模拟/混合信号IC设计中的难点与解决方案精彩问答

分享到:

 模拟/混合信号IC设计一直是困扰许多中国IC设计工程师的难题。与数字电路设计相比,模拟/混合电路设计要求更为严苛,而且需要严格的环境控制工艺。而对于亚微米级的SoC设计还必须面对电源噪声和数字电路的衬底耦合噪声等问题。在模拟/混合信号电路设计中,需要特别考虑的问题包括混合方式、模拟信号电路设计、约束管理以及混合仿真和验证等等。其中,模拟电路的设计挑战是混合信号电路设计需要解决的首要问题,而模拟电路设计最终能否成功很大程度上依赖于设计者的经验和耐性。此外,设计的优化程度和可靠性在某种程度上还取决于设计工具,设计人员需要更有效的EDA工具辅助。

以下是专题讨论《模拟/混合信号电路设计中的难点及解决方案》精彩问答集锦。

问:据说40nm工艺在MOS管的结构上都与之前的不一样,那么在仿真时需要多注意些什么呢?candence针对40nm有没有新的解决方案呢?

答:40 nm 工艺是从45nm 过来的shrink version。在仿真器上不会有不一样的地方, 但是使用者可能会感到simulation结果会有不一样的结果。 这不是BSIM model的问题 也不是仿真器的问题 而是deep submicro下phycial effect 越来越多的问题。

问:在热敏电阻原有的条件不去改变的情况下,如何改变热敏电阻的值?

答:按等效方法改变一个热敏电阻的阻值和温度系数都是可以的,最简单的只要并联(或串联)一个固定电阻即可。具体的等效阻值、温度系数的参数计算,可按串(或并)联推导一下就知道了。

另外,选择串联或并联或混联(电阻网络),可视具体情况和要求,采取不同的对应方法解决之。

问:我刚刚接触用PC104的AD扩展板采集并转换模拟信号。现在遇到一个问题,就是在等待AD转换完成所需要的时间前后不一致,我用了一个40MS的判断语句,如果等待时间超过了就显示转换失败。运行的结果是第一次转换成功,第二次失败,第三次成功,四次失败……这样间隔下去。我不知道是哪里出了问题。

答:从现象看,应该是40MS的转换等待时间不够,如果成功失败都是交叉间隔的话,判断转换的时间加长到80MS或一个适当的时间应该会有改善。使用者对AD转换的实时性要求较高的话,建议采用中断的方式,这样不会丢数据。

问:在做混合信号电路设计时,模拟电路和数字电路分别设计好了,但不清楚如何把模拟电路和数字电路放在一起仿真?数字电路是编Verilog程序后自动综合出来的,不是手工画的,这样的混合仿真有方法解决吗?

答:是的, 这样的仿真是可以解决的。在 Virtuoso的Composer里 你可以直接读进一个Verilog数字电路的网表 (Netlist), 在读进来的同时亦可产生一个 symbol。但最主要的是 你需要有AMS Designer的 tool。因为AMS Designer结合了Analog simulator (Spectre or Ultrasim) and Digital simulator (NC-sim)。如此,你就可以做混合仿真。

问:在模拟/混合信号IC设计中,EDA市场前景似乎一片大好~~ 正确地选用合适的EDA工具可以有效地提升设计的可预见性,那么,要如何正确的选择好工具呢?

答:这要看应用层面,当我们在用 90nm、65nm 甚至45nm时有几个项目 值得我们注意:

1. Physical effect:如 CMP, model based, STI effect, Well proximity effect....

2. 由设计应用带来的困扰: 在RF 设计中. Skin effect, substrate noise, eddy current effect。

3. 设计流程是否顺畅: RC backannotate 的值 是否可回到 schematic for debug and so on。

4. 现在的digital library 很不准 如何有效的 Monte Carlo for SSTA。

问:在进行混合信号PCB设计时,如何有效降低数字信号与模拟信号之间的相互干扰?必须要将PCB分区为独立的模拟部分和数字部分吗?分割地的方法还有效吗?

答:主要是要处理好数字地和模拟地。 对于信号速率大与1M的信号。 最好不要进行一点接地, 而应进行多点接地。 分割的方法, 主要是对与低于1M 和没有独立GND和电源的PCB板。 对于多点接地的PCB板, 还有注意的是把模拟部分放到板子的一边或一个角上, 主要是要防止数字信号对模拟地的影响。 不能让数字信号通过模拟地的上面或下面,这样才能保持模拟地的稳定。 降低数字信号对模拟信号之间的干扰。 当然对于A/D, D/A的PCB板,。因为这时电位基准特别重要 。要根据A/D,D/A的芯片来决定是否采用一点和多点接地。如果芯片内已经模拟地, 数字地接到一起, 在PCB板上就不需一点接地了。需要采用一点接地的, 也要在A/D,D/A芯片下进行。

问:深亚微米环境下,怎么估算寄生负载?

答:在深亚微米下确实很难掌握这些新的Physical effect的数据。所以tools才会随时的有更新。你可以让我知道什么样的模型? 例如OPC 对MOS的影响 会有变形的AS AD, PS PD新的参数extractor要根据新的value去重算。所以如果你能提供我较多的信息会更好。