本發(fā)明涉及電路信號傳輸，具體為一種路徑優(yōu)化的mosfet芯片信號傳輸系統(tǒng)。

背景技術：

1、mosfet是金屬氧化物半導體場效應晶體管，mosfet芯片是一種重要的半導體器件，又稱mos管。廣泛應用于電子電路中，如電源管理、電機驅動、功率放大等領域，mosfet芯片通常由源極、漏極、柵極等部分組成，通過控制柵極電壓來調節(jié)漏極和源極之間的電流，是電壓控制型器件，相比較電流控制型器件的三極管，它具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。在實際運用中，mos管的噪聲問題會間接影響mos管的信號傳輸質量，主要包括以下幾種：1.熱噪聲，由導體中電子的隨機熱運動引起，與溫度成正比；2.閃爍噪聲，主要為1/f低頻噪聲，其幅度與頻率成反比；3.散粒噪聲，與電流通過器件時的離散電荷有關；這些噪聲會疊加在mos管傳輸?shù)男盘柹希绊懶盘柕馁|量和準確性，在一些對信號精度要求較高的應用場景中需要特別關注和處理。

2、因熱噪聲是電路中有規(guī)律的噪聲信息，可以通過減少不必要的電阻和發(fā)熱元件來抑制熱噪聲信息，閃爍噪聲是電路中隨機無規(guī)律的噪聲信息，可以通過合適的濾波等信號處理手段來抑制或減輕熱噪聲的影響，但是為了保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，電路中會設置放大電路來對信號進行增強，但同時也會同步增大電路中的噪聲信息，且熱噪聲與閃爍噪聲在電路中重疊會增加噪聲抑制的難度，因此通過仿真技術模擬噪聲信息生成最優(yōu)路徑并采集相關數(shù)據(jù)修正路徑模擬結果是本領域技術人員需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種路徑優(yōu)化的mosfet芯片信號傳輸系統(tǒng)，解決了上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種路徑優(yōu)化的mosfet芯片信號傳輸系統(tǒng)，包括處理單元和區(qū)塊芯片，所述區(qū)塊芯片由若干放大電路按照x軸、y軸和z軸三個方向排列分布組成，還包括堆疊控制單元，所述疊控制單元包括x軸控制模塊、y軸控制模塊和z軸控制模塊，所述處理單元分別發(fā)送控制指令至x軸控制模塊、y軸控制模塊和z軸控制模塊中，由x軸控制模塊、y軸控制模塊和z軸控制模塊選擇區(qū)塊芯片內部路徑，所述放大電路兩兩之間排列分布有若干mosfet；

3、包括溫度傳感器和采集單元，所述溫度傳感器獲取環(huán)境溫度信息并傳輸至處理單元中，所述采集單元獲取區(qū)塊芯片內部數(shù)據(jù)信息，所述采集單元將區(qū)塊芯片內部數(shù)據(jù)信息傳輸至處理單元中；

4、還包括存儲器，所述處理單元將接收的區(qū)塊芯片內部路徑轉換成路徑表并轉存至儲存器，所述處理單元分析接收的功率譜密度并將分析數(shù)據(jù)轉存至儲存器，所述存儲器中還存儲有用于處理單元執(zhí)行的計算機程序或指令；

5、區(qū)塊芯片內部路徑優(yōu)化具體包括以下步驟：

6、步驟1：路徑掃描，所述處理單元控制堆疊控制單元啟動，x軸控制模塊、y軸控制模塊和z軸控制模塊對區(qū)塊芯片內部進行逐條路徑掃描，所述采集單元記錄每次路徑掃描的放大電路信息和mosfet信息并轉發(fā)至處理單元中，所述處理單元進行數(shù)據(jù)分析并將分析結果保存；

7、步驟2：仿真模擬，所述溫度傳感器將采集的環(huán)境溫度信息傳輸至處理單元中，所述處理單元根據(jù)接收的環(huán)境溫度信息放大電路信息和mosfet信息進行模擬，計算分析不同環(huán)境溫度和信息帶寬下的最優(yōu)路徑并保存；

