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Die Aufgabe meiner Diplomarbeit in der Melexis (Erfurt, Deutschland) beinhaltete, für einen -Chip ein neuartiges Konzept des analogen Low-Speed-Treiber zu finden und umzusetzen. Spezielles Problem war, mit einer low-cost-Technologie die harten Forderungen der USB-Spezifikation 1.1 des USB-Implementerforums einzuhalten.

Linkseitig ist ein Blockdiagram des TH6503 zu sehen. Dieser Chip fungiert als Brücke zwischen einem Mikrocontroller und dem USB. Das USB-Protokol ist in seinem digitalen Kern abgelegt und der Nutzer kann sich voll und ganz auf seine Anwendung konzentrieren. Durch das serielle Interface werden nur wenige Pins belegt. 

Der mit USB-I/O gekennzeichnete Block ist der Transceiver. Er verbindet den digitalen Kern mit der analogen Welt. Kritischer Part dieser Analogschaltung ist der Low-Speed-Treiber. Für diesen stehen Forderung, wie u.a. eine spezifizierte Flankensteilheit sowie Flankenmatching einzuhalten. Von speziellen Interesse ist hierbei der Crossover-Punkt. Nach der Untersuchung verschiedener bekannter Konzepte kam eine völlig neue Idee auf, deren Umsetzung letztlich zum Ziel führte.

Für das Layout wurden die Schaltung nochmals auf mehrere Zellen aufgeteilt, um später flexibler in deren Anordnung zu sein. Die meisten Zellen sind von einem professionellen Layouter, der Rest von mir selber layoutet worden. Das Zusammenfügen und die Topverdrahtung ging recht schnell von der Hand, da in der Melexis das gleiche Layoutprogramm (Cadance Framework) wie an der Uni verwendet wurde.

Die Simulation der Schaltung mit SpektreS ergab, dass sämtliche Forderungen über alle Technologieparameter und Temperaturen eingehalten werden.

Da die Herstellung der Testchips einige Zeit benötigt, wurde die Schaltung erst nach Abschluss meiner Arbeit vermessen. Die Messergebnisse zeigen, dass das Schaltungsprinzip funktioniert (Symmetrie OK).

Full-Speed Messergebnis                                     Low-Speed Messergebnis

Die Diplomarbeit wurde mit einem Gesamtergebnis von 1.3 bewertet.

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