มีบทเรียนการออกแบบ IC หรือไม่?


12

ฉันพยายามทำให้สิ่งนี้เป็นไปตามความคิดเห็นที่ไม่ใช่ที่สุด

มีหนังสือและแหล่งข้อมูลมากมายสำหรับวิธีทรานซิสเตอร์และสิ่งต่าง ๆ ที่ทำจากทรานซิสเตอร์ทำงาน อย่างไรก็ตามในการค้นหาทั้งหมดของฉันบทช่วยสอนเดียวที่ฉันเคยเห็นสำหรับการออกแบบ IC จริงๆคืออันนี้ ในการอ่านครั้งแรกของฉันอย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าค่อนข้าง "ปิดด้านบนของหัวของฉัน" - เช่นเดียวกับใน "ฉันคิดว่าฉันจะพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ตอนนี้"

มีแบบฝึกหัดการออกแบบ IC อื่น ๆบ้างไหม? ฉันไม่ได้ขออันดับแม้ว่าพวกเขาจะมีอยู่ในตอนแรก

แก้ไข: ในวิทยาลัยฉันเรียนหลักสูตร "การออกแบบวงจรรวมแบบอะนาล็อกและสัญญาณผสม"; เวลาส่วนใหญ่ของเราใช้เวลาพูดคุยเกี่ยวกับ op-amps ประเภทต่างๆและข้อดีและข้อ จำกัด ที่แตกต่างกัน โครงการสุดท้ายคือการออกแบบ op-amp โดยใช้หนึ่งในสี่ประเภทที่กล่าวถึงในคลาส (สองขั้นตอน, telescopic, folded-cascade, และ mirror ปัจจุบัน) เพื่อตอบสนองหนึ่งในสี่ชุดการออกแบบที่แตกต่างกัน แต่ดูเหมือนว่าเราถูกโยนลงไปในส่วนลึกด้วยความเข้าใจในสิ่งที่ว่ายน้ำ แต่ไม่มีความคิดวิธีการว่ายน้ำท่าผีเสื้อ

โดยพื้นฐานแล้วในการออกแบบ IC มีลูกบิดมากมายที่จะบิดเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของคุณ อันที่จริงแล้วมีลูกบิดมากมายจนบางครั้งมันก็ท่วมท้นและฉันก็ไม่รู้ว่าจะเริ่มจากตรงไหน ฉันแค่สงสัยว่ามีแหล่งข้อมูลอยู่ที่นั่นไม่ใช่สำหรับการทำงานของ IC และ IC บล็อก แต่สำหรับการออกแบบและใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ


ฉันมีหนังสือสองสามเล่มเกี่ยวกับการออกแบบ IC แบบอะนาล็อกและดิจิตอล แต่ฉันรู้สึกว่ามันไม่ใช่สิ่งที่คุณกำลังมองหา ฉันก็อยากรู้ว่าบทเรียนเหล่านี้มีอยู่จริงหรือ
เปล่า

1
คุณหมายถึงการใช้ในเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่เฉพาะเจาะจงหรือมากกว่าเช่นคำแนะนำทั่วไปสำหรับการวางวงจรในไอซีที่จะเกิดขึ้นเมื่อวางวงจรเดียวกันเหล่านั้นบน PCBs หรือไม่? ฉันคิดว่าการสอนเต็มรูปแบบหายากเพราะไม่ใช่งานที่ทำกันโดยคน ๆ เดียว
ซามูเอล

@ Samuel มากขึ้นกว่าในอดีต ดูการแก้ไขด้านบน
John Doe

นี่เป็นคำถามที่ดี แต่มันก็ยุ่งยากเพราะมันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณรู้ รู้พื้นฐานของทรานซิสเตอร์และพารามิเตอร์ของพวกเขาสามารถช่วยให้คุณมีวงจรรวมเช่นแอมป์หรือตรรกะดิจิตอล แต่เหมือนกับการเขียนโปรแกรมสคริปต์คุณต้องรู้ว่าคุณต้องการอะไรก่อนที่จะสามารถใช้อัลกอริทึมเพื่อแก้ไขสิ่งที่คุณต้องทำให้เสร็จ
KingDuken

1
ฉันจะไม่กังวลเกี่ยวกับทักษะมากเกินไปคุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับงานเหล่านั้น คุณจำเป็นต้องมีพื้นฐานของคุณครอบคลุมเพื่อการวิเคราะห์วงจรรู้ว่าเซมิคอนดักเตอร์ทำงานอย่างไรและโดยทั่วไปรู้วิธีใช้เครื่องจำลอง เป็นการดีที่คุณจะเริ่มจาก บริษัท ที่มีวิศวกรที่มีประสบการณ์มากกว่าที่คุณสามารถเรียนรู้ได้ เปรียบเทียบกับสิ่งที่ฉันรู้ในตอนนี้และสิ่งที่ฉันรู้เมื่อฉันจากยูนิ (กับอาจารย์) ฉันรู้ว่าอืมไม่มาก ฉันคิดว่า 10 MHz ค่อนข้างความถี่สูง ตอนนี้ฉันออกแบบที่ 60 GHz!
Bimpelrekkie

