模拟ic设计的九个级别
模拟IC设计进阶课程内容
一、低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构
BLE Transceiver LDOs
VGA ADC
3V VDDIO GNDIO
+
LNA
-
0/90
LPF/BPF Filter
VGA
RFp RFn
ADC
4.8GHz VCO
PLL
DCXO
VGA
DAC
PA
0/90 DAC
VGA
一、低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构
模拟IC设计进阶 课 程 内 容
主讲人：Chris
目录 Agenda
一 低功耗蓝牙（BLE）Transceiver系统结构介绍
二 CMOS工艺有源及无源器件介绍
三 gm/Id设计方法介绍及曲线仿真 四 Bandgap电路仿真及版图设计 五 LDO电路仿真及版图设计 六 有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
二、 CMOS工艺有源及无源器件介绍
MOS晶体管、BJT、电阻、电容、电感等
三、 gm/Id设计方法介绍及曲线仿真
、 Bandgap电路仿真及版图设计
五、 LDO电路仿真及版图设计
六、有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
六、有源低通滤波器（LPF）仿真及版图设计
ic分层标准
IC分层标准在集成电路（IC）设计过程中，分层是一种重要的方法和准则，它有助于将复杂的设计任务分解为更小、更易于管理和理解的部分。
以下是一个通用的IC分层标准：1.物理层（Physical Layer）物理层是IC设计的最底层，它描述了器件的物理特性，如尺寸、形状、材料等。
这一层还需要考虑与制造工艺相关的设计规则和限制。
2.逻辑层（Logic Layer）逻辑层是设计中最基本的一层，它描述了电路的逻辑功能。
在这一层中，设计者通常会使用逻辑门（如AND、OR、NOT等）和触发器等基本逻辑单元来实现功能。
3.寄存器传输层（Register Transfer Level，RTL）寄存器传输层是逻辑设计中的中间层，它描述了数据在寄存器之间如何传输。
在这一层中，设计者需要考虑到数据的寄存器映射、时序和同步等问题。
4.描述语言层（High-Level Design Language，HDL）描述语言层是IC设计的高层，在这一层中，设计者通常会使用硬件描述语言（如Verilog、VHDL等）来描述电路的行为和功能。
这种语言可以方便地描述复杂的电路结构和行为，同时还可以进行仿真和验证。
5.抽象层（Abstraction）抽象层是为了提高设计的可维护性和可重用性而引入的。
在这一层中，设计者将底层细节封装起来，只暴露出高层抽象接口。
这样做可以使得设计更加模块化、易于理解和维护。
6.封装测试层（Packaging and Test）封装测试层是IC设计的最顶层，在这一层中，设计者需要考虑如何将设计的电路进行封装和测试。
这包括选择合适的封装类型、设计测试平台、编写测试用例等。
此外，还需要进行功能和性能的验证，以确保设计的电路能够满足要求。
通过以上分层方法，可以将一个复杂的大型项目分解为多个较小且易于管理和理解的部分，从而提高设计的效率和质量。
每个层次都有其特定的职责和关注点，使得设计者在每个阶段都能集中精力完成特定的任务。
模拟IC设计知识分享(1)
模拟IC设计知识分享(1)最近刚好要考AAIC了，于是就想着怎么把考试的知识点总结起来分成章节。
本来想画成思维导图，但一是很多公式很多图，二是知识点间相互都有联系，也着实不太好具象化。
模拟电路就是折中的艺术，硬要画成放射状也是有点难为我了。
不如就写成文章，不仅能帮助我learning by teaching，说不定也能造福点后人。
MOS管作为模拟IC的基础组成部分，掌握MOS的各项特性是重中之重。
但由于MOS管其实是一个特性非常复杂，且无法用一个简单模型做出概括的非线性器件，我们也有必要对其进行一定的简化。
我们首先介绍MOS的基本结构和简化模型。