8、步驟3：糾錯降噪，所述處理單元根據(jù)環(huán)境溫度和信息帶寬分別發(fā)送最優(yōu)路徑至堆疊控制單元，所述堆疊控制單元向區(qū)塊芯片執(zhí)行最優(yōu)路徑，所述采集單元獲取區(qū)塊芯片內部的噪聲信息并傳輸至處理單元，所述處理單元分析噪聲信息修正最優(yōu)路徑。

9、進一步地，所述路徑掃描具體包括以下步驟：

10、步驟101：所述處理單元發(fā)送路徑掃描指令堆疊控制單元，所述堆疊控制單元啟動，所述x軸控制模塊沿著x軸方向對放大電路和mosfet逐次開關測試，所述y軸控制模塊沿著y軸方向對放大電路和mosfet逐次開關測試，所述z軸控制模塊沿著z軸方向對放大電路和mosfet逐次開關測試；

11、步驟102：所述采集模塊在mosfet開關測試中獲取放大電路和mosfet的閃爍噪聲值、頻率信息和柵氧化層數(shù)值，所述采集模塊在放大電路開關測試中獲取放大電路溫度信息、電阻信息和位置信息，所述采集模塊將mosfet的閃爍噪聲值、頻率信息、柵氧化層數(shù)值和mosfet位置信息傳輸至處理單元中，所述采集模塊將放大電路溫度信息、電阻信息和放大電路位置信息傳輸至處理單元中；

12、步驟103：所述處理單元將工藝指數(shù)除以閃爍噪聲值得到參數(shù)指數(shù)，工藝指數(shù)與mosfet生產工藝有關，一般為常數(shù)10-25，所述處理單元計算頻率信息和柵氧化層數(shù)值的乘積，再將參數(shù)指數(shù)除以乘積得到mosfet對應的面積指數(shù)，面積指數(shù)指的是mosfet面積的長寬乘積，是影響mosfet閃爍噪聲的因素之一；

13、步驟104：所述處理單元將mosfet面積指數(shù)與對應mosfet位置信息匹配，將每個mosfet面積指數(shù)和mosfet位置信息轉存至存儲器中；

14、步驟105：所述處理單元根據(jù)放大電路溫度信息與電阻信息計算出放大電路中的熱噪聲信息，所述處理單元將熱噪聲信息與對應的放大電路位置信息相匹配，將每個放大電路的熱噪聲信息和放大電路位置信息轉存至存儲器中。

15、進一步地，所述仿真模擬具體包括以下步驟：

16、步驟201：所述溫度傳感器將環(huán)境溫度信息傳輸至處理單元中，所述處理單元綜合環(huán)境溫度信息、放大電路的熱噪聲信息和mosfet面積指數(shù)計算當前環(huán)境溫度最優(yōu)路徑；

17、步驟202：高低溫模擬，以采集單元獲取的環(huán)境溫度為基準，高低溫范圍±45攝氏度，所述處理單元模擬高溫環(huán)境溫度，環(huán)境溫度每上升一度，處理單元模擬區(qū)塊芯片中每個放大電路的熱噪聲信息，根據(jù)每個mosfet面積指數(shù)修改步驟201所得最優(yōu)路徑，使區(qū)塊芯片內部熱噪聲與閃爍噪聲總和最低，同時處理單元模擬低溫環(huán)境溫度，環(huán)境溫度每下降一度，處理單元模擬區(qū)塊芯片中每個放大電路的熱噪聲信息，根據(jù)每個mosfet面積指數(shù)修改步驟201所得最優(yōu)路徑，使區(qū)塊芯片內部熱噪聲與閃爍噪聲總和最低，所述處理單元將模擬的每個高低環(huán)境溫度與對應的最優(yōu)路徑保存在存儲器中；

18、步驟203：升降溫模擬，以采集單元獲取的環(huán)境溫度為基準，升降溫范圍±10攝氏度，所述處理單元模擬升溫環(huán)境溫度，環(huán)境溫度每上升一度，標記為一個新的升溫范圍，在新的升溫范圍中，處理單元模擬區(qū)塊芯片中每個放大電路的熱噪聲信息，根據(jù)每個mosfet面積指數(shù)修改步驟201所得最優(yōu)路徑，使區(qū)塊芯片內部熱噪聲與閃爍噪聲總和最低，同時處理單元模擬降溫環(huán)境溫度，環(huán)境溫度每下降一度，標記為一個新的降溫范圍，在新的降溫范圍中，處理單元模擬區(qū)塊芯片中每個放大電路的熱噪聲信息，根據(jù)每個mosfet面積指數(shù)修改步驟201所得最優(yōu)路徑，使區(qū)塊芯片內部熱噪聲與閃爍噪聲總和最低，所述處理單元將模擬的每個升降環(huán)境溫度與對應的最優(yōu)路徑保存在存儲器中。

