精彩博文:基於模擬電路設計的點點分享
發布時間:2014-09-17 責任編輯:sherry
【導讀】模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)設(she)計(ji),要(yao)達(da)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)水(shui)平(ping)成(cheng)長(chang)路(lu)上(shang),實(shi)踐(jian)經(jing)驗(yan)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing),在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)往(wang)往(wang)還(hai)要(yao)高(gao)於(yu)理(li)論(lun)的(de)研(yan)究(jiu)。然(ran)而(er),本(ben)土(tu)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)相(xiang)比(bi)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji),卻(que)又(you)有(you)著(zhe)在(zai)教(jiao)學(xue)基(ji)礎(chu)、從業人數規模、以及先進經驗引入等多方麵的差距。目前在模擬電路設計方麵,我們業界太需要這樣的知識分享了。
剛gang剛gang在zai論lun壇tan中zhong發fa現xian一yi篇pian關guan於yu寫xie模mo擬ni電dian路lu設she計ji的de好hao文wen章zhang,將jiang模mo擬ni電dian路lu設she計ji按an水shui平ping來lai分fen成cheng九jiu段duan。這zhe有you些xie類lei似si於yu圍wei棋qi九jiu段duan的de做zuo法fa,能neng夠gou起qi到dao模mo擬ni電dian路lu設she計ji成cheng長chang路lu線xian一yi定ding的de指zhi導dao作zuo用yong。看kan得de出chu這zhe篇pian文wen章zhang的de作zuo者zhe一yi定ding是shi在zai模mo擬ni電dian路lu設she計ji方fang麵mian有you著zhe菲fei淺qian的de造zao詣yi。這zhe篇pian文wen章zhang在zai推tui出chu後hou獲huo得de了le很hen大da的de反fan響xiang,閱yue讀du次ci數shu一yi天tian達da2K多,文章下載次數還超過了800次。
文章如此受歡迎,這說明一個問題,目前在模擬電路設計方麵,我們業界太需要這樣的知識分享了。模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)設(she)計(ji),要(yao)達(da)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)水(shui)平(ping)成(cheng)長(chang)路(lu)上(shang),實(shi)踐(jian)經(jing)驗(yan)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing),在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)往(wang)往(wang)還(hai)要(yao)高(gao)於(yu)理(li)論(lun)的(de)研(yan)究(jiu)。然(ran)而(er),本(ben)土(tu)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)相(xiang)比(bi)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji),卻(que)又(you)有(you)著(zhe)在(zai)教(jiao)學(xue)基(ji)礎(chu)、從業人數規模、以及先進經驗引入等多方麵的差距。業界更多呼喚有模擬設計方麵的高手,來分享他的心得,並且形成共同討論、共同學習、共同進步的氛圍。
下麵是論壇中轉發的文章。如有任何知道原文作者、或提供線索的網友,請在回複中通知本人,不盡感激!
模擬電路設計的九個級別
一段
你剛開始進入這行,對PMOS/NMOS/BJT什(shen)麼(me)的(de)隻(zhi)不(bu)過(guo)有(you)個(ge)大(da)概(gai)的(de)了(le)解(jie),各(ge)種(zhong)器(qi)件(jian)的(de)特(te)性(xing)你(ni)也(ye)不(bu)太(tai)清(qing)楚(chu),具(ju)體(ti)設(she)計(ji)成(cheng)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)電(dian)路(lu)你(ni)也(ye)沒(mei)什(shen)麼(me)主(zhu)意(yi),你(ni)的(de)電(dian)路(lu)圖(tu)主(zhu)要(yao)看(kan)國(guo)內(nei)雜(za)誌(zhi)上(shang)的(de)文(wen)章(zhang),或(huo)者(zhe)按(an)照(zhao)教(jiao)科(ke)書(shu)上(shang)現(xian)成(cheng)的(de)電(dian)路(lu),你(ni)總(zong)覺(jiao)得(de)他(ta)們(men)說(shuo)得(de)都(dou)有(you)道(dao)理(li)。你(ni)做(zuo)的(de)電(dian)路(lu)主(zhu)要(yao)是(shi)小(xiao)規(gui)模(mo)的(de)模(mo)塊(kuai),做(zuo)點(dian)差(cha)分(fen)運(yun)放(fang),或(huo)者(zhe)帶(dai)隙(xi)基(ji)準(zhun)的(de)仿(fang)真(zhen)什(shen)麼(me)的(de)你(ni)就(jiu)計(ji)算(suan)著(zhe)發(fa)文(wen)章(zhang),生(sheng)怕(pa)到(dao)時(shi)候(hou)論(lun)文(wen)湊(cou)不(bu)夠(gou)。總(zong)的(de)來(lai)說(shuo),基(ji)本(ben)上(shang)看(kan)見(jian)運(yun)放(fang)還(hai)是(shi)發(fa)怵(chu)。你(ni)覺(jiao)得(de)spice是一個非常難以使用而且古怪的東西。
