小夥伴們都中槍~笑談模擬電路設計的九個階段
發布時間:2014-03-20 責任編輯:mikeliu
【導讀】模擬電路這一行很是需要時間的積累,是不可能直接速成的。所有從事模擬電路設計的人都要經過以下的幾個階段,王國維把人生分為3種境界,那麼我們的模擬電路設計師們要經曆幾個階段呢?
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PVTdouzhengleyiduanshijianle,danzongdelaishuojibenshanghaishimeiyoujicichenggongdeshejijingyan。nijiaodeyaoshejichuzhenzhengnengyongdedianluzhendehennan,nijizhexiangjianlizijidexinxin,kenibuzhidaogaizenmeban。nikaishiyueduyixieJSSC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
你ni有you過guo比bi較jiao重zhong大da的de流liu片pian失shi敗bai經jing曆li了le。你ni知zhi道dao要yao做zuo好hao一yi個ge電dian路lu,需xu要yao精jing益yi求qiu精jing,需xu要yao戰zhan戰zhan兢jing兢jing的de仔zai細xi檢jian查zha每mei一yi個ge細xi節jie。你ni發fa現xian在zai設she計ji過guo程cheng中zhong有you很hen多duo不bu曾zeng設she想xiang過guo的de問wen題ti,想xiang要yao做zuo好hao電dian路lu需xu要yao完wan整zheng的de把ba握wo每mei一yi個ge方fang麵mian。於yu是shi你ni開kai始shi係xi統tong地di重zhong新xin學xue習xi在zai大da學xue畢bi業ye時shi已yi經jing賣mai掉diao的de課ke本ben。你ni把ba能neng能neng找zhao到dao的de相xiang關guan資zi料liao都dou仔zai細xi的de看kan了le一yi邊bian,希xi望wang能neng從cong中zhong找zhao到dao一yi些xie更geng有you啟qi發fa性xing的de想xiang法fa。你ni已yi經jing清qing楚chu地di知zhi道dao了le你ni需xu要yao達da到dao的de電dian路lu指zhi標biao和he性xing能neng,你ni也ye知zhi道dao了le電dian路lu設she計ji本ben質zhi上shang是shi需xu要yao做zuo很hen多duo合he理li的de折zhe中zhong。可ke你ni搞gao不bu清qing這zhe個ge“合理” shizenmequedingde,butongzhibiaozhijiandezhezhongruhexuanzecaihao。nijiaodeyaoshejichuyigeshidangdenenggouzhengchanggongzuodedianluzhendetainanle,nibuxiangxinzaizhegeshijieshangyourenkeyizuodaotamenxuanchengdenamehao,yinweicongmingrunidoujiaodemianduirucifenzadexuanzeshushouwuce,tamenzenmekenengzuodedao?這個階段中,你覺得spice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despice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despice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。
這就是模擬電路設計者的9個階段,大家都中槍了嗎?
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