Hướng dẫn thiết kế vi mạch có tồn tại không?


12

Tôi đang cố gắng để làm điều này là không dựa trên ý kiến ​​càng tốt.

Có rất nhiều sách giáo khoa và tài nguyên về cách bóng bán dẫn, và những thứ khác nhau được làm từ bóng bán dẫn, hoạt động. Tuy nhiên, trong tất cả các tìm kiếm của tôi, hướng dẫn duy nhất tôi từng thấy cho thiết kế vi mạch thực tế là hướng dẫn này. Tuy nhiên, trong sự khó hiểu ban đầu của tôi, nó dường như khá "ngoài đỉnh đầu" - như, "Tôi nghĩ bây giờ tôi sẽ nói về điều này."

Có bất kỳ hướng dẫn thiết kế vi mạch như vậy ? Tôi thậm chí không yêu cầu xếp hạng, chỉ khi chúng tồn tại ở nơi đầu tiên.

Chỉnh sửa: ở trường đại học, tôi đã tham gia một khóa học gọi là "Thiết kế mạch tích hợp tín hiệu tương tự & hỗn hợp"; hầu hết thời gian của chúng tôi đã dành để nói về các loại op-amps khác nhau và những ưu điểm và hạn chế khác nhau của chúng. Dự án cuối cùng là thiết kế một op-amp, sử dụng một trong bốn loại được đề cập trong lớp (hai tầng, kính thiên văn, xếp tầng và gương hiện tại) để đáp ứng một trong bốn bộ thông số thiết kế khác nhau. Nhưng có vẻ như chúng ta đã bị ném xuống vực sâu với sự hiểu biết về bơi là gì nhưng không biết làm thế nào để bơi ếch.

Về cơ bản, trong thiết kế vi mạch, có rất nhiều nút vặn để vặn để hoàn thành mục tiêu của bạn; Thực tế, có rất nhiều nút bấm đôi khi hơi quá tải và tôi không biết bắt đầu từ đâu. Tôi chỉ tự hỏi liệu có bất kỳ tài nguyên nào ngoài đó không, không phải là cách các khối IC và IC này hoạt động, mà là cách thiết kế chúng và sử dụng chúng một cách hiệu quả.


Tôi có một vài cuốn sách giáo khoa về thiết kế vi mạch tương tự và kỹ thuật số, nhưng tôi có cảm giác đó không hoàn toàn là những gì bạn đang tìm kiếm. Tôi cũng tò mò liệu các hướng dẫn như vậy có tồn tại hay không
DerStrom8

1
Bạn có nghĩa là để sử dụng trong một công cụ phần mềm cụ thể hoặc giống như các mẹo chung để đặt các mạch trong IC như người ta sẽ làm theo khi đặt các mạch tương tự đó trên PCB? Tôi nghĩ rằng một hướng dẫn đầy đủ là hiếm vì nó không phải là một nhiệm vụ thường được thực hiện bởi bất kỳ người nào.
Samuel

@Samuel Nhiều cái sau hơn cái trước. Xem chỉnh sửa ở trên.
John Doe

Đây là một câu hỏi hay nhưng nó khó vì nó phụ thuộc nhiều vào những gì bạn biết. Biết những điều cơ bản của bóng bán dẫn và các thông số của chúng có thể giúp bạn với các mạch tích hợp như op amps hoặc logic kỹ thuật số. Nhưng giống như lập trình một kịch bản, bạn phải biết những gì bạn cần trước khi bạn có thể thực hiện một thuật toán để giải quyết những gì bạn cần phải hoàn thành.
KingDuken

