DCF77 Funkuhr-ICs

Layout IC1	(78k gif)
Layout IC2	(91k gif)
Layout IC3	(45k gif)
Chipfoto IC1	(55k jpeg)
Prototypenboard	(232k jpeg)
Dokumentation	"Praktikum VLSI-Entwurf"

Spezifikation

Die ICs implementieren eine vom dem deutschen Zeitzeichensender (DCF77) gesteuerte Funkuhr mit Alarmfunktion. Neben der aktuellen Zeit kann auch das Datum und der Wochentag ausgegeben werden.

Um die Ausgabe möglichst einfach zu gestalten wurde die Ansteuerungslogik (Zeitmultiplex) für sieben-Segment Anzeigen auf dem Chip integriert.

Das Eingabesignal des Senders wird dem IC in digital aufbereiteter Form übergeben. Durch Oversampling und Fehlerkorrekturmechanismen wird die Güte des Signals geprüft, wobei die Uhr bei schwachen oder zu stark verzerrten Signalen autonom weiterläft.

Neben dieser "Grundfunktionalität" können zusätzliche Funktionen implementiert werden wie:
- eine Nachweckautomatik
- zusätzliche Ausgaben
- mehrere Weckzeiten, abhängig vom Wochentag
- andere Schnittstellen (I2C bus)
...

Entwurfsvorgehen

Beschreibung der Schaltung in VHDL
Aufbau einer Testumgebung mit DCF77 Sender und externen Anzeigen
Simulation der Testumgebung (Synopsys: VSS)
Synthese der Gatternetzliste (Synopsys: Design Compiler)
VHDL Simulation der Netzliste
Standardzell Layout und Back-End (Cadence: DF-II, Cell Ensemble / Silicon Ensemble)

technische Information

	ES2	Chipfläche	Pads	Zellen
IC1	1.0µm CMOS, 2 Met.	5.47mm2	34	948
IC2	1.0µm CMOS, 2 Met.	9.15mm2	46	1904
	Alcatel Mietec
IC3	0.5µm CMOS, 3 Met.	5.43mm2	30	1378