二段
你開始知道什麼叫電路設計,天天捧著本教科書在草稿紙上狂算一氣。你也經常開始提起一些技術參數,Vdsat、lamda、early voltage、GWB、ft之類的。總覺得有時候電路和手算得差不多,有時候又覺得差別挺大。你也開始關心電壓,溫度和工藝的變化。例如低電壓、低功耗係統什麼的。或者是超高速高精度的什麼東東,時不時也來上兩句。你設計電路時開始計劃著要去tape out,雖然tape out看起來還是挺遙遠的。這個階段中,你覺得spice很強大,但經常會因為AC仿真結果不對而大傷腦筋。
三段
你已經和PVT鬥dou爭zheng了le一yi段duan時shi間jian了le,但dan總zong的de來lai說shuo基ji本ben上shang還hai是shi沒mei有you幾ji次ci成cheng功gong的de設she計ji經jing驗yan。你ni覺jiao得de要yao設she計ji出chu真zhen正zheng能neng用yong的de電dian路lu真zhen的de很hen難nan,你ni急ji著zhe想xiang建jian立li自zi己ji的de信xin心xin,可ke你ni不bu知zhi道dao該gai怎zen麼me辦ban。你ni開kai始shi閱yue讀du一yi些xieJSSC或者博士論文什麼的,可你覺得他們說的是一回事,真正的芯片或者又不是那麼回事。你覺得Vdsat什shen麼me的de指zhi標biao實shi在zai不bu夠gou精jing確que,仿fang真zhen器qi的de缺que省sheng設she置zhi也ye不bu夠gou滿man足zu你ni的de要yao求qiu,於yu是shi你ni試shi著zhe仿fang真zhen器qi調tiao整zheng參can數shu,或huo者zhe試shi著zhe換huan一yi換huan仿fang真zhen器qi,但dan是shi可ke它ta們men給gei出chu的de結jie果guo仍reng然ran是shi有you時shi準zhun有you時shi不bu準zhun。你ni上shang論lun壇tan,希xi望wang得de到dao高gao手shou的de指zhi導dao。可ke他ta們men也ye是shi語yu焉yan不bu詳xiang,說shuo得de東dong西xi有you時shi對dui有you時shi不bu對dui。這zhe個ge階jie段duan中zhong,你ni覺jiao得despice雖然很好,但是幫助手冊寫的太不清楚了。
四段
niyouguobijiaozhongdadeliupianshibaijinglile。nizhidaoyaozuohaoyigedianlu,xuyaojingyiqiujing,xuyaozhanzhanjingjingdezaixijianzhameiyigexijie。nifaxianzaishejiguochengzhongyouhenduobuzengshexiangguodewenti,xiangyaozuohaodianluxuyaowanzhengdebawomeiyigefangmian。yushinikaishixitongdizhongxinxuexizaidaxuebiyeshiyijingmaidiaodekeben。nibanengnengzhaodaodexiangguanziliaodouzaixidekanleyibian,xiwangnengcongzhongzhaodaoyixiegengyouqifaxingdexiangfa。niyijingqingchudizhidaolenixuyaodadaodedianluzhibiaohexingneng,niyezhidaoledianlushejibenzhishangshixuyaozuohenduohelidezhezhong。kenigaobuqingzhege“合理” shizenmequedingde,butongzhibiaozhijiandezhezhongruhexuanzecaihao。nijiaodeyaoshejichuyigeshidangdenenggouzhengchanggongzuodedianluzhendetainanle,nibuxiangxinzaizhegeshijieshangyourenkeyizuodaotamenxuanchengdenamehao,yinweicongmingrunidoujiaodemianduirucifenzadexuanzeshushouwuce,tamenzenmekenengzuodedao?zhegejieduanzhong,nijiaodespice功能還是太有限了,而且經常對著"time step too small"的出錯信息發呆,偶爾情況下你還會創造出巨大的仿真文件讓所有人和電腦崩潰。
五段