1
Tôi sẽ không lo lắng về các kỹ năng quá nhiều, bạn sẽ học những người trong công việc. Bạn cần phải có kiến ​​thức cơ bản để phân tích mạch, biết cách thức bán dẫn hoạt động, v.v. và về cơ bản biết cách sử dụng một trình giả lập. Lý tưởng nhất là bạn bắt đầu tại một công ty nơi có nhiều kỹ sư giàu kinh nghiệm hơn mà bạn có thể học hỏi. So với những gì tôi biết bây giờ và những gì tôi biết khi tôi rời Uni (với một Master), tôi biết, uhm, không nhiều lắm. Tôi mặc dù 10 MHz là một tần số khá cao. Bây giờ tôi thiết kế ở tốc độ 60 GHz!
Bimpelrekkie

Câu trả lời:


16

Vì vậy, tôi là một nhà thiết kế IC tương tự. Tôi thiết kế các mạch có chức năng tương tự để sử dụng trên IC. Mạch đầu tiên của tôi để sử dụng trên một con chip tôi thiết kế khi tôi còn ở trường Đại học vào những năm 1990.

Tôi không phải là nhà thiết kế vi mạch kỹ thuật số, tôi không xác định các chức năng trong Verilog / VHDL sau đó được tổng hợp (được tạo thành bố cục đi vào chip). Tuy nhiên tôi thực hiện các thiết kế logic nhỏ / đơn giản nhưng tôi coi chúng giống như các mạch tương tự của tôi. Vì vậy, không có thế hệ bố trí tự động chẳng hạn.

Cuốn sách của Hans Camenzind thực sự thảo luận ngắn gọn về thiết kế vi mạch tương tự (một phần của).

Như bạn đã tìm thấy có rất nhiều thứ bạn cần phải che trước khi bạn có thể thiết kế các mạch của riêng mình để sử dụng trong chip. Tôi muốn nói rằng nó chỉ đơn giản là quá nhiều để bao quát trong một "hướng dẫn".

Bạn cần phải biết rằng:

  • làm thế nào các chất bán dẫn hoạt động bao gồm ngã ba PN, diode, BJT (NPN, PNP) và / hoặc NMOS / PMOS.

  • Có thể thực hiện phân tích mạch (tín hiệu nhỏ), ví dụ xác định băng thông và mức tăng của một mạch nhất định.

  • Có một sự hiểu biết cơ bản về cách các thành phần (điốt và tất cả các đề cập ở trên) được nhận ra trên một con chip

  • có thể sử dụng một trình giả lập mạch, tạo mẫu IC có thể tốn rất nhiều tiền , hãy nghĩ 10000 đô la lên đến 1 triệu USD để chúng tôi thực hiện thiết kế trong một trình giả lập.

  • có thể hiểu Hướng dẫn thiết kế đi kèm với quy trình sản xuất IC mà bạn sẽ thiết kế IC của mình. Mỗi quá trình có các thuộc tính cụ thể bạn cần phải nhận thức được.

  • có thể đưa ra một mạch có thể thực hiện chức năng mà bạn cần.

Đôi khi bạn cũng phải tạo bố cục của riêng mình, điều này rất dễ học so với các mục được đề cập ở trên.

Vì vậy, yeah, phải mất một vài năm để làm chủ tất cả điều này ;-)


1
Cũng đáng đề cập: tìm hiểu làm thế nào để đọc và viết tất cả các thông số kỹ thuật thành phần, cũng với trường hợp dung sai môi trường tồi tệ nhất. Bạn phải có khả năng đọc sơ đồ nhanh hơn tiếng Anh
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
OK, do đó, đến với một phần mạch . Điều giúp tôi rất nhiều là từ khi còn là một thiếu niên (ngay cả trước Uni), tôi đã bị mê hoặc bởi các mạch điện nên tôi đã cố gắng tìm ra mọi sơ đồ mà tôi có thể có được (từ tạp chí, sách). Điều đó đã dạy tôi rất nhiều về mạch có thể và cách mọi thứ được thực hiện. Trong thực tế, nhiều mạch bao gồm các giải pháp "tiêu chuẩn" nhỏ như gương hiện tại, diff. cặp, ampe phát chung. Bí quyết thường là kết hợp tất cả những thứ này thành thứ gì đó làm những gì bạn cần.
Bimpelrekkie

