模拟ic集成电路设计定义与培训

　　选择前往海外就读工科的同学也是有很多的，但是工科的难度也是有目共睹的，近期就有一位在模拟ic课程上遇到困难的同学，考虑到可能并不是只有这一位有疑惑的同学，本次小思就来与同学们分享一下关于模拟ic集成电路设计定义与培训的相关内容。

　　模拟ic设计定义：

　　集成电路(IC)设计环境中的模拟设计是一门专注于创建在连续时域行为中运行并针对连续时域行为进行优化的电路的学科。模拟设计的典型目标包括：信号保真度、放大、滤波。

　　当提到“集成电路设计”一词时，大多数人想到的是复杂微处理器的设计。这些电路采用数字设计技术设计，专注于离散值(即“1和0”)的传播。重要的是要了解这种传播“一和零”的模型用于简化对大型网络的分析。任何电路中的实际器件都会响应不断变化的激励，因此模拟电路设计实际上是数字电路设计的基础。

　　模拟设计的重要性：

　　由于IC中的所有基本器件都响应连续的时间激励，因此模拟设计构成了所有IC设计的基础。现代IC技术带来了许多设计挑战。先进技术节点的制造过程中存在显著的可变性。高级IC上大量器件的实际运行也会导致可变性。这种可变性表现为工作电压、工作温度和性能的变化。密集封装的器件还可以相互交互以及与硅衬底、封装和电路板相互作用，从而导致信号失真。所有这些影响都可能发生在器件之间，也可能发生在单个IC内。

　　模拟设计必须补偿所有这些影响，以确保三个基本品质：保真度/精度、一致性和性能。可靠性分析和信号完整性分析是用于对这些影响进行建模和缓解的一些活动。这三个项目在IC应用中的重要性示例如下：

　　保真度/精度。许多模拟设计构成了检测IC外部条件的电路的基础。感测环境温度、气压、运动和光线是许多物联网 (IoT) 设备的基本组成部分。例如，感测光构成了机器视觉的基础。精确感测这些连续时间效应需要精确的测量，这意味着执行这些测量的模拟电路需要出色的保真度和精度。模拟设计确保保真度/精度。

　　一致性。数字电路设计对离散“一和零”的传播进行建模，以简化对大量器件的分析。“一”通常是主电源电压，“零”是没有任何电压。为了使该模型有效工作，电路元件的性能必须在前面提到的所有可变性条件下保持一致。一致性确保电压处于“1”或“零”的参考水平之一。模拟设计可确保满足这些条件。

　　性能。此参数有两种基本形式：速度和功率。所有IC都对速度有严格的要求，以满足整体系统吞吐量。它们还必须保持在特定的功率耗散范围内。该项目的驱动因素是系统需要保持在可接受的热包络中，以确保有效的散热。对低功耗的需求也是由财务运营限制驱动的。模拟设计可确保功率和速度在可接受的范围内。

　　模拟设计与数字设计：

　　模拟设计和数字设计之间的主要区别在于所使用的基础分析类型。

　　在模拟设计中，电路激励被视为随时间连续变化的信号。电路的行为在时域和频域中建模，重点关注所得波形的保真度/精度、一致性和性能。制造和设计引起的电路可变性也必须建模和补偿。

　　数字设计将电路激励视为一系列随时间变化的离散逻辑“1”和逻辑“零”。逻辑“一”通常表示为IC的电源电压的存在，逻辑“零”表示为没有该电压(即零伏特)。数字电路中的器件必须将大部分时间花在逻辑“一”或逻辑“零”上。只要处理这些信号的电路对这些逻辑电平的响应是一致的，数字设计就能很好地工作。模拟设计负责提供这些品质。

　　这允许使用组合和顺序模型分析电路的行为，仅考虑两个电压(“一”和“零”)，从而大大简化了设计和验证过程。

　　如何设计模拟电路?

　　模拟IC设计通常涉及自上而下的设计和实现过程，然后是自下而上的验证过程。这种总体方法有许多变体。以下是基本步骤：

　　1、为设计制定高级规范。它将执行哪些功能?设计的性能、功耗和面积(即成本)目标是什么?

　　2、开发顶级设计，以使用宏函数(如滤波器、比较器和放大器)实现所需的结果

　　3、创建器件级电路描述，以支持使用晶体管、电阻器和电容器等元件的顶级设计。此步骤通常从预定义函数库中提取，这些函数需要针对每个独特设计的特定要求进行定制。

　　4、使用仿真验证设计是否满足其所有规格。这里使用的软件通常使用线性和非线性元件对电路进行建模，这些元件已针对目标制造过程进行了调整。正是在这一步中，将对制造过程和操作可变性进行建模，以确保器件设计在面对这些不确定性时保持稳健。

　　5、通过组装所有组件的预定义布局来实现设计的物理布局。在此步骤中，将优化布局的密度以最大限度地降低成本。必须遵循许多放置规则，以确保设计针对可制造性和信号完整性进行优化。在此步骤中将进行是否遵循这些规则，这称为物理验证。

　　6、然后从布局中提取等效电路。串扰和接线电阻等寄生效应现在存在于设计描述中，并且重新设计经过重新仿真，以确保它仍然按预期运行，并添加了这些新效果。提取的设计也与原始设计进行比较，以确保正确使用和连接正确的设备。此过程称为逻辑与原理图或LVS检查。

　　7、在此阶段，还会添加测试电路所需的任何结构。一旦完成，设计就可以制造或集成到更大的数字设计中。将模拟设计集成到更大的数字设计中称为 AMS 或模拟/混合信号设计。

　　上述就是关于模拟ic集成电路设计定义与培训的相关内容了，希望能够为有需要的同学带来些帮助，本次我们的分享暂时也就到这里了，若是还有什么需要或者有在模拟ic集成电路设计课程上的相关需求，也可以通过我们的在线老师来获取帮助哦。