你覺得很多競爭對手的東西不過如此而已。你開始有一套比較熟悉的設計方法。但是你不知道如何更加優化你手頭的工具。你已經使用過一些別人編好的腳本語言,但經常碰到很多問題的時候不能想起來用awk或者perl搞(gao)定(ding)。你(ni)開(kai)始(shi)大(da)量(liang)的(de)占(zhan)用(yong)服(fu)務(wu)器(qi)的(de)仿(fang)真(zhen)時(shi)間(jian),你(ni)相(xiang)信(xin)經(jing)過(guo)大(da)量(liang)的(de)仿(fang)真(zhen),你(ni)可(ke)以(yi)清(qing)楚(chu)地(di)把(ba)你(ni)設(she)計(ji)的(de)模(mo)塊(kuai)調(tiao)整(zheng)到(dao)合(he)適(shi)的(de)樣(yang)子(zi)。有(you)時(shi)候(hou)你(ni)覺(jiao)得(de)做(zuo)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)簡(jian)直(zhi)是(shi)太(tai)無(wu)聊(liao)了(le),實(shi)在(zai)不(bu)行(xing)的(de)話(hua),你(ni)在(zai)考(kao)慮(lv)是(shi)不(bu)是(shi)該(gai)放(fang)棄(qi)了(le)。這(zhe)個(ge)階(jie)段(duan)中(zhong),你(ni)覺(jiao)得(de)spice好是好,但是比起 fast spice係列的仿真器來,還是差遠了;你開始不相信AC仿真,取而代之的是大量的transient仿真。
六段
你(ni)開(kai)始(shi)明(ming)白(bai)在(zai)這(zhe)個(ge)世(shi)界(jie)中(zhong)隻(zhi)有(you)最(zui)合(he)適(shi)的(de)設(she)計(ji),沒(mei)有(you)最(zui)好(hao)的(de)設(she)計(ji)。你(ni)開(kai)始(shi)有(you)一(yi)套(tao)真(zhen)正(zheng)屬(shu)於(yu)自(zi)己(ji)的(de)設(she)計(ji)方(fang)法(fa),你(ni)會(hui)傾(qing)向(xiang)於(yu)某(mou)一(yi)種(zhong)或(huo)兩(liang)種(zhong)仿(fang)真(zhen)工(gong)具(ju),並(bing)能(neng)夠(gou)熟(shu)練(lian)的(de)使(shi)用(yong)他(ta)們(men)評(ping)價(jia)你(ni)的(de)設(she)計(ji)。你(ni)開(kai)始(shi)在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)考(kao)慮(lv)PVT的變化,你知道一個電路從開始到現在的演化過程,並能夠針對不同的應用對他們進行裁減。你開始關注功耗和麵積,你tape out的(de)芯(xin)片(pian)開(kai)始(shi)有(you)一(yi)些(xie)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)產(chan)品(pin)要(yao)求(qiu)了(le)。但(dan)是(shi)有(you)時(shi)候(hou)你(ni)還(hai)是(shi)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)理(li)解(jie)一(yi)些(xie)複(fu)雜(za)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)方(fang)法(fa),並(bing)且(qie)犯(fan)下(xia)一(yi)些(xie)愚(yu)蠢(chun)的(de)錯(cuo)誤(wu)並(bing)導(dao)致(zhi)災(zai)難(nan)性(xing)後(hou)果(guo)。你(ni)開(kai)始(shi)閱(yue)讀(du) JSSC時不隻是挑一兩片文章看看,或許把JSSC作為廁所讀物對你來說是一個不錯的選擇。在這個階段中,你覺得spice是一個很偉大的工具,你知道如何在spice中對精度和速度做合理的仿真,並隨時做出最合適的選擇。
七段
你(ni)開(kai)始(shi)真(zhen)正(zheng)理(li)解(jie)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)本(ben)質(zhi),無(wu)論(lun)對(dui)於(yu)高(gao)精(jing)度(du)係(xi)統(tong)還(hai)是(shi)高(gao)速(su)度(du)係(xi)統(tong)都(dou)有(you)自(zi)己(ji)獨(du)有(you)的(de)看(kan)法(fa)和(he)經(jing)驗(yan)。你(ni)可(ke)以(yi)在(zai)係(xi)統(tong)級(ji)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)模(mo)塊(kuai)指(zhi)標(biao)進(jin)行(xing)折(zhe)中(zhong)以(yi)換(huan)取(qu)最(zui)好(hao)的(de)性(xing)能(neng)。你(ni)會(hui)了(le)解(jie)一(yi)個(ge)潛(qian)在(zai)的(de)市(shi)場(chang)並(bing)開(kai)始(shi)自(zi)己(ji)的(de)產(chan)品(pin)定(ding)義(yi),並(bing)且(qie)你(ni)知(zhi)道(dao)隻(zhi)要(yao)方(fang)法(fa)正(zheng)確(que),你(ni)設(she)計(ji)出(chu)的(de)產(chan)品(pin)會(hui)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)競(jing)爭(zheng)力(li)。