1
Thật không may, tôi đã kết hôn và là người cung cấp duy nhất cho vợ tôi và hai đứa con rất nhỏ; Tôi đã giới hạn không có thời gian để khám phá. Việc học của tôi những ngày này đến từ "bài tập" thiết kế từ một người nào đó từ bộ phận khác ở đây tại nơi làm việc; nó chậm nhất là do nhiều người tham gia, vì vậy tôi đang cố gắng xem những tùy chọn nào có sẵn cho tôi.
John Doe

2
@ Leroy105 Cadence Virtuoso chủ yếu dành cho thiết kế tín hiệu Analog và hỗn hợp. Mặc dù Cadence là "tiêu chuẩn thực tế" nhưng nó không phải là duy nhất, còn có Mentor Graphics và Keysight ADS. Cadence cung cấp sự tích hợp tốt nhất (tất cả các công cụ bạn cần từ thiết kế đến bố trí) Tôi nghĩ nhưng nó rất tốn kém. Rất đắt. Cũng đừng quên kiểm tra bộ dụng cụ thiết kế đúc (làm chip của bạn) hỗ trợ gì. Không sử dụng khi có Mentor khi xưởng đúc mong bạn sử dụng Cadence.
Bimpelrekkie

1
@ Leroy105 Nếu bạn không có nhiều kinh nghiệm "trong nhà" thì chắc chắn việc thuê ngoài sẽ nằm trong danh sách của bạn. Gia công phần mềm cũng đắt tiền. Bạn phải chắc chắn rằng bạn có một trường hợp kinh doanh hợp lệ cho thiết kế của bạn vì thiết kế là "một phần" duy nhất của chi phí. Cũng tính đến kiểm tra sản xuất và xác minh sản phẩm, kiểm tra trọn đời tùy thuộc vào những gì khách hàng của bạn cần. Hãy nghĩ 100k USD cho mỗi mặt hàng là tốt. Bạn thực sự cần chắc chắn rằng bạn sẽ bán một triệu chip hoặc nhiều hơn để có hiệu quả chi phí. Trừ khi bạn có thể tính phí 100 USD mỗi chip.
Bimpelrekkie


4

Một tìm kiếm ban đầu xuất hiện trang này:

https://www.mics.ece.vt.edu/ICDesign/Tutorials/Overview/index.html

Nó có một số phần theo dòng chảy thiết kế. Có lẽ đây là những gì bạn đang tìm kiếm.


Sửa lỗi cho tôi nếu tôi sai, nhưng đây có vẻ như là một hướng dẫn cụ thể cho một công cụ thiết kế (bộ), cụ thể là Cadence. Tôi đã bỏ lỡ một cái gì đó?
John Doe

Không, bạn đã đúng, khóa học đó là về cách sử dụng phần mềm (tôi nghĩ), tôi sử dụng Cadence btw để mô phỏng và bố trí các thiết kế của mình.
Bimpelrekkie

1
Chà, nếu bạn nghĩ về nó thì họ sẽ chỉ cho bạn cách làm một cái gì đó (định nghĩa của một hướng dẫn) nếu họ không thể chỉ cho bạn cách làm nó (trong bất kỳ phần mềm nào họ sử dụng)? Nhiều khái niệm sẽ giống nhau bất kể gói phần mềm, vì vậy phần lớn hướng dẫn đó có thể vẫn được áp dụng
DerStrom8

1
Tôi nghĩ rằng nếu OP thực sự muốn thấy một bố cục vật lý của bất kỳ IC cụ thể nào, đó sẽ là thông tin độc quyền, giống như mã nguồn Cadence. Đôi khi Intel cho thấy các lớp vật lý trong tạp chí IEEE là một lời trêu chọc, nhưng đó là về nó.
Sparky256
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.