模拟ic模块设计38页PPT
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模拟集成电路设计绪论PPT课件
器、电流镜、频率响应与补偿、反馈、电压基 准、比较器、DA/AD、振荡器和PLL • 要求：理解概念，掌握方法，学会设计 • 工具：HSPICE，CADENCE IC610 • 作业：按时完成，定期评讲 • 考试：平时10%，Project30%，理论考试 60%
通信工程学院
一些建议
• 上课时思维紧跟老师积极思考 • 记住概念 • 知道物理含义及其关系 • 注意假设和条件 • 阅读参考资料 • 方法比结果更重要 • 多做习题 • 学会使用仿真工具
激光二极管
光敏二极管
光纤系统
通信工程学院
传感器
(a) 简单的加速度表
(b) 差动加速度表
汽车触发气囊的加速度检测原理图
通信工程学院
为什么要学模拟CMOS集成电路设计？
• 首先，MOSFET的特征尺寸越来越小，本征速度 越来越快（已可与双极器件相比较），现在几 GHz～几十GHz的CMOS模拟集成电路已经可 批量生产。
F. 现代集成电路制造的主流技术是为数字电路开 发的，它不易被模拟电路设计所利用（如特征 尺寸减小导致器件迁移率下降、沟道调制效应 增大；电源电压的下降使以前的一些电路设计 技术受到限制等），为了设计高性能的模拟电 路，需不停开发新的电路和结构。
让我们为学好模拟CMOS集成电路设计一起共同努力！
通信工程学院
• SOC芯片中同时包含有大量的模拟、数字电路， 由于CMOS以其低成本、低功耗已成为现代大规 模数字集成电路设计及制造的首选，与数字集成 电路技术兼容的CMOS模拟集成电路技术可降低 SOC芯片的制造及封装成本。因此CMOS电路已 成为当今SOC设计的主流制造技术。
通信工程学院
电源电压（V）
CMOS技术的发展及展望
通信工程学院
一些建议
• 上课时思维紧跟老师积极思考 • 记住概念 • 知道物理含义及其关系 • 注意假设和条件 • 阅读参考资料 • 方法比结果更重要 • 多做习题 • 学会使用仿真工具
激光二极管
光敏二极管
光纤系统
通信工程学院
传感器
(a) 简单的加速度表
(b) 差动加速度表
汽车触发气囊的加速度检测原理图
通信工程学院
为什么要学模拟CMOS集成电路设计？
• 首先，MOSFET的特征尺寸越来越小，本征速度 越来越快（已可与双极器件相比较），现在几 GHz～几十GHz的CMOS模拟集成电路已经可 批量生产。
F. 现代集成电路制造的主流技术是为数字电路开 发的，它不易被模拟电路设计所利用（如特征 尺寸减小导致器件迁移率下降、沟道调制效应 增大；电源电压的下降使以前的一些电路设计 技术受到限制等），为了设计高性能的模拟电 路，需不停开发新的电路和结构。
让我们为学好模拟CMOS集成电路设计一起共同努力！
通信工程学院
• SOC芯片中同时包含有大量的模拟、数字电路， 由于CMOS以其低成本、低功耗已成为现代大规 模数字集成电路设计及制造的首选，与数字集成 电路技术兼容的CMOS模拟集成电路技术可降低 SOC芯片的制造及封装成本。因此CMOS电路已 成为当今SOC设计的主流制造技术。
通信工程学院
电源电压（V）
CMOS技术的发展及展望
模拟IC设计流程总结PPT课件
模拟IC设计流程总结
PM Group 陈志军
1
微固学院 功率集成技术实验室
.
主要内容
31
绪论
2
前端设计
3
后端设计
4
后端设计工具
35
结论
2
.
模拟IC与数字IC的比较
3
.
模拟IC设计的特点 ▪ Geometry is an important part of the design ▪ Usually implemented in a mixed analog-digital circuit ▪ Analog is 20% and digital 80% of the chip area ▪ Analog requires 80% of the design time
9 CMOS Mixed-Signal Circuit Design
10 Analog MOS Integrated Circuits II 11 Fundamentals of Power Electronics 12 Switching Power Supply Design 13 Power Electronics :Circuits,Devices and Applications 14 Modern DC- to-DC Switchmode Power Converter Circu8its
养成边标线边纪录的习惯。
▪ 提取版图是一个需要细心和耐心的过程。版图提取错误，会给
随后的电路分析造成很大的麻烦和重复劳动，浪费时间，延缓 进度。
▪ 按照版图的布局分块提取版图，注明晶体管的类型，遵循版图
原状，不要合并晶体管。
▪ 提取版图时应先确定器件的类型，再从POLY层画出器件，然后
PM Group 陈志军
1
微固学院 功率集成技术实验室
.
