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学习模拟集成电路的九个阶段

2022-06-11 13:15分类:电子元器件 阅读:

 

  一段你一开始进到这行,对PMOS/NMOS/BJT哪些的只不过是有一个大致的掌握,各种各样元件的特点你也不太清晰,实际设计方案成什么样子的电源电路你也没有什么想法,你的原理图关键看中国期刊上的文章内容,或是依照课本上已有的电源电路,你总感觉有人说得都是大道理。你做的线路主要是小规模纳税人的控制模块,做些差分信号运算放大器,或是带隙基准的模拟仿真什么的你就测算着发文章,害怕那时候毕业论文凑不足。总体来说,大部分看到运算放大器或是瘆得慌。你觉得spice是一个十分难以使用并且怪异的物品。

  二段你逐渐了解什么叫电路设计方案,

  每天捧着本教材在草稿本上狂算一气。你也常常逐渐提到一些性能参数,Vdsat、lamda、early voltage、GWB、ft这类的。总感觉有时电源电路和手算得类似,有时又感觉区别挺大。你也逐渐关注工作电压,溫度和技术的转变。比如低压、功耗低系统软件哪些的。或是是快速高精密的什么东西,隔三差五也来上几句。你设计方案电源电路时逐渐方案着要去tape out,尽管tape out看上去也是挺漫长的。这一环节中,你觉得spice很强劲,但常常会由于AC模拟仿真結果不对而大伤脑筋。

  三段你早已和PVT抗争了一段时间了,

  但总体来说大部分或是沒有几回取得成功的制定工作经验。你觉得要制定出真真正正可用的电源电路确实难以,你急考虑创建自身的自信心,可你永远不知道应该怎么办。你阅读一些JSSC或是硕士论文哪些的,可你觉得有人说的是一回事儿,真真正正的集成ic或是又不是那回事。你觉得Vdsat哪些的指标值确实不足精准,仿真器的默认设定也不足满足你的规定,因此你尝试仿真器调节主要参数,或是尝试换一换仿真器,可是可他们得出的結果依然是有时候准有时候禁止。你上社区论坛,期待获得大神的具体指导。可她们也是不足为据,说得物品有时候对有时候不对。这一环节中,你觉得spice尽管非常好,可是协助指南写的太不清楚了。

  四段您有过较为重点的流片不成功经历了。

  你了解要搞好一个电源电路,必须精雕细琢,必须谨小慎微的认真仔细每一个关键点。你发觉在设计过程中有很多未曾构想过的难题,要想搞好电源电路必须完善的掌握每一个层面。因此你逐渐系统化重学在毕业时早已卖出去的教材。你将可以寻找的相关资料都仔细的看了一边,期待能从这当中寻找一些更有创造性的念头。你早已清晰地知道你需要做到的电源电路指标值和特性,你也知道电路原理实质上是必须做许多有效的最合适的。可你分不清这一“有效”是怎么明确的,不一样指标值相互间的最合适的如何选择才好。你觉得要制定出一个适度的可以正常的作业的电源电路确实真的很难,你没坚信在这个世上有些人能够保证她们声称的很好,由于聪慧假如你都感觉应对这般纷繁复杂的挑选无计可施,她们怎么可能做得到?这一环节中,你觉得spice作用或是太不足了,并且常常冲着“TIme step too small”的错误信息内容发愣,有时候状况下你还是会造就出很大的模拟文档让每个人和电脑上奔溃。

  五段你觉得许多对手的物品莫过于此罢了。

  你逐渐有一套较为熟知的设计方法。可是你永远不知道怎样更为提升你手头上的专用工具。你早已应用过一些他人编出的开发语言,但常常遇到许多情况的过程中不可以想起来用awk或是perl拿下。你逐渐大批量的占有网络服务器的模拟仿真時间,你坚信历经很多的模拟仿真,你能清晰地将你制定的控制模块调节到适宜的模样。有时你觉得做电路原理真是是太无聊,确实不好得话,你一直在考虑到是否该放弃了。这一环节中,你觉得spice好是好,可是相比fast spice系列产品的仿真器来,或是差劲;你逐渐不敢相信AC模拟仿真,取代它的的是大批量的transient模拟仿真。

