如何设计可靠的模拟专用集成电路
关键的外卖
asic的主要类型是什么?
设计元件和设计pcb有什么不同和相似之处?
可靠模拟专用集成电路的设计技巧。
一种常见的专用集成电路。
当我还小的时候，我记得听一些长辈提到过这样一个事实:青少年在某种程度上抗拒接受建议。这些断言有时包括，“……一知半解是件危险的事。”这里的含义是，当人们开始触及智力的表面时，他们假设的理解水平比他们实际拥有的更高，这可能导致不正确的假设，甚至可能导致不愉快的后果。
硬币的另一面，训练员、指导员和教师都敏锐地意识到，是人们倾向于把他们的知识划分开来。这可能会导致你无法意识到不同标题下的东西实际上是如何相互关联的。一个很好的例子就是不把化学研究中电子在价带之间的运动看作是电流流过电路。
类似的脱节也存在于电路板和元件的设计之间。这是可以理解的，因为组件通常被选择为电路板设计，然后有效地放置为了最佳的操作。ic通常是这些选定的组件之一。然而，有时需要特殊的功能，并且必须设计ic。这可能令人惊讶，但设计这些设备与设计pcb有很多共同之处。在了解了常见的特定应用ic (ASIC)之后，我们将比较电路板和模拟ASIC设计，以确定如何最好地设计这些特殊组件以提高可靠性。
asic的类型
如果你提到集成电路设计的主题，首先想到的可能是具有类似组件的芯片，适合以下类别之一。
集成电路的类别
→小规模集成(SSI):<100个组件或≅10个逻辑门
→中等规模集成(MSI):<500个元件或10-100个逻辑门
→大规模集成(LSI):500-300000个元件或> 100个逻辑门
→超大规模集成(VLSI):> 300000个组件
比如very超大规模集成电路和超大规模集成(ULSI)有时被用来表示更大的组件密度，但更常见的是使用VLSI作为所有这些的统称。
除了根据规模进行分类外，集成电路还根据定制量进行分类。可以进行一定程度定制的IC被称为专用集成电路(asic)，因为它们允许或要求设计人员为特定功能或应用定制IC，如下所示。
asic的类型
➢全定制
➢Semi-custom
•门阵列
•标准电池
➢可编程
•fpga
•逻辑器件
列出的例子包括fpga和pld，都是非常常见的专用集成电路并且它们的使用消除了设计者的一些设计责任，例如IC和IC封装设计中的组件放置。
设计电路板vs设计专用集成电路组件
根据应用程序所需的ASIC类型的不同，其设计可能与设计PCB布局非常相似，如下表所示。
*可以选择标准IC封装，也可以设计全新的封装。
如上所示，ASIC的设计与PCBA布局的设计相当。对于完全定制的ASIC设计，差异很小，而对于可编程的ASIC，有最小的布局要求。相反，对于fpga和pld来说，具有挑战性的任务是选择适当的互连和外部组件来实现所需的操作功能。无论哪种情况，可靠的运行始终是首要目标。
模拟专用集成电路可靠性设计
半定制和可编程asic主要由晶体管组成，晶体管由逻辑门组成。因此，在最基本的层面上，这些组件作为数字设备运行。然而，asic通常是混合信号组件，可以同时与两者工作模拟和数字电路．在这种情况下，组件可以称为模拟asic。在设计这些组件时，必须考虑到许多与模拟PCBA设计相同的问题，如下所示。
模拟专用集成电路设计技巧
∿确定最佳的包装类型
IC封装类型的选择很重要，因为它决定了是否需要定制设计。如果可能的话，最好选择预先存在的包装设计。集成电路封装设计是一种高级功能，需要你有正确的PCB设计工具，如Cadence的包向导如下所示。
组件包设计向导。
∿确保布局通过DRC
如果需要路由和布局，那么在设计时优化信号完整性并将EMI问题最小化是至关重要的，这与PCBA设计的要求相同。实现这一目标的最佳方法是使用用于ASIC的DRC指南。就像电路板设计一样，ASIC设计需要验证可制造性，这需要先进的功能，例如那些可用的节奏的艺术大师．
∿进行仿真分析
优化ASIC开发的最佳方法之一是在设计期间和制造之前确保性能和功能。为了实现这一点，使用PSpice等工具通过模拟分析设计，如下所示。
PSpice-Matlab联合仿真ASIC实例。
如上所示，PSpice可以与其他行业标准工具(如Matlab)结合使用，对模拟ASIC设计执行更高级别的系统分析。
设计定制asic的能力，包括模拟或混合信号芯片，为设计人员提供了很大的自由，以优化预期应用的设计。然而,一个PCB设计与分析平台需要包含必要的高级功能——包括模拟/混合信号仿真可与PSpice。
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