คำตอบ:


16

ดังนั้นฉันเป็นนักออกแบบอะนาล็อก IC ฉันออกแบบวงจรที่มีฟังก์ชั่นแบบอะนาล็อกเพื่อใช้กับ IC วงจรแรกของฉันสำหรับใช้กับชิปที่ฉันออกแบบเมื่อฉันยังอยู่ที่มหาวิทยาลัยในปี 1990

ฉันไม่ใช่นักออกแบบ IC ดิจิตอลฉันไม่ได้กำหนดฟังก์ชั่นใน Verilog / VHDL ซึ่งถูกสังเคราะห์ขึ้นมาแล้ว อย่างไรก็ตามฉันทำการออกแบบตรรกะเล็ก ๆ / เรียบง่าย แต่ฉันปฏิบัติต่อพวกเขาเช่นเดียวกับวงจรอะนาล็อกของฉัน ดังนั้นจึงไม่มีการสร้างเลย์เอาต์อัตโนมัติ

หนังสือของ Hans Camenzind กล่าวถึงการออกแบบ IC อะนาล็อกที่เกี่ยวกับเรื่องสั้น

ดังที่คุณพบว่ามีหลายสิ่งที่คุณต้องครอบคลุมก่อนที่คุณจะสามารถออกแบบวงจรของคุณเองเพื่อใช้ในชิป ฉันจะบอกว่ามันมากเกินไปที่จะครอบคลุมใน "การสอน"

คุณต้องรู้:

  • วิธีการทำงานของเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งรวมถึง PN junction, ไดโอด, BJTs (NPN, PNP) และ / หรือ NMOS / PMOS

  • สามารถทำการวิเคราะห์วงจร (สัญญาณขนาดเล็ก) เช่นกำหนดแบนด์วิดท์และกำไรของวงจรที่กำหนด

  • มีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการรับรู้ส่วนประกอบ (ไดโอดและสิ่งที่กล่าวมาทั้งหมด) บนชิป

  • สามารถใช้เครื่องจำลองวงจรสร้างต้นแบบ IC สามารถค่าใช้จ่ายมากคิดว่า 10,000 ดอลลาร์ถึง 1 ล้านเหรียญสหรัฐดังนั้นเราจึงออกแบบในเครื่องจำลอง

  • สามารถเข้าใจคู่มือการออกแบบซึ่งมาพร้อมกับกระบวนการผลิต IC ที่คุณจะออกแบบ IC ของคุณ แต่ละกระบวนการมีคุณสมบัติเฉพาะที่คุณต้องระวัง

  • สามารถสร้างวงจรที่สามารถใช้งานฟังก์ชั่นที่คุณต้องการได้

บางครั้งคุณต้องสร้างเลย์เอาต์ของคุณเองซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะเรียนรู้เมื่อเปรียบเทียบกับรายการที่กล่าวถึงข้างต้น

ดังนั้นใช่มันใช้เวลาสองสามปีกว่าจะเชี่ยวชาญเรื่องนี้ทั้งหมด ;-)


1
นอกจากนี้ยังควรกล่าวถึง: เรียนรู้วิธีการอ่านและเขียนรายละเอียดส่วนประกอบทั้งหมดพร้อมกับความทนทานต่อสภาพแวดล้อมกรณีที่เลวร้าย คุณต้องสามารถอ่านแผนงานได้เร็วกว่าภาษาอังกฤษ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
ตกลงดังนั้นการเกิดขึ้นกับส่วนวงจร สิ่งที่ช่วยฉันได้มากคือตั้งแต่ฉันยังเป็นวัยรุ่น (ดังนั้นก่อนที่จะถึง Uni) ฉันก็รู้สึกทึ่งกับวงจรดังนั้นฉันจึงพยายามที่จะคิดออกว่าวงจรทุกอย่างที่ฉันสามารถทำได้ (จากนิตยสารหนังสือ) นั่นสอนฉันมากมายเกี่ยวกับวงจรที่เป็นไปได้และวิธีการทำสิ่งต่าง ๆ ในความเป็นจริงวงจรจำนวนมากประกอบด้วยโซลูชัน "มาตรฐาน" ขนาดเล็กเช่นมิเรอร์ปัจจุบัน แอมป์ตัวส่งทั่วไป เคล็ดลับคือการรวมสิ่งเหล่านี้เข้ากับสิ่งที่คุณต้องการ
Bimpelrekkie