  六段你逐渐懂得在这世界中仅有适合的设计方案,沒有较好的设计方案。

  你逐渐有一套真真正正归属于自个的设计方法,你能趋向于某一种或二种仿真工具,并可以娴熟的应用她们点评你的设计方案。你逐渐在制定中考虑到PVT的转变,你了解一个电源电路从开始到现在的演变,并可以应对不一样的运用对它们开展裁掉。你逐渐关心功能损耗和总面积,你tape out的集成ic逐渐有一些可以达到商品规定了。可是有时你依然无法充分了解一些复杂系统的设计方法,而且做出一些愚昧的异常并造成 毁灭性不良影响。你阅读 JSSC时不只是挑一两片文章内容看一下,也许把JSSC做为洗手间读本对你而言是一个很好的挑选。在这个环节中,你觉得spice是一个很杰出的专用工具,你了解怎样在spice中对精密度和速率做有效的模拟仿真,并及时作出最好的挑选。

  七段你进行真正的明白数字集成电路设计方案的实质,

  不管针对高精密系统软件或是高速运行系统软件都是自身独特的意见和工作经验。你能在系统软件级对不一样的控制模块指标值开展最合适的以获取较好的特性。你能掌握一个潜在性的销售市场并进行自身的产品定义,而且你了解只需办法恰当,你制定出的商品会有着不错的竞争能力。你能坦然的全身上下开展全部线路的基本功能和指标值区划,你掌握里边的每一个关键技术和她们的最合适的会针对你的设备有什么样的危害。你逐渐关心设计方案的稳定性。在这个环节中,你觉得spice是一个很适用的专用工具,并喜爱上蒙特卡罗模拟仿真,但你或是常常埋怨网络服务器很慢,尽管你常常是在下半夜运作模拟仿真。

  八段这个时候取得成功的作出一个集成ic对你而言是家常饭

  ,就象一名安全驾驶高手驾车一样,碰到绿灯就停、信号灯就可以了。一个商品的制定针对你来说基本上全是下意识的。你无需再冲着模拟仿真結果不断的调节主要参数和提升,大量情况下之必须很少许的模拟仿真就可以完毕一个控制模块的制定了。你可以清晰地体验到某一个指标值的控制电路控制模块从技术上是很有可能的或是无法的。你根本无需关注实际组件的噪声系数或是频率稳定度或是谐波失真。你只须要了解它是还可以被制定出去就可以了,更具体的性能指标对你而言毫无价值。你逐渐感觉JSSC上的事物实际上全是在凑整,有时觉得 JSSC即便做为卫生纸也不过关(过薄太脆)。你觉得spice有时候用挺不错的,可是确实不是靠谱,许多的过程中看一下工作中点就基本上可以了。

  九段此刻的你对许多电源电路早已料如指掌,

  你能提早预料许多技术性下一轮的发展前景。一年你只跑上几回模拟仿真,也很有可能一模拟仿真便是两年。你极少有画原理图的情况下,大部分時间你一直在打高尔夫球或者在中国太平洋的某一海岛垂钓。除开有时候在ISSCC上凑看热闹,你从来不和他人谈起电源电路层面的事,由于你了解没有人能搞清楚。从复旦大学修读微电子专业模拟芯片设计方案方位硕士研究生逐渐到现在五年工作经历,早已整整的八年了,期间倾听过许多世界各国医生的指导。近期,应朋友们之邀,写一点体会心得和大伙儿共享资源。我还记得大学本科刚大学毕业时,因为自己准备科学研究控制器的,之后阴错阳差进了复旦大学逸夫楼专用型集成电路芯片与系统软件我国重点实验室做硕士研究生。如今要来这一试验室名称有很大的深刻含义,只是当时枉然。电源电路和系统软件,看起来是俩个定义, 2个层级。

  我同学们有读电力电子技术与信息管理系统方位硕士研究生的,那时了解这些人是“系统软件”的, 而大家呢,是做仿真模拟“电源电路”设计方案的,当然要偏重电源电路。而模拟芯片设计方案新手对奇思淫巧的电源电路一直很钦佩,尤其是这一方面的最专业的杂志期刊JSSC (IEEE Journal of solid state circuits), 之前非常喜欢看, 那时候志向看了近二十年的文章内容,连通奇经八脉,一直期待什么时候咱也注水一篇,那时中国在这里杂志期刊发的文章内容微乎其微, 便是在海外读博士,可以在上面发一篇也属出色了。读研究生时,我老师是郑增钰专家教授,李联教师那时候早已离休,逸夫楼邀约赵老师每一个星期回来具体指导。郑老师治学严谨,巾帼英雄。赵老师在数字集成电路层面归属于中国先行者角色,现在在许多企业被聘用为权威专家或咨询顾问。 赵老师在87年写的一本(运放电路设计方案);即便如今来看也是经典作品。赵老师和郑老师是同学,因此很好些,我当然相对性于我同学们可以碰巧获得赵老师的指导。赵老师和郑老师帮我的培养方案是:先从运放电路学习。所以我记得我一开始自小电流源逐渐设计方案。那时觉得设计方案便是靠模拟仿真调节主要参数。可是我却始终记住了赵老师意味深长得话:运算放大器是基本,运算放大器设计方案弄好啦,别的的也就很容易了。

