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ETC系统中专用短程通信技术基带电路的设计与实现
| 论文题名： | ETC系统中专用短程通信技术基带电路的设计与实现 |
| 关键词： | 电子不停车收费系统;ETC芯片;短程通信;基带电路;门控时钟 |
| 摘要： | 随着公路交通的发展，道路拥堵成为当今社会所面临的主要问题。智能交通ITS（Intelligent Transport System）成为解决道路拥堵的主要方案。其中，电子不停车收费系统ETC（ElectronicToll Collection）成为ITS中，解决道路拥堵一种重要的方法。专用短程通信DSRC（Dedicated Short RangeCommunication）基带电路是ETC芯片中重要的组成部分。DSRC连接着MCU和射频单元，主要是实现对解码之后数据的处理工作。基带电路主要包括发送和接收电路，编解码电路以及唤醒电路四个模块。国家在2007年制定了相应的关于电子收费专用短程通信的国家标准，目的是规范国内相关产业的发展，国家标准的发布在推动ETC系统的普及起到了很大的作用。近些年来，随着国家高速的发展，以往的国家标准已经不太适应快速发展的交通建设。因此，新一代ETC系统芯片即将被应用于交通道路发展过程中。 本文首先对国家标准进行详细的分析和阐述，然后通过分析通信协议中相关的数据链路层信息，分析帧结构的封装方式以及固定有效信息帧的具体地信息位。在满足实际的芯片设计功能要求的情况下，提出在本次设计中，主要是以降低基带电路功耗为主要设计指标。降低功耗的过程中分别从系统层到电路层面，对整个芯片中功耗的问题进行优化。在DSRC通信协议电路中，唤醒电路是从系统层面对ETC系统芯片进行功耗优化，唤醒电路处于工作状态时，ETC系统中其他电路均处于关断或者睡眠状态，接收到唤醒使能信号之后，MCU反馈相应的使能信号，从而使发送链路和接收链路才能够正常工作。在电路层面，不同电路模块的特点，采用门控时钟的方法，对DSRC通信协议标准中的主要电路模块进行功耗优化。最后和当前主流市场中所运用的实际芯片进行对比，本文所设计的ETC芯片在功耗方面有15％的降低，在芯片面积方面有10%的节省。 整个芯片DSRC通信协议基带电路设计主要采用“自顶向下”的设计方法，将各个模块进行合理的划分。使用Verilog电路语言来实现基带电路的设计工作。对于FM0编解码模块，采用tsmc的0.18um工艺schematic原理图进行电路搭建设计工作。然后进行电路的功能验证工作，最后采用tsmc的0.18um工艺进行DSRC基带电路后端版图设计工作。 |
| 作者： | 李海洋 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 马佩军;刘昱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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