Simulation des circuits électroniques mixtes RF/analogiques/numériques excités par des signaux à modulation complexe

Simulation of mixed RF/analog/digital electronic circuits driven by complex modulation signals

• Auteur / Autrice : Vincent Janicot
• Direction : François-Xavier Le Dimet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Grenoble 1
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'informatique et mathématiques appliquées (Grenoble1989-2006)

Mots clés

Mots clés libres

Simulation mixte

Equilibrage Harmonique

CAO micro-électronique

Enveloppe de Fourier

RF-Analogique-Numérique

Vhdl-ams

Co-simulation

Systèmes de télécommunication

Mixed Simulation

Harmonic Balance

Micro-electronics CAD

Fourier envelope

RF-Analog-Digital

Vhdl-ams

Co-simulation

Telecommunication systems

Résumé

La taille, la complexité et les performances des circuits électroniques de télécommunication sont de plus en plus contraignantes tandis que le temps et le coût de commercialisation doivent être réduits au maximum. Voulant répondre au vide existant sur le marché de la CAO dans ce domaine, ce travail est consacré à la simulation mixte de systèmes de communication complets parcourus par des signaux numériques, des signaux analogiques basse-fréquence, des signaux quasi-périodiques et des signaux RF à modulation digitale complexe. Le premier chapitre du manuscrit présente les différents types de circuits et de signaux que l'on veut simuler. La deuxième partie décrit d'abord les principales méthodes de simulation RF existantes. On développe ensuite les innovations apportées à la méthode de l'Equilibrage Harmonique, basée sur une utilisation efficace du spectre, et enfin celles apportées à l'algorithme de l'Enveloppe. Le troisième chapitre propose une nouvelle méthodologie pour simuler des circuits complets RF/Analogiques/Numériques dans le cadre de l'algorithme de l'Enveloppe : couplage avec un simulateur numérique, prise en compte de modèles comportementaux et partition analogique/RF des circuits. Enfin, la dernière partie illustre les potentialités de cette nouvelle technique d'analyse sur quelques circuits typiques. Pour la première fois, des systèmes complexes mixtes, décrits aux niveaux logique, transistor et comportemental, peuvent être simulés dans un seul flot et dans des temps raisonnables

The size, complexity and performances of modern wireless communication circuits are getting more and more challenging whereas marketing time and cost must be reduced as much as possible. In order to fill the current lack in CAD tools, this work is dedicated to the mixed simulation of complete communication systems driven by digital, analog baseband, quasi-periodic and digitally modulated RF signals. The first chapter of the thesis presents the various types of circuits and signals we want to simulate. The second part starts by describing the main RF simulation methods. Then we develop the innovations applied to Harmonic Balance method, based on an efficient spectrum use, and at last, several new contributions to the Envelope algorithm. The third chapter proposes a novel methodology to simulate RF/Analog/Digital complete circuits with an optimized Envelope algorithm : coupling with a digital simulator, behavioral models handling and analog/RF circuit partitioning. Finally, the last part demonstrates the functionalities of this new simulation technique on a few typical circuits. For the first time, complete mixed systems, described at logic, circuit and behavioral level, can be simulated in the same flow in reasonable times