選擇前往海外就讀工科的同學也是有很多的，但是工科的難度也是有目共睹的，近期就有一位在模擬ic課程上遇到困難的同學，考慮到可能并不是只有這一位有疑惑的同學，本次小思就來與同學們分享一下關于模擬ic集成電路設計定義與培訓的相關內(nèi)容。

模擬ic設計定義：

集成電路(IC)設計環(huán)境中的模擬設計是一門專注于創(chuàng)建在連續(xù)時域行為中運行并針對連續(xù)時域行為進行優(yōu)化的電路的學科。模擬設計的典型目標包括：信號保真度、放大、濾波。

當提到“集成電路設計”一詞時，大多數(shù)人想到的是復雜微處理器的設計。這些電路采用數(shù)字設計技術設計，專注于離散值(即“1和0”)的傳播。重要的是要了解這種傳播“一和零”的模型用于簡化對大型網(wǎng)絡的分析。任何電路中的實際器件都會響應不斷變化的激勵，因此模擬電路設計實際上是數(shù)字電路設計的基礎。

模擬設計的重要性：

由于IC中的所有基本器件都響應連續(xù)的時間激勵，因此模擬設計構成了所有IC設計的基礎。現(xiàn)代IC技術帶來了許多設計挑戰(zhàn)。先進技術節(jié)點的制造過程中存在顯著的可變性。高級IC上大量器件的實際運行也會導致可變性。這種可變性表現(xiàn)為工作電壓、工作溫度和性能的變化。密集封裝的器件還可以相互交互以及與硅襯底、封裝和電路板相互作用，從而導致信號失真。所有這些影響都可能發(fā)生在器件之間，也可能發(fā)生在單個IC內(nèi)。

模擬設計必須補償所有這些影響，以確保三個基本品質(zhì)：保真度/精度、一致性和性能?？煽啃苑治龊托盘柾暾苑治鍪怯糜趯@些影響進行建模和緩解的一些活動。這三個項目在IC應用中的重要性示例如下：

保真度/精度。許多模擬設計構成了檢測IC外部條件的電路的基礎。感測環(huán)境溫度、氣壓、運動和光線是許多物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設備的基本組成部分。例如，感測光構成了機器視覺的基礎。精確感測這些連續(xù)時間效應需要精確的測量，這意味著執(zhí)行這些測量的模擬電路需要出色的保真度和精度。模擬設計確保保真度/精度。

一致性。數(shù)字電路設計對離散“一和零”的傳播進行建模，以簡化對大量器件的分析。“一”通常是主電源電壓，“零”是沒有任何電壓。為了使該模型有效工作，電路元件的性能必須在前面提到的所有可變性條件下保持一致。一致性確保電壓處于“1”或“零”的參考水平之一。模擬設計可確保滿足這些條件。

性能。此參數(shù)有兩種基本形式：速度和功率。所有IC都對速度有嚴格的要求，以滿足整體系統(tǒng)吞吐量。它們還必須保持在特定的功率耗散范圍內(nèi)。該項目的驅(qū)動因素是系統(tǒng)需要保持在可接受的熱包絡中，以確保有效的散熱。對低功耗的需求也是由財務運營限制驅(qū)動的。模擬設計可確保功率和速度在可接受的范圍內(nèi)。

模擬設計與數(shù)字設計：

模擬設計和數(shù)字設計之間的主要區(qū)別在于所使用的基礎分析類型。

在模擬設計中，電路激勵被視為隨時間連續(xù)變化的信號。電路的行為在時域和頻域中建模，重點關注所得波形的保真度/精度、一致性和性能。制造和設計引起的電路可變性也必須建模和補償。

數(shù)字設計將電路激勵視為一系列隨時間變化的離散邏輯“1”和邏輯“零”。邏輯“一”通常表示為IC的電源電壓的存在，邏輯“零”表示為沒有該電壓(即零伏特)。數(shù)字電路中的器件必須將大部分時間花在邏輯“一”或邏輯“零”上。只要處理這些信號的電路對這些邏輯電平的響應是一致的，數(shù)字設計就能很好地工作。模擬設計負責提供這些品質(zhì)。

這允許使用組合和順序模型分析電路的行為，僅考慮兩個電壓(“一”和“零”)，從而大大簡化了設計和驗證過程。

如何設計模擬電路?

模擬IC設計通常涉及自上而下的設計和實現(xiàn)過程，然后是自下而上的驗證過程。這種總體方法有許多變體。以下是基本步驟：

1、為設計制定高級規(guī)范。它將執(zhí)行哪些功能?設計的性能、功耗和面積(即成本)目標是什么?

2、開發(fā)頂級設計，以使用宏函數(shù)(如濾波器、比較器和放大器)實現(xiàn)所需的結(jié)果

3、創(chuàng)建器件級電路描述，以支持使用晶體管、電阻器和電容器等元件的頂級設計。此步驟通常從預定義函數(shù)庫中提取，這些函數(shù)需要針對每個獨特設計的特定要求進行定制。

4、使用仿真驗證設計是否滿足其所有規(guī)格。這里使用的軟件通常使用線性和非線性元件對電路進行建模，這些元件已針對目標制造過程進行了調(diào)整。正是在這一步中，將對制造過程和操作可變性進行建模，以確保器件設計在面對這些不確定性時保持穩(wěn)健。

5、通過組裝所有組件的預定義布局來實現(xiàn)設計的物理布局。在此步驟中，將優(yōu)化布局的密度以最大限度地降低成本。必須遵循許多放置規(guī)則，以確保設計針對可制造性和信號完整性進行優(yōu)化。在此步驟中將進行是否遵循這些規(guī)則，這稱為物理驗證。

6、然后從布局中提取等效電路。串擾和接線電阻等寄生效應現(xiàn)在存在于設計描述中，并且重新設計經(jīng)過重新仿真，以確保它仍然按預期運行，并添加了這些新效果。提取的設計也與原始設計進行比較，以確保正確使用和連接正確的設備。此過程稱為邏輯與原理圖或LVS檢查。

7、在此階段，還會添加測試電路所需的任何結(jié)構。一旦完成，設計就可以制造或集成到更大的數(shù)字設計中。將模擬設計集成到更大的數(shù)字設計中稱為 AMS 或模擬/混合信號設計。

上述就是關于模擬ic集成電路設計定義與培訓的相關內(nèi)容了，希望能夠為有需要的同學帶來些幫助，本次我們的分享暫時也就到這里了，若是還有什么需要或者有在模擬ic集成電路設計課程上的相關需求，也可以通過我們的在線老師來獲取幫助哦。