一、MOS管三维结构MOS管符号[1]典型的NMOS拥有四个端口，分别是栅极(gate)，源极(source)，漏极(drain)和衬底(body/bulk)。
MOS管是一种将电压转化为电流的器件，可以简单理解为一个压控电流源，以栅极和源极间的电压控制流过漏极和源极的电流。
根据各个端口间电压的不同，MOS管还可以分为三个工作区域，分别为截止区(cut-off region)，线性区/三极管区(triode region)和饱和区(saturation region)。
我们可能已经了解MOS管可以用作开关，也可以对信号进行放大。
当MOS管用作开关时，它就工作在线性区；而当用作放大器时，它需要工作在饱和区。
在进一步分析每个工作区域的特性和条件之前，我们首先把这个抽象模型和实际世界的MOS管这一半导体器件对应起来。
NMOS管三维结构[2]上图所示是一个NMOS的结构图。
器件制作在p型衬底(substrate)上，两个n离子掺杂区形成源极和漏极，并通过金属引出。
早期MOS管的栅极由金属层制成(如图，这也是MOSFET名字中第一个M-Metal的由来)，但现今大部分的MOS 管采用多晶硅(poly)来制作栅极，而名字却没有随之修改。
当然多晶硅和金属制作栅极各有利弊，还请详见半导体物理一书。
ic分层标准
ic分层标准
IC（Integrated Circuit）分层标准是对集成电路的层次结构进
行划分的标准。
根据IC的功能和结构复杂程度的不同，一般
可以将IC分为几个层次：系统级芯片（SoC）、模块级芯片（MoC）、单片机（MCU）、数字集成电路（Digital IC）、
模拟集成电路（Analog IC）和混合集成电路（Mixed IC）等。
1. 系统级芯片（SoC）：也称为片上系统，它是一种集成了大
量电子元器件和功能模块的集成电路，主要用于构建整个电子系统。
SoC通常包含处理器核心、内存、外围接口、调制解调器、无线通信模块等多种功能。
2. 模块级芯片（MoC）：MoC是指集成了一个或多个功能模
块的芯片，每个模块具有相对独立的功能。
常见的MoC包括
通信模块芯片、图像处理芯片、音频编解码芯片等。
3. 单片机（MCU）：单片机是一种集成了微处理器核心、存
储器、输入输出接口和定时控制等功能的芯片。
它通常用于嵌入式系统，如家电、汽车电子等领域。
4. 数字集成电路（Digital IC）：数字集成电路主要由数字逻
辑门、触发器、计数器等数字电路组成，用于处理和转换数字信号。
5. 模拟集成电路（Analog IC）：模拟集成电路主要用于处理
和转换连续信号，包括放大器、滤波器、模拟调制解调器等电路。
6. 混合集成电路（Mixed IC）：混合集成电路是指集成了数字电路和模拟电路的芯片，能够同时处理数字和模拟信号。
这些层次标准并不是严格的划分，不同类型的芯片可能会有一定的重叠。
同时，随着技术的发展，新的层次标准可能会不断出现。
华大电子模拟电路设计工程师任职资格标准
⑤完成直接主管分配的其它工作。
①设计模拟电路模块详细的方案以满足产品和流程需求；
②解决模拟电路设计领域中较复杂的模块问题；
③参与中小型项目的计划和监控；
④完成所承担工作的文档并确保及时知会所有相关人员；
⑤完成直接主管分配的其它工作。
①协助主持项目的方案、设计和实现工作；
②解决模拟电路设计领域内较复杂的项目问题；
职责
1按流程、规范完成所承担模拟电路的设计、实现和验证工作；
2协助验证项目的问题解决方案并提供可参考的实施建议；
3完成所承担工作的文档；
4完成直接主管分配的其它工作。
①按流程、规范完成所承担模拟电路单模块的分析、设计、实现和验证工作；
②选择、确定并验证所承担任务的具体解决方案；
③参与项目计划的制订；
有较深入的模拟电路设计、改进和维护经验，或核心技术的开发实践经验，并注意推广和重复应用，在系统工程师的指导下完成模拟电路的集成设计。主持中小型项目的计划、设计和实现工作。对模块的质量、成本、计划、进度及模块的适用性、可维护性或关键技术的解决有重要影响。指导和培养三级以内工程师，作为中大型项目的骨干力量，适当时候负担一定小型项目的领导职责。
——在紧急任务攻关中承担较重要作用或在小型攻关任务中起骨干作用；