主要内容
31
绪论
2
前端设计
3
后端设计
4
后端设计工具
35
结论
2
.
模拟IC与数字IC的比较
3
.
模拟IC设计的特点 ▪ Geometry is an important part of the design ▪ Usually implemented in a mixed analog-digital circuit ▪ Analog is 20% and digital 80% of the chip area ▪ Analog requires 80% of the design time
9 CMOS Mixed-Signal Circuit Design
10 Analog MOS Integrated Circuits II 11 Fundamentals of Power Electronics 12 Switching Power Supply Design 13 Power Electronics :Circuits,Devices and Applications 14 Modern DC- to-DC Switchmode Power Converter Circu8its
养成边标线边纪录的习惯。
▪ 提取版图是一个需要细心和耐心的过程。版图提取错误，会给
随后的电路分析造成很大的麻烦和重复劳动，浪费时间，延缓 进度。
▪ 按照版图的布局分块提取版图，注明晶体管的类型，遵循版图
原状，不要合并晶体管。
▪ 提取版图时应先确定器件的类型，再从POLY层画出器件，然后
数字IC芯片设计PPT课件
第35页/共50页
用人单位要求
• 高级数字前端电路工程师 工作地点：成都 职位描述： 1. 完成公司ASIC数字前端的设计和验证； 2. 配合数字后端部门完成ASIC的后端设计； 3. 配合测试部门完成ASIC的测试； 4. 完成相关文档的整理与编写。 任职要求： 1. 相关专业本科以上学历； 2. 4-5年相关工作经验，具有独立设计模块、芯片能力； 3. 熟练掌握Verilog，熟悉芯片的仿真验证方法，熟悉 NC-Sim CS, Quar tus等EDA 工具；熟悉ASIC设计流程；了解系统总线架构和常用软硬件接口协议。 4. 良好的沟通协调能力及团队合作精神。 数字后端设计工程师 职位描述： 负责数字电路的综合、自动布局布线、时钟分析、时序修正、电源分析、信号完整性分析、 物理验证、代工厂tapeout等数字后端工作，协助前端工程师完成设计、验证和时序分析， 完成对代工厂数据交接和对客户技术支持。 任职资格： 1. 微电子相关专业，本科以上学历。 2. 熟悉SOC从RTL到GDS的完整设计流 程； 3. 能够熟练使用Astro/Encounter、DC/PC、PT、Formality、MentorDFT、StarRC、 Calibre等相关设计工具的某一套或几种； 4. 较好的英文阅读能 力； 5.高效的学习能力和团对合作精神。
第13页/共50页
电源的规划
第14页/共50页
电源布线
第15页/共50页
布线
第16页/共50页
ENCOUTER布局布线设计流程 1、登录服务器，进入终端，输入：encounter ，进入soc encounter
第17页/共50页
2、调入门级网表和库
➢ 网表文件：bin/accu_synth.v
• 标准单元的布局 • 时钟树综合 • 布线 • DFM（Design For Manufacturing)
用人单位要求
• 高级数字前端电路工程师 工作地点：成都 职位描述： 1. 完成公司ASIC数字前端的设计和验证； 2. 配合数字后端部门完成ASIC的后端设计； 3. 配合测试部门完成ASIC的测试； 4. 完成相关文档的整理与编写。 任职要求： 1. 相关专业本科以上学历； 2. 4-5年相关工作经验，具有独立设计模块、芯片能力； 3. 熟练掌握Verilog，熟悉芯片的仿真验证方法，熟悉 NC-Sim CS, Quar tus等EDA 工具；熟悉ASIC设计流程；了解系统总线架构和常用软硬件接口协议。 4. 良好的沟通协调能力及团队合作精神。 数字后端设计工程师 职位描述： 负责数字电路的综合、自动布局布线、时钟分析、时序修正、电源分析、信号完整性分析、 物理验证、代工厂tapeout等数字后端工作，协助前端工程师完成设计、验证和时序分析， 完成对代工厂数据交接和对客户技术支持。 任职资格： 1. 微电子相关专业，本科以上学历。 2. 熟悉SOC从RTL到GDS的完整设计流 程； 3. 能够熟练使用Astro/Encounter、DC/PC、PT、Formality、MentorDFT、StarRC、 Calibre等相关设计工具的某一套或几种； 4. 较好的英文阅读能 力； 5.高效的学习能力和团对合作精神。
