第六届集创赛——圣邦杯

圣邦杯

一、杯赛题目：高精度RC振荡器设计

二、参赛组别：A组、B组

三、赛题背景：

振荡器给时序电路提供参考时钟，伴随着芯片复杂度和集成度的提高，集成化、高精度、低功耗成为振荡器的发展方向，这需要创新性的设计方法来克服片上器件的非理想性，在各种工作条件下保持频率的稳定。

四、赛题任务：

应用于数模混合信号芯片的高频率精度，高频率稳定度，全集成RC振荡器设计。

五、设计指标：

1. 电源电压范围：2.5V至5.5V

2. 工作温度范围：-40℃至+125℃

3. 振荡器目标频率：FTYP = 2MHz

4. 典型频率精度：在电源4V、温度27℃条件下，|F - FTYP| < 0.25% × FTYP

5. 时钟输出信号占空比范围：49.5% < Duty Cycle < 50.5%

6. 频率随电源的变化：在整个电源电压范围内，|F_MAX- FMIN| < 1.0% × FTYP

7. 频率随温度的变化：在整个工作温度范围内，|FMAX - FMIN| < 1.0% × FTYP

8. 工作状态平均电流：在整个工作电压范围内，IQ < 50μA

9. 支持完全关闭，关闭状态下为零功耗

10. 启动后从完全关闭到频率稳定（频率偏差小于5%）的时间：TSTARTUP < 25μs

11. 建议使用 CSMC 0.18μm工艺进行设计

12. 建议外部接口为电源、地、使能、满摆幅时钟输出和可选的数字修调控制位

六、附加题或进阶指标：

1. 通过工艺角（TT，SS，FF，SF，FS）和只考虑器件失配（忽略工艺角）的蒙特卡洛仿真（计算4.5个Sigma偏差）得到输出时钟的频率范围，设计频率校准功能，进行单点频率校准，确保初始频率精度。

2. 在工艺角（TT，SS，FF，SF，FS）和只考虑器件失配（忽略工艺角）的100次蒙特卡洛仿真下得到单点频率校准后的振荡器，启动时间、时钟信号占空比、频率随电源的变化，频率随温度的变化仍满足设计指标。

七、杯赛阶段及提交内容：

1. 初赛阶段

技术文档及设计数据，包括：

a) 详细设计方案：系统架构分析、关键技术原理分析及电路指标要求；

b) 仿真验证文件：前后仿真结果、原理图、版图及验证文件。

2. 分赛区决赛阶段

a) 设计报告（PPT格式）：项目介绍、关键技术介绍、性能指标；

b) 技术文档及设计数据。

3. 总决赛阶段

a) 设计报告(PPT格式)：项目介绍、关键技术介绍、性能指标；

b) 技术文档及设计数据。

八、评分标准：

大项	内容	分值	评分要求
性能指标（60分）	电路指标	30分	1. 满足振荡器的功能指标。
	电路指标	30分	2. 满足频率稳定度的指标。
	版图质量	15分	1. 芯片版图布局合理。
			2. 完成DRC、LVS验证。
			3. 版图设计报告详细充分。
	设计完整性	15分	1. 完整的电路图。
			2. 完整的版图设计。
			3. 完整的设计方案、仿真分析报告。
优化指标（20分）	优化目标	20分	1. 创新性：电路架构和算法是否有创新。 2. 频率稳定度的理论分析与仿真结果对比。 3. 后仿真结果分析及优化。 4. 满足技术指标下，面积和功耗越小越好。
文档与现场表现（20分）	现场答辩和演示	10分	1. 答辩和问答表现。 2. 现场演示效果。
	文档质量	10分	1. 汇报PPT重点突出、条理清晰。
			2. 设计方案原理分析合理、逻辑清晰。
			3. 分析和仿真验证报告内容详细充分。
附加题（20分）	附加题	20分	1. 频率修调电路简单可靠，且不会影响芯片的核心参数。 2. 在工艺角和蒙特卡洛仿真下，仍满足频率稳定度的要求。

九、其他注意事项

1. 参加企业命题杯赛的作品，杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。

2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品提交的材料拥有使用权和展示权。

3. 参赛项目可以参考现有公开发表的文献和论文内容，但应当在技术论文和答辩PPT中注明来源，且不能将参考的内容作为自己作品的创新部分。

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