预见和避免问题
——运用技巧和经验发现并避免较复杂的技术问题。
独立攻关
——独立及时解决较复杂的项目范围内复杂模拟电路模块开发的技术问题和难点；
——及时解决模拟电路集成设计的问题和难点；
集体攻关
——具有本职工作要求的分析能力、创造力和评审能力，根据需求及时地分析所项目中存在的模块问题、集成问题，提出解决方案并有效实施；
——在部门内或职能范围内提供技术建议或具有领导一个小型开发项目组；
芯片的层级
芯片的层级一、总体介绍芯片即集成电路芯片，是电子设备中的核心部件，具有多种功能，广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。
芯片的层级可以根据功能和结构来划分，本文将从高层级到低层级逐一进行介绍。
二、系统级芯片系统级芯片是整个系统的核心组件，具有处理器、存储器、IO接口等功能。
它是完成特定任务的计算机系统的核心部分。
系统级芯片的设计需要考虑系统的整体架构和性能需求，具有较高的复杂性和集成度。
三、模块级芯片模块级芯片是系统级芯片的组成部分，负责实现特定的功能模块。
例如，图像处理芯片、音频处理芯片等。
模块级芯片通常具有较高的功能集成度和性能要求，需要兼顾功耗和尺寸等因素。
四、功能级芯片功能级芯片是模块级芯片的组成部分，实现特定功能的基本单元。
例如，时钟芯片、放大器芯片等。
功能级芯片通常具有较简单的结构和功能，主要负责实现基本的电路功能。
五、逻辑级芯片逻辑级芯片是功能级芯片的基本单元，实现逻辑门电路的功能。
逻辑级芯片通常由多个逻辑门电路组成，用于实现数字信号的处理和控制。
逻辑级芯片的设计需要考虑电路的稳定性和运算速度等因素。
六、物理级芯片物理级芯片是逻辑级芯片的基本组成单元，负责实现逻辑门电路的物理结构。
物理级芯片通常由多个晶体管和导线组成，用于实现逻辑电路的功能。
物理级芯片的设计需要考虑电路的布局和制造工艺等因素。
七、晶体级芯片晶体级芯片是芯片的最底层，由晶体管组成。
晶体级芯片的设计需要考虑晶体管的性能和制造工艺等因素。
晶体级芯片是芯片设计的基础，对于提高芯片的性能和集成度具有重要意义。
八、芯片制造工艺芯片的制造过程包括晶圆加工和封装测试两个阶段。
晶圆加工是将芯片的结构和电路图案刻写到硅片上的过程，封装测试是将芯片封装到芯片外壳中，并进行电气测试和可靠性测试的过程。
芯片制造工艺的发展对于提高芯片的性能和可靠性具有重要意义。
九、芯片设计方法芯片的设计方法包括电路设计和物理设计两个方面。
电路设计是根据功能和性能要求，设计芯片的电路结构和信号处理算法等。
模拟IC设计流程总结
（2）确定电路中MOS管的最小W和L，数字电路部分和开关
控制管一般取最小W和L。
（3）确定SPEC，明确芯片所要达到的性能指标，即Electrical
Characteristics和Typical Performance Characteristics。
（4）搭建系统框图，确定主回路(实现主要功能所需模块)。 （5）子电路设计(功能、结构、性能指标)。
Dracula的主要功能
1．设计规则检查 —— DRC *
2．电气规则检查 —— ERC
3．版图与电路图一致性检查 —— LVS * 4．版图参数提取 —— LPE 5．寄生电阻提取 —— PRE
Attention：Dracula 的处理对象是e able to use simulation correctly
Simulation “truths”
♦ (Usage of a simulator) x (Common sense) ≈ Constant
♦ Simulators are only as good as the models and the knowledge of those models by the designer
% PDRACULA
% /g DRC文件名 % /f
%
Dracula之 DRC
4. 打开待检验单元的版图视图，在工作窗口选择 Tools－
Tip 11--15
Draw Big Power Buses Break Up Large Circuit
COMMUNICATE!!!
