如何采用老工具設(shè)計新電路？業(yè)界老將傾囊相授設(shè)計心得

你還在為了省錢而利用5x-10x等級的設(shè)計工具嗎？

當(dāng)今的電路設(shè)計小組正用老一代電路設(shè)射頻仿真工具進(jìn)行下一代模擬/射頻電路設(shè)計。可以預(yù)計，結(jié)果并不是那么令人滿意。你上次聽到“Tape out遲了”，“我們需要再一次的respin”或者“這不滿足規(guī)范要求”等是什么時候，如果已經(jīng)有一段時間，那么不需要再往下看，如果這些聽起來那么耳熟，很可能你的公司領(lǐng)導(dǎo)層不知道公司已經(jīng)在小事上精明，大事上卻糊涂了。

新一代的電路分析工具相當(dāng)精確，可以比傳統(tǒng)的模擬和射頻電路仿真更為精確，魯棒特性控制更大型的設(shè)計，得到結(jié)果的速度比5x-10x快。他們已經(jīng)確實(shí)是把設(shè)計的周期從幾個月變成幾周，幾周變成幾天，甚至是幾個小時，幾分鐘。常規(guī)性設(shè)計人員懷疑讓人如此振奮的技術(shù)。電路設(shè)計習(xí)慣于在準(zhǔn)確性和性能方面平衡，這兩方面卻很難同時達(dá)到最佳狀況。

在未來幾年，這些精確的電路分析工具將普及起來。過渡期面臨的問題在于是主動運(yùn)用這些工具還是在激烈競爭中被迫使用這些工具。

千兆赫納米級CMOS模擬/射頻電路

用戶總是不滿足地要求更高的性能，移動設(shè)備，多媒體電子設(shè)備給納米級CMOS的高集成千兆赫模擬/射頻電路創(chuàng)造了巨大的市場。生產(chǎn)此類產(chǎn)品的半導(dǎo)體公司獲得了和豐厚的回報和市場價值。電路和射頻仿真在很大程度上是相同的，而電路的復(fù)雜性和性能卻大大增加。

以電路仿真為例，SPICE仿真器是模擬/射頻設(shè)計的主干部分，但是卻是非常過時的工具。SPICE主流工具是25年前開發(fā)的。它的核心算法只是為簡單，單一頻率，近似線性的電路。噪聲，功率，非線性明顯，高品質(zhì)，寄生現(xiàn)象，多變量卻在首要考慮范圍之外，而且不支持大于100,000個三極管的電路。準(zhǔn)確性受到挑戰(zhàn)，今天的SPICE并對于復(fù)雜的電路的導(dǎo)致的結(jié)果是忽略了出帶，不符合規(guī)范等等。

設(shè)計人員跳出他們的方式試圖改變技術(shù)，采用其他可以平衡準(zhǔn)確性和性能的方式。

優(yōu)秀的工程師信奉如果“不進(jìn)行測試，則不成功”，但當(dāng)核心工具和測試之間的差距增大時該怎么辦？

模擬/射頻的思維轉(zhuǎn)變

半導(dǎo)體行業(yè)似乎沒有對現(xiàn)有工具和現(xiàn)行設(shè)計之間的距離有很深的重視。在驗(yàn)證和設(shè)計之間存在巨大的差距。下面是一些目前的設(shè)計中不能進(jìn)行驗(yàn)證的例子：

Top-level performance analysis
最上層的性能分析

Transient analysis of critical sub-circuits
嚴(yán)格環(huán)境下子電路的瞬時分析

DC operating point analysis
直流工作點(diǎn)分析

Extensive corner & Monte Carlo analysis
廣闊的Corner和蒙特卡羅分析

Post-layout verification
Post-layout驗(yàn)證

Verification with package inductance
管殼電感驗(yàn)證

Deterministic & transient noise analysis
確定性和瞬態(tài)噪聲分析

Accurate VCO and PLL phase noise analysis
精確的VCO和PLL相位噪聲分析

Accurate RF analysis for highly nonlinear blocks
精確的高非線性blocks RF分析

Transmit and receive path multi-tone RF analysis
收發(fā)路徑多頻音RF分析

因?yàn)椴捎玫氖抢瞎ぞ撸O(shè)計小組并不能在正真準(zhǔn)確地在最上層驗(yàn)證他們的電路，只能依賴于基本的子電路之間的連接測試，這些沒有太大的代表性，更別提其他的封裝、域、相位噪聲等分析。

幸運(yùn)的是，創(chuàng)新型的EDA公司幾十年來第一次利用新技術(shù)攻克這個領(lǐng)域并清楚了整個體系。產(chǎn)生“更準(zhǔn)確，更高速，更豐富的分析工具”使不可能成為可能，并為量子電路提供一個飛躍。不要輕信任何人的話。讓他們在你的設(shè)計上獲得證明，如果他們可以，那么他們得到了競爭優(yōu)勢。