第13页/共50页
电源的规划
第14页/共50页
电源布线
第15页/共50页
布线
第16页/共50页
ENCOUTER布局布线设计流程 1、登录服务器，进入终端，输入：encounter ，进入soc encounter
第17页/共50页
2、调入门级网表和库
➢ 网表文件：bin/accu_synth.v
• 标准单元的布局 • 时钟树综合 • 布线 • DFM（Design For Manufacturing)
《IC设计流程》课件
《IC设计流程》PPT课件
# IC设计流程 ## 概述 - IC设计是指集成电路的设计过程 - IC设计流程包括多个阶段 - IC设计的目的是制造高质量电子产品
什么是IC设计？
IC设计是指集成电路的设计和制造过程，它涵盖了从初始概念到最终产品的 多个阶段。它是现代电子产品制造过程中的关键步骤。
IC设计流程详解
IC设计行业前景展望
IC设计行业前景广阔，将在智 能手机、物联网等领域持续迎 来机遇。
总结
IC设计流程的重要性
IC设计流程是确保电子产品质量 和性能的关键步骤。
IC设计行业的前景及挑战
IC设计行业将面临激烈的竞争和 技术更新的挑战。
如何提高IC设计效率和质量
采用先进的设计工具和方法，注 重团队协作和创新。
用于评估电路的物理特性 和性能的仿真软件
3 电路仿真软件
用于模拟电路行为和性能 的仿真软件
4 芯片测试仪器
用于测试和评估芯片性能的仪器设备
5 整机测试仪器
用于测试和评估整机性能的仪器设备
IC设计行业数据
IC设计市场规模
IC设计市场规模不断增长，预 计将在未来几年保持稳定增长。
IC设计市场发展趋势
IC设计行业正在向更高集成度、 更低功耗和更高性能的方向发 展。
前期准备
项目规划、技术方案研究、 芯片功能定义、芯片架构设 计等
测试验证
芯片测试、整机应用测试等
电路计
逻辑设计、前端仿真、前端 布局等
物理设计
后端布局、物理验证、物理 仿真等
封装测试
封装设计、封装仿真、封装测试等
IC设计流程中的常用工具
1 电路布局软件
用于设计和优化电路布局 的软件工具
2 物理仿真软件
# IC设计流程 ## 概述 - IC设计是指集成电路的设计过程 - IC设计流程包括多个阶段 - IC设计的目的是制造高质量电子产品
什么是IC设计？
IC设计是指集成电路的设计和制造过程，它涵盖了从初始概念到最终产品的 多个阶段。它是现代电子产品制造过程中的关键步骤。
IC设计流程详解
IC设计行业前景展望
IC设计行业前景广阔，将在智 能手机、物联网等领域持续迎 来机遇。
总结
IC设计流程的重要性
IC设计流程是确保电子产品质量 和性能的关键步骤。
IC设计行业的前景及挑战
IC设计行业将面临激烈的竞争和 技术更新的挑战。
如何提高IC设计效率和质量
采用先进的设计工具和方法，注 重团队协作和创新。
用于评估电路的物理特性 和性能的仿真软件
3 电路仿真软件
用于模拟电路行为和性能 的仿真软件
4 芯片测试仪器
用于测试和评估芯片性能的仪器设备
5 整机测试仪器
用于测试和评估整机性能的仪器设备
IC设计行业数据
IC设计市场规模
IC设计市场规模不断增长，预 计将在未来几年保持稳定增长。
IC设计市场发展趋势
IC设计行业正在向更高集成度、 更低功耗和更高性能的方向发 展。
前期准备
项目规划、技术方案研究、 芯片功能定义、芯片架构设 计等
测试验证
芯片测试、整机应用测试等
电路计
逻辑设计、前端仿真、前端 布局等
物理设计
后端布局、物理验证、物理 仿真等
封装测试
封装设计、封装仿真、封装测试等
IC设计流程中的常用工具
1 电路布局软件
用于设计和优化电路布局 的软件工具
2 物理仿真软件
集成电路版图设计基础第五章：模拟IC版图
电源分布是版图设计中非常重要 的一个环节，它涉及到如何合理 地分布电源网络，以保证电路的
稳定性和性能。
常用的电源分布技术包括电源网 格、电源岛和电源总线等，这些 技术可以有效减小电源网络的阻
抗和减小电压降。
热设计
在模拟IC版图设计中，热设计 是一个不可忽视的环节，它涉 及到如何有效地散热和防止热 失效。
验证与测试
功能验证
通过仿真测试或实际测试，验证版图实现的电路功能是 否正确。
时序验证
检查电路时序是否满足设计要求，确保电路正常工作。
ABCD
性能测试
对版图实现的电路进行性能测试，包括参数、频率、功 耗等方面的测试。
可测性、可维护性和可靠性测试
对版图进行测试，验证其在测试、维修和可靠性方面的 表现是否符合要求。
