高层次地审视设计模拟 IC 的过程

了解模拟 IC 设计过程的基本步骤以及它与数字 IC 设计的比较。在本文中，我们将高层次地审视设计模拟 IC 的过程。

模拟 IC 设计与数字 IC 设计

模拟 IC 设计与数字 IC 设计有很大不同。其中数字IC设计在与确定的栅- /晶体管级放置和路由的具体系统和过程的抽象水平大多进行，模拟IC设计通常涉及更个性化的焦点到每个电路，甚至大小和每个具体晶体管。

此外，许多代工工艺主要是为具有模拟功能的数字 IC 开发的，这要求模拟 IC 设计人员处理更适合数字 IC 的工艺限制和功能。

设计规范

模拟设计团队通常从一组规范和功能开始，就像数字 IC 设计一样。从那里，各种功能的功能模型用于进一步缩小约束范围，并导致对设备尺寸、类型和其他过程特征的决策。这可能包括晶体管选择、高级布局规划、电感器和电容器技术的包含以及 IC 和子电路的期望品质因数。

架构硬件描述语言 (AHDL)，例如 VHDL-AMS，用于执行高级仿真并确定子块的约束。在这个阶段也可以开发一个测试平台，稍后用于仿真，尽管模拟设计人员也经常为他们的子电路设计开发测试平台。

子电路设计、物理布局和仿真

有了这些细节并根据模拟电路的复杂性，模拟设计团队通常会将子电路设计分配给个人。进行理想化的宏观测量，进一步确定子电路的约束和性能预期。

在此之后，这些宏观原理图被分解为具有从代工过程建模的电路元件的原理图。对这些电路进行仿真和优化，然后开始物理布局过程。在寄生提取和布局后仿真之前完成布局和布线，然后是设计规则检查 (DRC) 和布局与原理图。

布局后模拟可能会揭示设计中的缺陷，可能需要重新设计、布局和模拟的迭代过程才能满足最终设计目标并提交 IC 进行流片。子电路也可能在整个芯片布局和模拟之前经历自己的设计、布局和模拟过程，尽管任何一种方法都可能导致需要在流片之前重新设计电路。

Cadence 模拟设计环境的波形窗口示例。截图由 Saad Rahman 和 Chintan Patel通过马里兰大学巴尔的摩县提供

模拟抽象级别

以下是模拟 IC 设计过程的抽象层次：

1. 功能性
2. 行为的
3. 宏
4. 电路
5. 晶体管
6. 物理布局

模拟 IC 设计流程

具体与模拟 IC 设计相关的步骤可细分如下：

• 设计规范
  • 规格
  • 约束
  • 拓扑
  • 测试台开发
• 流程示意图
  • 系统级原理图输入
  • 架构 HDL 仿真
  • 块 HDL 规范
  • 电路级原理图入口
  • 电路仿真和优化
• 物理流
  • 基于 PCell 的布局入口
  • 设计规则检查 (DRC)
  • 布局与原理图 (LVS)
  • 寄生提取
  • 布局后模拟
  • 流片