  那时候并不大了解,我同学们的课题研究全是AD/DA,锁相环路等“高档”的东西 ,而赵老师和郑老师却叫我做“初始”的控制模块,我仅有的在(固态电力电子技术) (中国的废弃物杂志期刊)发表的一篇毕业论文便是轨到轨(rail-to-rail)放大仪。 做的环节中很郁闷,十分羡慕嫉妒我同学们的新项目,可是觉得赵老师和郑老师讲的总会有她们大道理,因此我便专业看JSSC运算放大器层面的文章内容,大部分近20很多年的就看了。那时候认为很懂这个了,之后工作中后才发觉实际上 还没有懂。说白了懂,是要真真正正融汇贯通,不然塞在脑子里的专业知识再多,也是死的。可是运放电路是电子电路的根基,仅有基石扎扎实实方能花繁叶茂,俩位教师的用心良苦工作中日后才搞清楚。

  总体来说,在复旦大学,我感受深刻的便是郑老师的严谨治学之风和赵老师的这句话。硕士毕业,去找个工作,那时候几个offer。 我师哥孙立平, 赵老师的得意门生,强烈推荐我要去新涛高新科技,他说道里边有一个常仲元,鲁汶天主高校博士研究生,很厉害。我遵从师哥提议便去了。新涛那时候己经被IDT以8500万美元回收了,变成 中国第一家取得成功的芯片公司。招聘面试我的是企业创办人之一的经理Howard. C. Yang(杨崇和)。 Howard是Oregon StateUniversity 的博士研究生,锁相环路权威专家。招聘面试时他那时候叫我画了一个二级放大仪带Miller赔偿的, 我很娴熟。他说道你面有一个零点,我很怪异,从未读过,恍恍惚惚,之后才知道这个是Howard在国际性上最先明确提出来的, 等效电路实体模型中有一个电阻器,他自己取名为陈氏电阻器。 那时候出自于文明礼貌,持续点点头。但是她们或是很令人满意,总之就是这样进去。我呢,招聘面试的惟一的缺憾是没看到常仲元, 大约他公出了。进到新涛后,下了信心提前准备术有专攻。

  由于大学本科和硕士研究生时喜爱物理学,数学课和哲学思想,花了些时间在那些上边。工作中后就得真刀真枪的做了。每日工作模拟仿真之外和下班了,就狂看英文原版书。第一本就是目前时兴的Razavi的那本书。读过三遍。觉得有很大的获得。那时在新涛,好高鹜远,应当而言,我还是做得很优秀的,因而获得常总的器重,被他点评为企业内最有potenTIal的人。

  有时候常总是会回来指导一把,他人很艳羡。实际上 我便记住了常总会有次闲聊时帮我讲的体会心得, 他疏忽是说做数字集成电路设计方案有三个人生境界:第一是会算量,意思是说pensile-to-paper, 电源电路实际上 应当算量的,模拟仿真仅仅证实算量的結果。第二是,算后要思索,把电源电路变为一个形象化的物品。 第三便是造就电源电路。 我大致依照这三部曲开展的。Razavi的那本书后边的练习题我细心算了吧。企业的工程中,因为我试图最先以算量为主导, 放大仪的这些主要参数,全是最先测算再和模拟仿真結果比照。

  长此以往,我手测算的工作能力进一步提高,一些小数字信号处理测算,觉得十分随手。这儿讲一个小插曲,有一次在一个新项目中,一个维护控制回路AC模拟仿真总不稳定, 调来调去,总不好,这里加电容器,那里加电阻器,试了两下都不好,就找常总了。由于这一控制回路非常大,因此觉得是瞎子摸象。常总一回来三下五除二就搞定了, 他细心看过,随后就导出来一个公式计算,找到了主顶点和网络带宽关系式。根据这件事情,我对常总钦佩得五体投地, 与此同时也了解形象化的杀伤力。因此之后去看书时,都是会细心推论书里的公式计算,随后再形象化思索数据信号流, 不形象化不作罢。一年多出来, 对放大仪总算可以深入了解了,觉得学能通, 通以后发觉一通百通。