你(ni)可(ke)以(yi)從(cong)容(rong)的(de)從(cong)頭(tou)到(dao)腳(jiao)進(jin)行(xing)整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)能(neng)和(he)指(zhi)標(biao)劃(hua)分(fen),你(ni)了(le)解(jie)裏(li)麵(mian)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)技(ji)術(shu)細(xi)節(jie)和(he)他(ta)們(men)的(de)折(zhe)中(zhong)會(hui)對(dui)於(yu)你(ni)的(de)產(chan)品(pin)有(you)怎(zen)樣(yang)的(de)影(ying)響(xiang)。你(ni)開(kai)始(shi)關(guan)注(zhu)設(she)計(ji)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。在(zai)這(zhe)個(ge)階(jie)段(duan)中(zhong),你(ni)覺(jiao)得(de)spice是一個很實用的工具,並喜歡上了蒙特卡洛仿真,但你還是經常抱怨服務器太慢,雖然你經常是在後半夜運行仿真。
八段
這個時候成功的做出一個芯片對你來說是家常便飯,就象一名駕駛老手開車一樣,遇到紅燈就停、綠(lv)燈(deng)就(jiu)行(xing)。一(yi)個(ge)產(chan)品(pin)的(de)設(she)計(ji)對(dui)於(yu)你(ni)來(lai)說(shuo)幾(ji)乎(hu)都(dou)是(shi)無(wu)意(yi)識(shi)的(de)。你(ni)不(bu)需(xu)要(yao)再(zai)對(dui)著(zhe)仿(fang)真(zhen)結(jie)果(guo)不(bu)停(ting)的(de)調(tiao)整(zheng)參(can)數(shu)和(he)優(you)化(hua),更(geng)多(duo)時(shi)候(hou)之(zhi)需(xu)要(yao)很(hen)少(shao)量(liang)的(de)仿(fang)真(zhen)就(jiu)可(ke)以(yi)結(jie)束(shu)一(yi)個(ge)模(mo)塊(kuai)的(de)設(she)計(ji)了(le)。你(ni)能(neng)夠(gou)清(qing)楚(chu)地(di)感(gan)覺(jiao)到(dao)某(mou)一(yi)個(ge)指(zhi)標(biao)的(de)電(dian)路(lu)模(mo)塊(kuai)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)是(shi)可(ke)能(neng)的(de)還(hai)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。你(ni)完(wan)全(quan)不(bu)用(yong)關(guan)心(xin)具(ju)體(ti)模(mo)塊(kuai)的(de)噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)或(huo)者(zhe)信(xin)噪(zao)比(bi)或(huo)者(zhe)失(shi)真(zhen)度(du)。你(ni)隻(zhi)需(xu)要(yao)知(zhi)道(dao)它(ta)是(shi)可(ke)以(yi)被(bei)設(she)計(ji)出(chu)來(lai)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le),更(geng)詳(xiang)細(xi)的(de)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)對(dui)你(ni)來(lai)說(shuo)毫(hao)無(wu)意(yi)義(yi)。你(ni)開(kai)始(shi)覺(jiao)得(de)JSSC上的東西其實都是在湊數,有時候認為JSSC即使作為廁紙也不合格(太薄太脆)。你覺得spice偶爾用用挺好的,但是實在是不可靠,很多的時候看看工作點就差不多夠了。
九段
這(zhe)時(shi)候(hou)的(de)你(ni)對(dui)很(hen)多(duo)電(dian)路(lu)已(yi)經(jing)料(liao)如(ru)指(zhi)掌(zhang),你(ni)可(ke)以(yi)提(ti)前(qian)預(yu)知(zhi)很(hen)多(duo)技(ji)術(shu)下(xia)一(yi)輪(lun)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。一(yi)年(nian)你(ni)隻(zhi)跑(pao)上(shang)幾(ji)次(ci)仿(fang)真(zhen),也(ye)可(ke)能(neng)一(yi)仿(fang)真(zhen)就(jiu)是(shi)幾(ji)年(nian)。你(ni)很(hen)少(shao)有(you)畫(hua)電(dian)路(lu)圖(tu)的(de)時(shi)候(hou),多(duo)數(shu)時(shi)間(jian)你(ni)在(zai)打(da)高(gao)爾(er)夫(fu)或(huo)是(shi)在(zai)太(tai)平(ping)洋(yang)的(de)某(mou)個(ge)小(xiao)島(dao)釣(diao)魚(yu)。除(chu)了(le)偶(ou)爾(er)在(zai)ISSCC上湊湊熱鬧,你從不和別人說起電路方麵的事,因為你知道沒人能明白。
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