简谈模拟芯片设计的七大关键流程

拓荒号:陈峰 (企业头条)

信号分为数字信号和模仿信号,所以芯片也分为数字芯片和模仿芯片,我们在互联网上看到芯片设计全流程普通多指数字芯片的设计流程,关于模仿芯片设计流程的引见十分少,今天我就依据网上的材料加上我个人的了解,给大家讲一讲模仿芯片的设计流程。(并非专业人士,如有错误请指正)


芯片设计


第一步
根据设计需求,制定电路设计指标(这个对应数字芯片中的spec文档)

第二步
依据电路设计指标,选用相应的架构

第三步,交互式电路图设计

对于模仿芯片设计而言,设计时是不可以用Verilog代码来设计的,这也是模仿设计与数字IC设计最大的区别,不能用代码描绘,就只能用图形化的办法来对模仿电路进行设计,有点相似于我们常见的CAD制图,这也是为什么这一步叫交互式电路图设计。比拟常用的工具有Cadence公司的Virtuso、Laker、Epd(workview),其中Cadence自带有仿真器spectra能够完成从电路图输入到电路原理图仿真,以及依据电路图得到幅员并且能够应用cadence的其他工具插件完成完好的幅员考证,从而完成整个模仿电路芯片的设计流程。Cadence的全系列设计软件进行模仿电路设计是最为便当的,所以市场上主要用的是Cadence公司的软件。


芯片制造加工


第四步,电路仿真
这一步相似于数字IC设计里的功用考证,电路图画出来了,总要检验一下画的对不对,用软件跑个仿真,看一下波形图能否跟设计的分歧。

以上都是模仿设计工程师的工作,这里和数字芯片的不太一样,就是设计和检查的工作都得模仿设计工程师来干。

接下来就是模仿幅员工程师的工作了。


芯片工艺技术


第五步,模仿幅员设计
这里的幅员并不是电路图,而是交给芯片制造厂用于制造掩膜版的设计图纸(掩膜版不晓得的小同伴,先去理解芯片制造的相关学问),浅显一点讲,模仿幅员工作就是把电路图变成详细的掩膜版制造图纸。数字芯片设计流程中也有这个环节,毕竟无论是数字芯片还是模仿芯片都需求掩膜版来制造,只不过数字芯片设计里的后端幅员是依据约束,引导EDA工具来完成自动连线生成相应的幅员。

举个简单的例子,麒麟980芯片号称有56亿个晶体管,这颗芯片的布线工作假如给模仿幅员工程师来手工摆放,手工连线,估量要连一辈子吧。但是假如由EDA tool来完成这样范围的规划布线,大约只需求一两周时间。

模仿幅员为什么不能用EDA工作来布线呢?

数字芯片设计中只需思索三个需求优化的主要要素:时序、功耗和面积,创立规范单元库是一项复杂的自定义任务,但是一旦有了一个具有多种输出驱动强度的双输入与非门,就无需一遍又一遍地创立新的晶体管级幅员。


芯片设计需求


而模仿芯片设计中,噪声、失真、电压摆幅等等要素都是需求优化,在这些指标中常常会互相影响,就需求设计人员依据经历来进行折中。在模仿电路中,较长的布线会使电路的电容增加,这会对噪声、失真、频率响应等许多要素形成负面影响。多年来,人们在将模仿幅员设计自动化方面进行了诸多尝试,但都没有胜利。所以模仿设计中需求一个单独的岗位就是幅员工程师,来特地担任模仿幅员的绘制。

第六步,幅员的考证
任何设计都需求考证能否正确,幅员也不例外,主要包括设计规则检查(DRC)、电路图幅员对照检查(LVS)、幅员的电路提取(NE)、电学规则检查(ERC)和寄生参数提取(PEX)。

设计规则检查(Design Rule Checking,DRC)是幅员考证中的重要工具,包括设计规则检查,检查连线间距、连线宽度等能否满足工艺请求。浅显的讲就是设计的图纸是不是和厂家的技术规范不断,5纳米、7纳米,28纳米不同工艺的布线宽度肯定是不一样的。电路图幅员对照检查(LVS)也叫物理考证,我们前面讲了模仿幅员是把电路图转化成幅员,这一步就是检查转化的对不对。


芯片制造流程


第七步,后仿真
依据提取的寄生参数,再用软件考证一下,能否完成想要的功用和性能。在以上的过程中发现错误都需求重复的修正。

第八步,生成GDS文件,交给芯片制造厂流片
以上就是我了解的模仿电路设计流程,希望可以对大家有所协助。
(科技产业责编:陈峰 )