实例：电压基准源的版图
主要内容
绪 论
1 3
2
3 4 5 3
模拟IC设计-我的成长经历
模拟IC设计-我的成长经历我想讲讲自己的成长历程，主要是技术能力是怎么提升的。
先简单介绍一下。
本人一直从事audio dac/adc的，也就是sigma delta dac/adc，在audio中，dac远比adc重要，所以重点还是在dac上。
目前dac的水平是做到了100多个db的动态范围，关键在于功耗很低面积很小，是在公司原来70多个db的基础上，不仅将性能做到了100多个db，还将功耗面积都大大减少了，性能功耗面积全面超出了国外知名的IP供应商。
你买mp3之类的东西，你说是播放重要还是录音重要呢？所以dac比adc重要。
我不是什么大牛，只不过有点心得感悟，拿出来分享而已。
写得不好，见笑了。
在学校的时候我一直想做个程序设计师，自己摸索编程（编称对一个模拟电路设计工程师来说是很重要的，后面会提到），毕业后却成了模拟电路设计师。
实际的我的专业不是计算机也不是微电子。
刚进公司时实际上只懂得一点点带隙基准的设计，实际上连ac/tran仿真都没有弄明白，还不知道电路一定要经过tran仿真，密勒补偿也不知道是什么意思。
现在回想起来笑死人了。
刚分给项目组时，主管在忙项目，刚好项目遇到瓶颈，他又不喜欢带人，觉得我又用不上，干脆就分给我一个课题：研究一下classd吧，现在挺火的，研究好了你就是专家了，公司没有人研究过。
于是我就开始了长达半年多的放羊式的工作生涯，大部分的基础都是在这个时候建立的。
在这些时间内我干吗呢？看看拉扎维，gray的书，发现跟classd也没什么关系阿，在网上找paper，看了将近100多篇，还是没有头绪，毕竟paper中的垃圾太多了，找出真正好的paper不容易。
后来终于找到TI的一篇classd论文，讲得很好，于是试着做电路，并且开始仿真。
后面我将讲一些自己感觉对学习模拟电路真正有用的方法。
说的没错，机遇还是很重要的，重要的是自己善于把握机遇。
人生就这样，什么时间段就做什么事情，如果把握不住，以后就再没有这么好的时光了，珍惜现在非常重要。
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பைடு நூலகம்
七级 你开始真正理解模拟电路设计的本质，无论对于高精度系统还是高速度系统都有自己独有的 看法和经验。你可以在系统级对不同的模块指标进行折中以换取最好的性能。你会了解一个 潜在的市场并开始自己的产品定义，并且你知道只要方**确，你设计出的产品会具有很好 的竞争力。你可以从容的从头到脚进行整个电路的功能和指标划分，你了解里面的每一个技 术细节和他们的折中会对于你的产品有怎样的影响。你开始关注设计的可靠性。在这个阶段 中，你觉得 spice 是一个很实用的工具，并喜欢上了蒙特卡洛仿真，但你还是经常抱怨服务 器太慢，虽然你经常是在后半夜运行仿真。
模拟 IC 设计的九个级别 【转载】
来源： 徐雅杭的日志
一篇好文章, 摘录于此,以示激励.
一级 你刚开始进入这行，对 PMOS/NMOS/BJT 什么的只不过有个大概的了解，各种器件的特性 你也不太清楚，具体设计成什么样的电路你也没什么主意，你的电路图主要看国内杂志上的 文章，或者按照教科书上现成的电路，你总觉得他们说得都有道理。你做的电路主要是小规 模的模块，做点差分运放，或者带隙基准的仿真什么的你就计算着发文章，生怕到时候论文 凑不够。总的来说，基本上看见运放还是发怵。你觉得 spice 是一个非常难以使用而且古怪 的东西。
二级 你开始知道什么叫电路设计，天天捧着本教科书在草稿纸上狂算一气。你也经常开始提起一 些技术参数，Vdsat、lamda、early voltage、GWB、ft 之类的。总觉得有时候电路和手算得 差不多，有时候又觉得差别挺大。你也开始关心电压，温度和工艺的变化。例如低电压、低 功耗系统什么的。或者是超高速高精度的什么东东，时不时也来上两句。你设计电路时开始 计划着要去 tape out，虽然 tape out 看起来还是挺遥远的。这个阶段中，你觉得 spice 很强 大，但经常会因为 AC 仿真结果不对而大伤脑筋。
