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什么是模拟IC设计?

2020年12月04日经过让-雅克•迪莱尔

了解模拟IC设计过程的基本步骤以及如何与数字IC设计进行比较。

在本文中,我们将采用高级外观设计模拟IC的过程。

模拟IC设计与数字IC设计

模拟IC设计与数字IC设计有很大的不同。在哪里数字IC设计大多数是在抽象的水平上完成的,通过系统和过程来决定栅极/晶体管级的放置和路由的细节,模拟IC设计通常涉及到每个电路的更个性化的焦点,甚至每个晶体管的尺寸和细节。

此外,许多铸造工艺主要用于数字IC,具有模拟功能,需要模拟IC设计人员使用流程约束和更适合数字IC的功能。

使用的图像礼貌罗尼布·克兰德兰

设计规范

模拟设计团队通常从一套规格和功能开始,就像数字IC设计一样。从那里,各种功能的功能模型用于进一步缩小约束,并导致设备大小,类型和其他过程特征的决策。这可以包括晶体管选择,高电平的地面板,包括电感器和电容器技术,以及IC和子电路的期望艺术值。

体系结构硬件描述语言(AHDL),如VHDL-AMS,用于执行高级仿真和确定子块的约束。在这个阶段还可以开发一个测试台,稍后用于模拟,虽然模拟设计师也经常开发测试台为他们的子电路设计。

Subcircuit设计,物理布局和仿真

通过这些细节到位,并且根据模拟电路的复杂性,模拟设计团队通常将子电路设计分配给个人。使理想化的宏观级测量结果进一步确定了Subcircuits的约束和性能期望。

在此之后,这些宏原理图分解为具有从铸造过程中建模的电路元素的示例性。执行这些电路的仿真和优化,然后开始物理布局处理。放置和路由,然后是设计规则检查(DRC)和布局在寄生提取和后布局模拟之前完成。

后布局模拟可能会揭示设计中的缺陷和重新设计,布局和仿真的迭代过程,以满足最终的设计目标,并提交CAFT-OUT的IC。在整个芯片布局和仿真之前,子电路还可以经历自己的设计,布局和仿真过程,尽管在磁带外,任何一种方法都可能导致需要重新设计电路。

Cadence模拟设计环境的波形窗口示例。屏幕截图使用的礼貌Saad Rahman和Chintan Patel通过马里兰大学巴尔的摩县

模拟抽象级别

以下是模拟IC设计过程的抽象级别:

  1. 功能
  2. 行为
  3. 电路
  4. 晶体管
  5. 物理布局

模拟IC设计流程

具体与模拟IC设计相关的步骤可以如下分解:

  • 设计规范
    • 规格
    • 约束
    • 拓扑
    • 测试台开发
  • 原理图流程
    • 系统级示意图条目
    • 建筑HDL仿真
    • 块HDL规范
    • 电路级原理图条目
    • 电路仿真和优化
  • 物理流量
    • 基于PCELL的布局条目
    • 设计规则检查(DRC)
    • 布局与原理图(LVS)
    • 寄生提取
    • 后布局模拟
    • Tape-out

在下一篇文章中,我们将谈谈RF(射频)集成电路的设计