1
น่าเสียดายที่ฉันแต่งงานและเป็นผู้ให้บริการ แต่เพียงผู้เดียวสำหรับภรรยาของฉันและเด็กเล็กสองคน ฉัน จำกัด เวลาในการสำรวจไม่ จำกัด การเรียนรู้ของฉันในวันนี้มาจากการออกแบบ "การมอบหมาย" จากใครบางคนจากแผนกอื่นที่นี่ในที่ทำงาน มันจะช้าที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เนื่องจากมีผู้เกี่ยวข้องหลายคนดังนั้นฉันจึงพยายามดูว่ามีตัวเลือกอะไรบ้าง
John Doe

2
@ Leroy105 Cadence Virtuoso เป็นส่วนใหญ่สำหรับการออกแบบสัญญาณแอนะล็อกและแบบผสม ถึงแม้ว่า Cadence นั้นเป็น "มาตรฐานพฤตินัย" มันไม่ได้เป็นเพียงตัวเดียว แต่ยังมี Mentor Graphics และ Keysight ADS Cadence นำเสนอการรวมที่ดีที่สุด (เครื่องมือทั้งหมดที่คุณต้องการตั้งแต่การออกแบบจนถึงการจัดวาง) ฉันคิดว่า แต่มันมีราคาแพง แพงมาก. อย่าลืมตรวจสอบชุดการออกแบบโรงหล่อ (ทำชิปของคุณ) ด้วย ไม่มีประโยชน์ในการให้คำปรึกษาเมื่อโรงหล่อคาดว่าคุณจะใช้จังหวะ
Bimpelrekkie

1
@ Leroy105 หากคุณมีประสบการณ์ "ในบ้าน" ไม่มากนักสำหรับการเอาต์ซอร์ซแน่นอนควรอยู่ในรายการของคุณ การเอาท์ซอร์สมีราคาแพงเช่นกัน คุณต้องแน่ใจว่าคุณมีกรณีศึกษาทางธุรกิจที่ถูกต้องสำหรับการออกแบบของคุณเนื่องจากการออกแบบเป็นเพียงส่วนหนึ่งของต้นทุน บัญชีสำหรับการทดสอบการผลิตและการตรวจสอบผลิตภัณฑ์การทดสอบตลอดชีวิตขึ้นอยู่กับสิ่งที่ลูกค้าของคุณต้องการ คิด 100k USD ต่อรายการเช่นกัน คุณต้องแน่ใจว่าคุณจะขายชิปนับล้านหรือมากกว่านั้นเพื่อให้คุ้มทุน ยกเว้นว่าคุณสามารถคิดค่าธรรมเนียม 100 USD ต่อชิปแน่นอน
Bimpelrekkie

5

ใช่ มีฟรีเก่ากว่าและใหม่กว่าที่จ่ายเงิน

ฉันเลือกอะนาล็อกเนื่องจากตรรกะทั้งหมดต้องเป็นไปตามกฎอะนาล็อกด้วยเช่นกัน

เว็บไซต์: https://web.archive.org/web/*/Designing%20Analog%20Chips

หนังสือ https://archive.org/search.php?query=analog%20IC%20design


4

การค้นหาเริ่มต้นจะแสดงหน้านี้ขึ้น:

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

มันมีหลายส่วนที่เป็นไปตามขั้นตอนการออกแบบ บางทีนี่อาจเป็นสิ่งที่คุณกำลังมองหา


แก้ไขให้ถูกต้องหากฉันผิด แต่ดูเหมือนว่าการสอนเฉพาะสำหรับเครื่องมือออกแบบ (ชุด) นั้นคือ Cadence ฉันพลาดอะไรไปหรือเปล่า?
John Doe

ไม่ถูกต้องแน่นอนว่านั่นคือวิธีการใช้ซอฟต์แวร์ (ฉันคิดว่า) ฉันใช้ Cadence btw สำหรับการจำลองและการจัดวางการออกแบบของฉัน
Bimpelrekkie

1
ถ้าคุณคิดเกี่ยวกับมันพวกเขาจะแสดงให้คุณเห็นวิธีการทำบางสิ่งบางอย่าง (คำจำกัดความของการกวดวิชา) ถ้าพวกเขาไม่สามารถแสดงวิธีการทำ (ในซอฟต์แวร์ที่พวกเขาใช้)? แนวคิดจำนวนมากจะเหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงแพคเกจซอฟต์แวร์ดังนั้นการสอนนั้นอาจยังใช้งานได้
DerStrom8

1
ฉันคิดว่าถ้า OP ต้องการเห็นรูปแบบทางกายภาพของ IC ใด ๆ ที่ให้นั่นจะเป็นข้อมูลที่เป็นกรรมสิทธิ์เช่นเดียวกับซอร์สโค้ดของ Cadence บางครั้ง Intel แสดงเลเยอร์ทางกายภาพในนิตยสาร IEEE ว่าเป็นการหยอกล้อ แต่มันเกี่ยวกับมัน
Sparky256
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.