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基于数模混合的集成电路设计技术

江建雄
  
速读·中旬
2017年10期

摘 要:集成电路的应用使我国微电子技术水平在不断提高,同时在我国信息化产业发展的同时也扮演着十分重要的角色,集成电路可以分为数字电路以及模拟电路和数模混合电路等,而其科学技术的进步和发展对数字模块的要求在不断提高。所以在本文中,主要针对数模混合集成电路设计技术进行全面研究分析,同时在研究分析的过程中提出下文内容,希望能够给与同行业工作人员提供出相应的参考价值。

关键词:数模混合;集成电路;设计技术;分析

1引言

对于集成电路而言,主要作为信息产业的核心以及国民经济发展的重要基础,也孕育着一大批新兴产业发展,为传统产业注入全新的动力。自从二零零八年我国国务院颁布的十八号文件中也鼓励软件产业以及集成电路产业发展的政策后,其国内集成电路经过十多年的发展也取得巨大进步,集成电路产业值也提高了将近八倍左右。

2模拟电路设计基本流程

在模拟电路中,其自身系统配置和技术以及数字集成电路具有着比较大的差异。在设计中,对人力的依赖较大。在模拟电路设计中电路的实现是一比较关键的问题。因此设计人员要准确掌握系统和子系统的功能,此外也要掌握系统的信噪比和面积等多个性能的参数范围。由于现阶段我国依然没有比较完善的软件,所以多数设计工作也要依赖于设计人员进行手工制作。设计人员要根据仿真结果对电路中的每个参数做出适当的调整,这样才可以保证其系统具有安全性。在仿真结果满足设计指标后,才能进下一步的工作。此外电路的构成以及参数也是直接决定电路设计和仿真的结果,在两个步骤完成后不可以直接交给工程制作。设计人员要对集成电路做出相应的几何描述,将设计电路通过图形进行表达出来。进行物理验证的主要目的是确定实际设计是否满足版图描述,在物理验证过程中,要根据既定的设计规则进行验证,这样才可以保证版图设计和电路设计相互一致。

3数字电路设计基本流程

对于EDA工具来说,对数字电路设计工作具有十分重要的作用,然而多数数字电路设计主要为半定制的,其系统设计一般情况下都根据体系结构进行,系统要根据不同模块进行有效的划分,此外要对整体的时序做出精密的设计。对于方框图来说,通常情况下是系统结构中一个并不复杂的设计,但是在设计规模比较大时,必须要对其进行相应建模,之后通过仿真验证进而保证系统设计的工作具有正确性。主要通过寄存器传输级的Verilong以及VHDL硬件描述功能对每个模块过程进行处理,这在一定程度上就是RTL级进行设计的过程,在这个过程中,为了可以更好的实现代码存在综合性,要重视完成时的硬件具有实现性,进而对设计进行仿真,更好的保证RTL描述功能在时间和逻辑等方面不会存在问题。在RTL级仿真基础上进行上门延时也就是所谓的为门级仿真,其具体含义是根据综合电路布局,从而进行仿真电路中的延时信息,将RTL级描述代码根据约束文件中所要注意的事项直接反射到门级网表上的过程,便是综合,只有更加准确的掌握芯片的实际情况和设计要求,才可以得到综合结果。在综合过程中,通过对负载模型进行有效的连接,科学合理的计算标准单元的延时,在对实际工艺注重的过程中也会对标准单元的具体位置给予忽视,所以结果定会存在误差。通过上述分析可知,可以对门级网运用自动布局布线操作,步骤为:在对目标函数满足的前提下,把模块正确的放在芯片中,布局布线比较重要的两点内容分为别初始布局以及迭代改善,其目的能够在一定程度上保证逻辑设计能够较为简单的转变为物理设计。布局布线时要保证芯片的面积尽量最小化,对连线的总长度进行有效的缩短,进而保证电性能能够达到最优化。检查版图在设计过程中的规则是结束布局布线后需要实施的步骤类似,在提取由于自动布局布线产生的寄生参数后要做好仿真工作,不仅要对线路的合理性进行检查,同时还要对工作状况做好检查。

4数模混合电路设计流程

一是数模混合电路仿真。长期以来,数模混合电力仿真主要追求实现在所有层次上都能达到协同,并且要贯穿于整个数模混合的电路设计。现如今伴随着人们生产需求的不断提高,数模混合设计时并不只是单纯的对数字电路或者模拟电路仿真,然而对两者之间进行仿真,同时也可以借助信号转换机实现两者之间仿真的一致性,在此之外,其模拟仿真器也直接决定数模混合电路反震整体速度以及精度的重要内容。

二是数模混合电路物理设计。模拟电路通常都采取全定制方式完成手工版图设计工作,但是数字电路版图通主要借助于自动布局进而实现布线。因此数模混合电路在进行物理设计时,应该进行全过程定制,只有这样才能在一定程度上实现电路版图作为数字电路模块,在这之中能够获得相应的物理信息。使数字后端布局布线的过程中可以准确的放置模拟电路板,进而使模块以及连接线之间进行接口连接。在此之外,也要根据数字电路后端流程,保证整个混合电路版图得到相应的设计,完成物理方面的检查工作,保证物理实现以及电路设计工作的共同进行。

5总结

通过对上述内容进行分析研究后得出,根据集成电路设计产业角度分析,现如今我国设计水平以及工艺发展依然存在比较大的差距,模拟集成电路发展速度比较缓慢,进而导致模拟集成电路的发展以及数字化电路之间所存在的差距越来越大,只有将模拟电路设计水平进行不断提高,我国模拟混合电路才能在日后具有较大的发展方向,并且数模混合电路在设计的过程中比较复杂,包括独立数字以及模拟设计流程,同时模拟电路在进行混合设计中,也会存在单独设计不足的情况下检验有关器件的实用性,所以要引起足够重视。

参考文献:

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