Trung tâm đào tạo thiết kế vi mạch Semicon

Login

Username: Password:

Forgot your password? Forgot your username?
ĐĂNG KÝ TÀI KHOẢN ĐỂ TRUY CẬP NHIỀU TÀI LIỆU HƠN!

Create an account

Skip to content

Quy trình tổng quan thiết kế Analog IC

Friday, 23 August 2019 18:50 Semicon Editor 01

Khác với thiết kế Digital, Analog thông thường thiết kế từ dưới lên, tức là sẽ đi từ thiết kế các mạch đơn giản nhất sau đó hình thành các cell, ghép các cell lại tạo thành mạch hoàn chỉnh của IC.

Đầu tiên là dùng một phần mềm vẽ mạch điện, đặt các linh kiện Mosfet, Bipolar, Diode, tụ điện, điện trở, cuộn cảm (thông thường chỉ trong RF mới dùng đến cuộn cảm). Sau khi hoàn thành mạch điện thì sẽ dùng chức năng biên dịch mạch điện của phần mềm tạo ra một file text mô tả mạch điện gọi là netlist.

Tiếp đến là dùng phần mềm mô phỏng như SPICE, HSPICE, SMARTSPICE, . . . để mô phỏng mạch điện. Không giống như IC số chỉ là một dãy các trạng thái đúng sai ở đầu ra, IC tương tự yêu cầu phải mô phỏng phúc tạp hơn nên ở mức độ mạch điện đơn giản (vài chục linh kiện), thì mô phỏng ở tất cả các trường hợp process, điện áp, nhiệt độ là cần thiết để tìm ra worst-case. Một số mạch điện cơ bản là band-gap reference, bias current, Oscillator, UVLO, Comparator, OpAmp, Driver.

Sau khi hoàn thành thiết kế các cell cơ bản thì sẽ dùng phần mềm vẽ mạch điện tiến hành ghép các cell đó thành mạch điện hoàn chỉnh của IC rồi chạy netlist và mô phỏng. Ở bước này thì chỉ cần mô phỏng chức năng IC ở trường hợp typical. Ở mức độ này mạch điện đã có thể gồm hàng nghìn linh kiện nên việc mô phỏng IC kỹ như mô phỏng ở các mạch diện đơn giản là rât mất thời gian và đôi khi phần mềm không tìm được điểm hội tụ vì ma trận điểm hoạt động của một tập hợp lớn các linh kiện là rất lớn. Chính vì lý do này mà trong thiết kế IC tương tự yêu cầu mô phỏng kỹ ở các mạch đơn giản gần như là bắt buộc. Nếu mạch điện ở mức cơ sở có thể chạy tốt với tất cả các trường hợp thì khi ghép thành mạch điện tổng quát của IC cũng đảm bảo chạy được với các điều kiện mô phỏng đó.

Kết quả mô phỏng thấy tốt thì sẽ chuyển qua bộ phận layout để tiến hành layout, sau đó là chế tạo mask, fabrication, package, test . . . Đây là phần back-end sẽ không đề cập sâu.

Trong các công ty thiết kế thì tùy thuộc vào mức độ phức tạp của mỗi IC, người ta sẽ phân công một người hoặc hai ba người cùng làm một IC. Sau khi design xong mạch điện thì kỹ sư sẽ phải viết một tài liệu gọi là Design Review Document trong đó mô tả chức năng của mạch điên, hình vẽ của mạch điện với các thông số vật lý về kích thước, kết quả mô phỏng, các trường hợp Worst Case. Ở mức độ IC thì sẽ tập hợp các document của từng mạch cơ sở lại và có thêm phần mô phỏng chức năng của IC ở điều kiện typical để chắc chắn rằng việc ghép nối các cell lại là không có nhầm lẫn. Sau đó sẽ tiến hành họp review với các bô phận có trách nhiệm, như design manager, senior engineer, application engineer, . . .những cuộc họp này khá mệt nhưng rất vui và các kỹ sư mới sẽ học được nhiều kỹ thuật thiết kế từ đây cũng như mạch điện sẽ được phân tích và được hiểu kỹ càng hơn.