四级 你有过比较重大的流片失败经历了。你知道要做好一个电路，需要精益求精，需要战战兢兢 的仔细检查每一个细节。你发现在设计过程中有很多不曾设想过的问题，想要做好电路需要 完整的把握每一个方面。于是你开始系统地重新学习在大学毕业时已经卖掉的课本。你把能 能找到的相关资料都仔细的看了一边，希望能从中找到一些更有启发性的想法。你已经清楚 地知道了你需要达到的电路指标和性能，你也知道了电路设计本质上是需要做很多合理的折 中。可你搞不清这个“合理” 是怎么确定的，不同指标之间的折中如何选择才好。你觉得要 设计出一个适当的能够正常工作的电路真的太难了，你不相信在这个世界上有人可以做到他 们宣称的那么好，因为聪明如你都觉得面对如此纷杂的选择束手无策，他们怎么可能做得 到？这个阶段中，你觉得 spice 功能还是太有限了，而且经常对着"time step too small"的出 错信息发呆，偶尔情况下你还会创造出巨大的仿真文件让所有人和电脑崩溃。
八级 这个时候成功的做出一个芯片对你来说是家常便饭，就象一名驾驶老手开车一样，遇到红灯 就停、绿灯就行。一个产品的设计对于你来说几乎都是无意识的。你不需要再对着仿真结果 不停的调整参数和优化，更多时候之需要很少量的仿真就可以结束一个模块的设计了。你能 够清楚地感觉到某一个指标的电路模块在技术上是可能的还是不可能的。你完全不用关心具 体模块的噪声系数或者信噪比或者失真度。你只需要知道它是可以被设计出来就可以了，更 详细的技术指标对你来说毫无意义。你开始觉得 JSSC 上的东西其实都是在凑数，有时候认 为 JSSC 即使作为厕纸也不合格(太薄太脆)。你觉得 spice 偶尔用用挺好的，但是实在是不 可靠，很多的时候看看工作点就差不多够了。
五级 你觉得很多竞争对手的东西不过如此而已。你开始有一套比较熟悉的设计方法。但是你不知 道如何更加优化你手头的工具。你已经使用过一些别人编好的脚本语言，但经常碰到很多问
题的时候不能想起来用 awk 或者 perl 搞定。你开始大量的占用服务器的仿真时间，你相信 经过大量的仿真，你可以清楚地把你设计的模块调整到合适的样子。有时候你觉得做电路设 计简直是太无聊了，实在不行的话，你在考虑是不是该放弃了。这个阶段中，你觉得 spice 好是好，但是比起 fast spice 系列的仿真器来，还是差远了；你开始不相信 AC 仿真，取而 代之的是大量的 transient 仿真。
三级 你已经和 PVT 斗争了一段时间了，但总的来说基本上还是没有几次成功的设计经验。你觉 得要设计出真正能用的电路真的很难，你急着想建立自己的信心，可你不知道该怎么办。你 开始阅读一些 JSSC 或者博士论文什么的，可你觉得他们说的是一回事，真正的芯片或者又 不是那么回事。你觉得 Vdsat 什么的指标实在不够精确，仿真器的缺省设置也不够满足你的 要求，于是你试着仿真器调整参数，或者试着换一换仿真器，但是可它们给出的结果仍然是 有时准有时不准。你上论坛，希望得到高手的指导。可他们也是语焉不详，说得东西有时对 有时不对。这个阶段中，你觉得 spice 虽然很好，但是帮助手册写的太不清楚了。
六级 你开始明白在这个世界中只有最合适的设计，没有最好的设计。你开始有一套真正属于自己 的设计方法，你会倾向于某一种或两种仿真工具，并能够熟练的使用他们评价你的设计。你 开始在设计中考虑 PVT 的变化，你知道一个电路从开始到现在的演化过程，并能够针对不 同的应用对他们进行裁减。你开始关注功耗和面积，你 tape out 的芯片开始有一些能够满 足产品要求了。但是有时候你还是不能完全理解一些复杂系统的设计方法，并且犯下一些愚 蠢的错误并导致灾难性后果。你开始阅读 JSSC 时不只是挑一两片文章看看，或许把 JSSC 作为厕所读物对你来说是一个不错的选择。在这个阶段中，你觉得 spice 是一个很伟大的工 具，你知道如何在 spice 中对精度和速度做合理的仿真，并随时做出最合适的选择。