eingangsfrequenz von 1 GHz muss ein 6-bit-ADC so getaktet werden, dass der Jitter geringer als 1 ps ist. Aus diesem Grund wurde ein Onchip-LC-Oszillator mit sehr geringem Jitter auf dem neuen ADC integriert, der ein komplementäres Sinussignal bei einer Frequenz von 4 GHz liefert.

Messungen an dem neuen Flash-ADC belegen seine volle Funktionalität. Da nur digitale Standard-Transistoren eingesetzt wurden, kann der AD-Wandler einfach in einen digitalen Signalprozessor integriert werden, ohne dass analoge Prozessschritte erforderlich sind. Darüber hinaus wird das hochfrequente Taktsignal auf dem Chip erzeugt, und es ist lediglich eine einzige Betriebsspannung von 1,5 Volt erforderlich. Durch die einfache Kombination des ADC mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) kann die Systemauflösung weiter erhöht werden, da eine digitale Kalibrierung einfach implementierbar ist. Der von Infineon präsentierte ADC ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu leistungsfähigen Mixed-Signal-Schaltungen für die nächste Generation von Kommunikationsprodukten.

Neben dem innovativen ADC-Design präsentierte Infineon folgende Vorträge auf dem VLSI 2004 Symposium, mit einem Schwerpunkt bei nichtflüchtigen Speichertechnologien:

16-Mbit-MRAM mit Bootstrap-Write-Treiber
Nichtflüchtige Tri-gate-Charge-Trapping Speicherzellen mit Strukturen von weniger als 40 nm für hochkomplexe Applikationen
Neue hochskalierbare dreidimensionale „Chain”-FeRAM-Speicherzelle mit vertikalem Kondensator
Eine nur 0,61 µm2 messende Double-Plug-Chain Zellenstruktur für 64-Mbit-FeRAMs, gefertigt in nur einem Ätz-Prozessschritt
Ein neues Schaltungs-Design für die Reduzierung des 1/f-Rauschens in linearen Analog-CMOS-Schaltungen
Ein integriertes 17-GHz-Front-End für ISM/WLAN-Applikationen in 0,13-µm-CMOS
Multi-Gate-Transistoren und -Speicherzellen für künftige CMOS-Generationen

Weitere Informationen zu diesen Vorträgen werden in Kürze auf der Website von Infineon bereitgestellt.

Reiner Schoenrock | Infineon Technologies AG
Weitere Informationen:
http://www.infineon.com

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Diagnose per Computer: Gefährliche Krankheitserreger mithilfe maschinellen Lernens erkennen
23.05.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Frühwarnsystem RAWIS in Katastrophenübung mit THW final getestet
23.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics