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模拟CMOS集成电路

  • 可编辑程逻辑及IC开发领域的EDA工具介绍

    EDA (Electronic Design Automation)即“电子设计自动化”,是指以计算机为工作平台,以EDA软件为开发环境,以硬件描述语言为设计语言,以可编程器件PLD为实验载体(包括CPLD、FPGA、EPLD等),以集成电路芯片为目标器件的电子产品自动化设计过程。“工欲善其事,必先利其器”,因此,EDA工具在电子系统设计中所占的份量越来越高。下面就介绍一些目前较为流行的EDA工具软件。 PLD 及IC设计开发领域的EDA工具,一般至少要包含仿真器(Simulator)、综合器(Synthesizer)和配置器(Place and Routing, P&R)等几个特殊的软件包中的一个或多个,因此这一领域的EDA工具就不包括Protel、PSpice、Ewb等原理图和PCB板设计及电路仿真软件。目前流行的EDA工具软件有两种分类方法:一种是按公司类别进行分类,另一种是按功能进行划分。 若按公司类别分,大体可分两类:一类是EDA 专业软件公司,业内最著名的三家公司是Cadence、Synopsys和Mentor Graphics;另一类是PLD器件厂商为了销售其产品而开发的EDA工具,较著名的公司有Altera、Xilinx、lattice等。前者独立于半导体器件厂商,具有良好的标准化和兼容性,适合于学术研究单位使用,但系统复杂、难于掌握且价格昂贵;后者能针对自己器件的工艺特点作出优化设计,提高资源利用率,降低功耗,改善性能,比较适合产品开发单位使用。 若按功能分,大体可以分为以下三类。 (1) 集成的PLD/FPGA开发环境 由半导体公司提供,基本上可以完成从设计输入(原理图或HDL)→仿真→综合→布线→下载到器件等囊括所有PLD开发流程的所有工作。如Altera公司的MaxplusⅡ、QuartusⅡ,Xilinx公司的ISE,Lattice公司的 ispDesignExpert等。其优势是功能全集成化,可以加快动态调试,缩短开发周期;缺点是在综合和仿真环节与专业的软件相比,都不是非常优秀的。 (2) 综合类 这类软件的功能是对设计输入进行逻辑分析、综合和优化,将硬件描述语句(通常是系统级的行为描述语句)翻译成最基本的与或非门的连接关系(网表),导出给PLD/FPGA厂家的软件进行布局和布线。为了优化结果,在进行较复杂的设计时,基本上都使用这些专业的逻辑综合软件,而不采用厂家提供的集成PLD/FPGA开发工具。如Synplicity公司的Synplify、Synopsys公司的FPGAexpress、FPGA Compiler Ⅱ等。 (3) 仿真类 这类软件的功能是对设计进行模拟仿真,包括布局布线(P&R)前的“功能仿真”(也叫“前仿真”)和P&R后的包含了门延时、线延时等的“时序仿真”(也叫“后仿真”)。复杂一些的设计,一般需要使用这些专业的仿真软件。因为同样的设计输入,专业软件的仿真速度比集成环境的速度快得多。此类软件最著名的要算Model Technology公司的Modelsim,Cadence公司的NC-Verilog/NC-VHDL/NC-SIM等。 以上介绍了一些具代表性的EDA 工具软件。它们在性能上各有所长,有的综合优化能力突出,有的仿真模拟功能强,好在多数工具能相互兼容,具有互操作性。比如Altera公司的 QuartusII集成开发工具,就支持多种第三方的EDA软件,用户可以在QuartusII软件中通过设置直接调用Modelsim和 Synplify进行仿真和综合。 如果设计的硬件系统不是很大,对综合和仿真的要求不是很高,那么可以在一个集成的开发环境中完成整个设计流程。如果要进行复杂系统的设计,则常规的方法是多种EDA工具协调工作,集各家之所长来完成设计流程。

    标签: EDA 编辑 逻辑

    上传时间: 2013-10-11

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  • PCB布线设计-模拟和数字布线的异同

    PCB布线设计-模拟和数字布线的异同工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加,这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展,但仍然存在,而且还会一直存在一部分与 模拟 或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处,但要获得更好的工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加,这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展,但仍然存在,而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处,但要获得更好的结果时,由于其布线策略不同,简单电路布线设计就不再是最优方案了。本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面,讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。模拟和数字布线策略的相似之处旁路或去耦电容在布线时,模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容,都需要靠近其电源引脚连接一个电容,此电容值通常为0.1mF。系统供电电源侧需要另一类电容,通常此电容值大约为10mF。这些电容的位置如图1所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短,且要尽量靠近器件(对于0.1mF电容)或供电电源(对于10mF电容)。在电路板上加旁路或去耦电容,以及这些电容在板上的位置,对于数字和模拟设计来说都属于常识。但有趣的是,其原因却有所不同。在模拟布线设计中,旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号,如果不加旁路电容,这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说,这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。如果在模拟电路中不使用旁路电容的话,就可能在信号路径上引入噪声,更严重的情况甚至会引起振动。

    标签: PCB 布线设计 模拟 数字布线

    上传时间: 2013-11-05

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  • 数字与模拟电路设计技巧

    数字与模拟电路设计技巧IC与LSI的功能大幅提升使得高压电路与电力电路除外,几乎所有的电路都是由半导体组件所构成,虽然半导体组件高速、高频化时会有EMI的困扰,不过为了充分发挥半导体组件应有的性能,电路板设计与封装技术仍具有决定性的影响。 模拟与数字技术的融合由于IC与LSI半导体本身的高速化,同时为了使机器达到正常动作的目的,因此技术上的跨越竞争越来越激烈。虽然构成系统的电路未必有clock设计,但是毫无疑问的是系统的可靠度是建立在电子组件的选用、封装技术、电路设计与成本,以及如何防止噪讯的产生与噪讯外漏等综合考虑。机器小型化、高速化、多功能化使得低频/高频、大功率信号/小功率信号、高输出阻抗/低输出阻抗、大电流/小电流、模拟/数字电路,经常出现在同一个高封装密度电路板,设计者身处如此的环境必需面对前所未有的设计思维挑战,例如高稳定性电路与吵杂(noisy)性电路为邻时,如果未将噪讯入侵高稳定性电路的对策视为设计重点,事后反复的设计变更往往成为无解的梦魇。模拟电路与高速数字电路混合设计也是如此,假设微小模拟信号增幅后再将full scale 5V的模拟信号,利用10bit A/D转换器转换成数字信号,由于分割幅宽祇有4.9mV,因此要正确读取该电压level并非易事,结果造成10bit以上的A/D转换器面临无法顺利运作的窘境。另一典型实例是使用示波器量测某数字电路基板两点相隔10cm的ground电位,理论上ground电位应该是零,然而实际上却可观测到4.9mV数倍甚至数十倍的脉冲噪讯(pulse noise),如果该电位差是由模拟与数字混合电路的grand所造成的话,要测得4.9 mV的信号根本是不可能的事情,也就是说为了使模拟与数字混合电路顺利动作,必需在封装与电路设计有相对的对策,尤其是数字电路switching时,ground vance noise不会入侵analogue ground的防护对策,同时还需充分检讨各电路产生的电流回路(route)与电流大小,依此结果排除各种可能的干扰因素。以上介绍的实例都是设计模拟与数字混合电路时经常遇到的瓶颈,如果是设计12bit以上A/D转换器时,它的困难度会更加复杂。

    标签: 数字 模拟电路 设计技巧

    上传时间: 2014-02-12

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  • 用GAL配合ISA总线模拟I2C总线时序实现对FI1256M

    FI1256MK2是被广泛应用的电视信号前端处理器,可使用I2C总线对其进行编程控制。当用在计算机扩展板中时,可由计算机总线通过硬件电路模拟I2C总线的时序。文章给出了用可编程逻辑器件GAL配合ISA总线模拟I2C时序来对RI1256MK2进行编程控制的方法。

    标签: 1256M 1256 GAL ISA

    上传时间: 2013-11-22

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  • 用GAL配合ISA总线模拟I~2C总线时序实现对FI1256

    FI1256MK2是被广泛应用的电视信号前端处理器,可使用I2C总线对其进行编程控制.当用在计算机扩展板中时,可由计算机总线通过硬件电路模拟I2C总线的时序.文章给出了用可编程逻辑器件GAL配合ISA总线模拟I2C时序来对FI1256MK2进行编程控制的方法.

