NATIONAL BIBLIOGRAPHY NUMBER
Number
۱۸۳۱۱پ
LANGUAGE OF THE ITEM
.Language of Text, Soundtrack etc
per
TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Title Proper
طراحی یک سیستم روی تراشه برای درایورهای صنعتی در تکنولوژیCMOS ۰.۱۸um
First Statement of Responsibility
/عبدالحمید معلمی خیاوی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق وکامپیوتر
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۶
Name of Manufacturer
، راشدی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
دکتری
Discipline of degree
مهندسی برق - الکترونیک
Date of degree
۱۳۹۶/۰۸/۲۳
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
کاربرد سخت‌افزارهای دیجیتال در سیستم‌های کنترل مبدل‌های قدرت در سال‌های اخیر گسترش یافته است .کنترلرهای دیجیتال یکی از بخش‌های اساسی سیستم‌های مبدل قدرت امروزی هستند .این پایان‌نامه یک راه‌حل SOC برای سیستم‌های کنترل مبدل‌های قدرت به‌صورت ASIC در پروسه CMOS ۰.۱۸um ارائه می‌کند .در این پایان‌نامه برای ارائه یک راه‌حل سخت‌افزاری قابل پیکربندی از توانایی پردازش به هنگام پردازنده مخصوص سخت‌افزاری و انعطاف‌پذیری پردازنده مبتنی بر دستورالعمل استفاده‌شده است .سیستم روی تراشه ارائه‌شده شامل یک پردازنده هشت بیتی قوی از نوع RISC و دو پردازنده سخت‌افزاری خاص‌منظوره به‌صورت سخت‌افزار جانبی برای پردازنده اصلی می‌باشد :یک ماژول مولد تابع سینوسی با رزولوشن و تعداد نمونه‌های بالا و یک ماژول مولد PWM چندمنظوره باقابلیت تغییر پیکربندی .ساختار پایان‌نامه حاضر به این شرح است :فصل اول به ارائه توضیحات مقدماتی و بررسی منابع ارائه‌شده در این زمینه می‌پردازد .فصل دوم به ارائه توضیحات در مورد پردازنده مرکزی پیاده‌سازی شده می‌پردازد .این پردازنده بر اساس معماری RISC اصلاح‌شده Microchip PIC۱۶ با تطابق کامل دستورالعمل‌ها می‌باشد .به هنگام پیاده‌سازی پردازنده مرکزی برخی تغییرات اعمال‌شده است .فصل سوم به ارائه یک سخت‌افزار برای تولید موج سینوسی با دقت و تعداد نمونه بالا می‌پردازد که به‌عنوان مولد موج رفرنس برای تولید پالس‌های SPWM دوسطحی و چند سطحی عمل می‌کند .سخت‌افزار پیشنهادی بر اساس بسط سری تیلور تابع سینوس و کسینوس و با فرمت محاسبه ممیز ثابت کار می‌کند .ساختار قابل پیکربندی سخت‌افزار پیشنهادی اجازه انتخاب پارامترهای موج سینوسی تولیدشده از قبیل تعداد نمونه‌ها، فرکانس نمونه‌برداری، اندیس مدولاسیون و ...را از طریق رجیسترهای کنترلی می‌دهد .سخت‌افزار مولد PWM پیشنهادی با ساختار کلی قابل‌تغییر و مبتنی بر تکنیک چند حامل در فصل ۴ ارائه‌شده است .این پردازنده سخت‌افزاری نیز به‌صورت یک سخت‌افزار جانبی برای پردازنده مرکزی طراحی‌شده است به‌گونه‌ای که توانایی تولید چندین نوع PWM شامل انواع متداول دوسطحی و نیز ساختارهای چند سطحی جدید را داشته باشد .علاوه بر هسته اصلی سخت‌افزار پیشنهادی شامل کنترل‌کننده خروجی قابل‌برنامه‌ریزی و بخش مولد زمان مرده می‌باشد .انتخاب نوع عملکرد سیستم و سایر پیکربندی‌ها از طریق مقداردهی به رجیسترهای کنترلی تخصیص داده‌شده قابل انجام می‌باشد .تمامی بخش‌های سخت‌افزارهای ارائه‌شده با روش طراحی بالا به پایین‌بر مبنای توصیف سخت‌افزاری به زبان Verilog HDL انجام گرفته است .نتایج شبیه‌سازی‌هایHDL ، سنتز و جانمایی ASIC و پیاده‌سازی عملی مبتنی بر FPGA در فصل پنجم ارائه‌شده است
Text of Note
Application of digital hardware in power electronic converters control systems has grown in recent years. In fact digital controllers are the essential part of todays power electronic converter systems. This thesis presents a system on chip solution for power electronic converter control system specially PWM inverters implemented on ASIC with CMOS 0.18um process. In this thesis we have utilized real time processing capability of dedicated hardware processor and flexibility of instruction set processor to propose a reconfigurable hardware solution for power electronic converter control systems. The proposed SOC includes a powerful 8-bit RISC processor along with two dedicated hardware processors as peripheral fort the main processor: high resolution high sampling rate sine wave generator module and multi-mode reconfigurable PWM generator module. The central processor is based on modified RISC architecture from microchip PIC with full instruction set compatibility. However some modifications has been carried out on implementation of the CPU which is discussed on chapter 2. Chapter 3 presents high resolution high sampling rate sine wave generator hardware that serves as reference wave generator for two level and multilevel SPWM power converters. The proposed architecture is based on modified Taylor series expansion of sine and cosine functions in fixed point format to achieve lower hardware complexity and higher sample rate. The reconfigurable structure of the hardware allows flexible selection of the sine wave parameters such as the number of samples, sampling frequency and modulation index through control registers settings. The proposed multi carrier based generalized reconfigurable PWM generator hardware is presented in chapter 4. The proposed hardware is implemented as a peripheral for a main processor and can be easily configured to support several PWM strategies including conventional single carrier and novel multi carrier PWM techniques. The proposed hardware includes output control and programmable dead-band generator module as well. The system function selection and other configurations can be carried out using dedicated control and configuration registers. The whole system is designed and implemented based on top down or back-end design flow using Verilog HDL. Results of functional HDL simulations, ASIC synthesize and experimental results based on FPGA implementations are presented in chpter5
PERSONAL NAME - PRIMARY RESPONSIBILITY
معلمی خیاوی، عبدالحمید
PERSONAL NAME - SECONDARY RESPONSIBILITY
صبحی، جعفر، استاد راهنما
دایی کوزه‌کنانی، ضیاءالدین، استاد راهنما
فرهادی، محمد، استاد مشاور
ELECTRONIC LOCATION AND ACCESS
Public note
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