19、進一步地，所述糾錯降噪具體包括以下步驟：

20、步驟301：所述溫度傳感器采集環(huán)境溫度信息傳輸至處理單元中，所述處理單元根據(jù)接收的環(huán)境溫度信息計算當前區(qū)塊芯片內部最優(yōu)路徑并將其發(fā)送至堆疊控制單元；

21、步驟302：所述堆疊控制單元執(zhí)行最優(yōu)路徑，所述采集單元按照倒序方式從區(qū)塊芯片輸出末端開始獲取信息，依次采集每個放大電路溫度信息、電阻信息和位置信息，同時依次采集每個mosfet的閃爍噪聲值、頻率信息、柵氧化層數(shù)值和mosfet位置信息，直至采集單元采集完區(qū)塊芯片內部所有放大電路和mosfet，所述采集單元將采集的信息統(tǒng)一傳回處理單元；

22、步驟303：所述處理單元統(tǒng)計接收的最優(yōu)路徑中放大電路數(shù)量，按照放大電路數(shù)量對最優(yōu)路徑中每個放大電路之間的噪聲進行評級判定，路徑越靠輸出端，電路中因多個放大電路逐步放大產生的電路噪聲也就越多，對輸出信號的質量影響越大，所述處理單元根據(jù)評級判定對每個放大電路之間的噪聲進行加權計算，加權計算涉及的加權系數(shù)具體數(shù)值根據(jù)實際電路噪聲對電路信號質量的影響決定，電路噪聲為電路中熱噪聲與閃爍噪聲之和；

23、步驟304：所述處理單元根據(jù)加權計算后每個放大電路之間的噪聲值重新確定最優(yōu)路徑，同時處理單元將重新確定最優(yōu)路徑的信息傳輸至堆疊控制單元，堆疊控制單元修改區(qū)塊芯片內部路徑，所述處理單元將修正后的最優(yōu)路徑與對應的環(huán)境溫度信息一起保存至存儲器中，替換步驟2中保存的仿真模擬最優(yōu)路徑。

24、進一步地，所述溫度傳感器獲取的環(huán)境溫度有變化時，溫度傳感器將獲取的溫度信息傳輸至處理單元中，處理單元從存儲器中查詢溫度記錄，若存儲器中未曾記錄溫度傳感器新獲取的環(huán)境溫度，則處理單元依次執(zhí)行步驟301至步驟304，計算新環(huán)境溫度下的電路噪聲信息并修正步驟2中仿真模擬的最優(yōu)路徑，處理單元將修正的最優(yōu)路徑信息與新獲取的環(huán)境溫度相匹配并轉存至存儲器中。

25、進一步地，所述x軸控制模塊控制x軸方向放大電路與mosfet之間電路開合，x軸方向兩個mosfet之間連接斷開同樣也由x軸控制模塊控制，所述y軸控制模塊控制y軸方向放大電路與mosfet之間電路開合，y軸方向兩個mosfet之間連接斷開同樣也由y軸控制模塊控制，所述z軸控制模塊控制z軸方向放大電路與mosfet之間電路開合，z軸方向兩個mosfet之間連接斷開同樣也由z軸控制模塊控制。

26、本發(fā)明具有以下有益效果：

27、1、通過仿真模擬電路中的噪聲信息并生成最優(yōu)路徑，通過采集實際數(shù)據(jù)對模擬的最優(yōu)路徑進行修正，在不同環(huán)境溫度下都可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

28、2、通過堆疊控制單元對區(qū)塊芯片x軸y軸和z軸三維維度進行控制，一方面可以實現(xiàn)對區(qū)塊芯片內部電路進行掃描，為仿真模擬提供數(shù)據(jù)基礎，另一方面可以細化放大電路和mosfet的控制精度，可以準確無誤的執(zhí)行最優(yōu)路徑。

29、當然，實施本發(fā)明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。