    标签: 1256 GAL ISA FI

    上传时间: 2013-11-08

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  • 数字地模拟地的布线规则

    数字地模拟地的布线规则,如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。 如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。

    标签: 数字地 布线规则 模拟

    上传时间: 2013-10-19

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  • hspice 2007下载 download

    解压密码:www.elecfans.com 随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高,对电路性能的设计 要求越来越严格,这势必对用于大规模集成电路设计的EDA 工具提出越来越高的 要求。自1972 年美国加利福尼亚大学柏克莱分校电机工程和计算机科学系开发 的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE(Simulation Program with IC Emphasis)诞生以来,为适应现代微电子工业的发展,各种用于集成电路设计的 电路模拟分析工具不断涌现。HSPICE 是Meta-Software 公司为集成电路设计中 的稳态分析,瞬态分析和频域分析等电路性能的模拟分析而开发的一个商业化通 用电路模拟程序,它在柏克莱的SPICE(1972 年推出),MicroSim公司的PSPICE (1984 年推出)以及其它电路分析软件的基础上,又加入了一些新的功能,经 过不断的改进,目前已被许多公司、大学和研究开发机构广泛应用。HSPICE 可 与许多主要的EDA 设计工具,诸如Candence,Workview 等兼容,能提供许多重要 的针对集成电路性能的电路仿真和设计结果。采用HSPICE 软件可以在直流到高 于100MHz 的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。在实际应用中, HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案,并且应用HSPICE进行电路模拟时, 其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。 The HSPICE Integrator Program enables qualified EDA vendors to integrate their products with the de facto standard HSPICE simulator, HSPICE RF simulator, and WaveView Analyzer™. In addition, qualified HSPICE Integrator Program members have access to HSPICE integrator application programming interfaces (APIs). Collaboration between HSPICE Integrator Program members will enable customers to achieve more thorough design verification in a shorter period of time from the improvements offered by inter-company EDA design solutions.

    标签: download hspice 2007

    上传时间: 2013-10-18

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  • 被动组件之电感设计与分析

    随着高频微波在日常生活上的广泛应用,例如行动电话、无线个人计算机、无线网络等,高频电路的技术也日新月异。良好的高频电路设计的实现与改善,则建立在于精确的组件模型的基础上。被动组件如电感、滤波器等的电路模型与电路制作的材料、制程有紧密的关系,而建立这些组件等效电路模型的方法称为参数萃取。 早期的电感制作以金属绕线为主要的材料与技术,而近年来,由于高频与高速电路的应用日益广泛,加上电路设计趋向轻薄短小,电感制作的材质与技术也不断的进步。例如射频机体电路(RFIC)运用硅材质,微波集成电路则广泛的运用砷化镓(GaAs)技术;此外,在低成本的无线通讯射频应用上,如混合(Hybrid)集成电路则运用有机多芯片模块(MCMs)结合传统的玻璃基板制程,以及低温共烧陶瓷(LTCC)技术,制作印刷式平面电感等,以提升组件的质量与效能,并减少体积与成本。 本章的重点包涵探讨电感的原理与专有名词,以及以常见的电感结构,并分析影响电感效能的主要因素与其电路模型,最后将以电感的模拟设计为例,说明电感参数的萃取。

    标签: 被动组件 电感 设计与分析

    上传时间: 2014-06-16

    上传用户:南国时代

  • 基于量子流体动力学模型的半导体器件模拟

    基于量子流体动力学模型,自主编制程序开发了半导体器件仿真软件。其中包括快速、准确数值离散方法和准确的物理模型。基于对同一个si双极晶体管的模拟,与商用软件有近似的仿真结果。表明量子流体动力学模型具有可行性,同时也表明数值算法和物理模型的正确性。

    标签: 量子 流体 动力学模型 半导体器件

    上传时间: 2013-10-08

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  • 电机控制专用集成电路

    电机控制专用集成电路

    标签: 电机控制 专用集成电路

    上传时间: 2015-01-02

    上传用户:凌云御清风