  最终汇总:放大仪有两个难题,一个是相频特性,一个是意见反馈。实际上 说白了电源电路形象化,便是用从意见反馈的方面来思索电源电路。每一次剖析了一些书本上或是JSSC上的“古怪”电源电路后,都是会感慨:意见反馈呀,意见反馈!随后把解析的体会心得写在paper上边。学通一个行业后再学别的有关行业会出现某类“加快”功效。 常总的方法是每一次做一个最新项目时,让下边人先研究。我还在离去新涛前,干了一个锁相环路。 我之前没做了,随后就将我同学们的研究生论文,及其书和很多paper弄来科学研究,科学研究了一个半月,常总回来跟我说:锁相环路的3dB网络带宽搞懂了吧? 我笑答:早已搞懂了。我强劲的运算放大器的相频特性专业知识用在锁相环路上,凉拌菜了。我这时候早已去科学研究深奥的相位噪声和jitter了。以后没多久,一份30多页的英文调查报告传出来,常总倍加称赞!。

  之后在COMMIT时,有一个新项目是改动一个RF Transceiver集成ic, 使之从WCDMA到TD-SCDMA。里边有一个基带芯片仿真模拟过滤器。我之前从未了解过过滤器,就花了2个月時间,看过三本英文原版书,第一本有900多张,和N多paper, 一下子对全部过滤器行业,电源开关电容器的,GmC的,AcTIve RC的都明白了。明确提出改动计划方案时, 因为我运算放大器基石扎扎实实,看文章内容时针对过滤器数据信号流非常容易懂,因此很短期就能一个人明确提出集成ic电路图讲解剖析和改动计划方案。最终汇报写出去(也就是你的又一个读书的收获),赠给TI. TI那里对这里一下子赞叹不已,Conference call时, 她们最先说这一份汇报是“Great job!”,我英文没听得懂,Julian对于我夸拇指,说“她们对你点评很高呢”。之后去Dallas, TI那里对咱们很尊重, 我做汇报时,很多人来听。

  总而言之,如今了解,凡事儿,基本很重要,基本扎扎实实学其余的非常容易进入, 而且越学越快。我是02年 11月去的COMMIT,那时候招聘面试我的也就是我如今企业老总Julian。 Julian跟我说:你觉得SOC (system on chip)设计方案的阶段在哪里? 我讲:应该是数字集成电路吧,这一非常难一些。Julian说错了,是系统软件。我当初很不以为意, 感觉数字集成电路技术工程师应当花活力在解析和设计方案电源电路上。 Julian之后自身run了目前这企业On-Bright,把因为我产生, 与此同时也从TI拉了2个,有一个是方博士研究生。我呢,给Julian强烈推荐了朱博士研究生。这一两年,我与朱博士研究生另一方博士研究生钦佩得五体投地。方博士研究生是TI中国人里边的顶尖高手, 做商品工作能力强力。On-Bright如今做电源管理芯片,我与朱博士研究生干了近些年,知道系统软件的必要性。ic设计最后一定要迈向系统软件, 这个是ic设计的第四重人生境界。

  电源电路好似砖瓦窑,系统软件好似商务大厦。ic设计技术工程师一定要从操作系统视角考量难题,不然便是只见树木,不见森林。电源管理芯片中,放大仪,电压比较器全是最为平常的, 其难题取决于系统对的深入了解。在On-Bright,我真真正正眼界了做商品,从定位到设计方案,再到debug, 芯片测试和功能测试,最终到RTP(release to production)。 Julian把TI的优秀商品开发流程和项目风险管理方法引进On-Bright,我与朱博士研究生算得上惊叹不已,也知道做设备的艰苦。商品和学术研究是两块乾坤,学术研究能够异想天开,作出一个试品就OK了。

  产品研发是一个工程项目,涉及各个方面的工作中,N多的人一起合作,最后才可以使商品顺利走向市场。集成ic行业,我之前十分钦佩学术界高手, 如今发觉工业领域水准或是较学术界领跑, 朱博士研究生说他之前在法国工院黄秋亭(IEEE的知名Fellow)那里做了大半年科学研究, 那时候很钦佩黄,如今发觉方博士研究生水准高些。因此如同(天龙八部)中,一个無名打扫老者是顶尖高手。但不管工业领域或是学术界,这四重人生境界则是相同的, 每一个模拟芯片设计师都应当一步一步踏踏实实,多次超越这四重人生境界。

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