02
模拟IC版图设计流程
电路设计
确定设计目标
根据项目需求，明确电路 的功能、性能指标和限制 条件。
选择合适的工艺
根据电路需求，选择合适 的工艺制程，确保电路性 能和可靠性。
电路原理图设计
使用电路设计软件，根据 电路功能和性能要求，设 计电路原理图。
参数提取与仿真验证
对电路原理图进行仿真验 证，提取关键参数，确保 电路性能满足设计要求。
版图布局
确定版图布局方案
模块划分与放置
根据电路原理图和工艺制程要求，确定合 理的版图布局方案。
将电路原理图划分为若干个模块，合理放 置在版图上，确保模块间的连接关系清晰 、简洁。
电源与地线设计
考虑可测性、可维护性和可靠性
合理规划电源和地线的分布，降低电源和 地线阻抗，提高电路性能。
在版图布局时，应考虑测试、维修和可靠 性等方面的需求。
第6章模拟集成电路PPT课件
结论：
无论Rc值如何, IC2电流值保持不变（前提：电源要稳定）
第6页/共55页
当较小时，可用 带缓冲级的镜像电流源
增加T0，使IC更加接近IREF 三、镜像电流源特点 1 内阻ro一般在几百千欧以上
2. 电流受电源波动影响大； 3. 电流最低至mA级。 4. 具有温度补偿特性。
第7页/共55页
6.1.2微电流源（P259）
第24页/共55页
+
+
-vid
差放
vi1 +
-
vi2 -
+
-vod
+
+ vo1
vo2 -
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压
vo
=
v
od
v oc
A VD v id A VC v ic
第25页/共55页
5.主要技术指标计算(P265)
vi1
=
vic
1 2
vid
vi2
=
vic
1 2
vid
假设 AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。 若第一级漂了100 uV， 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV， 则输出漂移 10 mV。
采用差分式放大电路
第14页/共55页
漂移 1 V+ 10 mV
6.2.2 基本差分式放大电路
1. 电路组成 两个BJT特性一致，参数相等。
第27页/共55页
(1) 双入双出AVD(P265)
负载开路
时：
AVD
=
Vo Vid
= Vo1 Vo2 Vi1 Vi2
= 2Vo1 Vo1
无论Rc值如何, IC2电流值保持不变（前提：电源要稳定）
第6页/共55页
当较小时，可用 带缓冲级的镜像电流源
增加T0，使IC更加接近IREF 三、镜像电流源特点 1 内阻ro一般在几百千欧以上
2. 电流受电源波动影响大； 3. 电流最低至mA级。 4. 具有温度补偿特性。
第7页/共55页
6.1.2微电流源（P259）
第24页/共55页
+
+
-vid
差放
vi1 +
-
vi2 -
+
-vod
+
+ vo1
vo2 -
-
差分式放大电路输入输出结构示意图
总输出电压
vo
=
v
od
v oc
A VD v id A VC v ic
第25页/共55页
5.主要技术指标计算(P265)
vi1
=
vic
1 2
vid
vi2
=
vic
1 2
vid
假设 AV1 = 100, AV2 = 100, AV3 = 1 。 若第一级漂了100 uV， 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂了100 uV， 则输出漂移 10 mV。
采用差分式放大电路
第14页/共55页
漂移 1 V+ 10 mV
6.2.2 基本差分式放大电路
1. 电路组成 两个BJT特性一致，参数相等。
第27页/共55页
(1) 双入双出AVD(P265)
负载开路
时：
AVD
=
Vo Vid
= Vo1 Vo2 Vi1 Vi2
= 2Vo1 Vo1
模拟IC设计流程总结报告(PPT42张)
养成边标线边纪录的习惯。
提取版图是一个需要细心和耐心的过程。版图提取错误，会给
随后的电路分析造成很大的麻烦和重复劳动，浪费时间，延缓 进度。
按照版图的布局分块提取版图，注明晶体管的类型，遵循版图
原状，不要合并晶体管。
提取版图时应先确定器件的类型，再从POLY层画出器件，然后
再从METAL层画出连线。由下至上，提高效率。
• Be 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
Tip 6--10
If It Looks Nice, It Will Work Learn Your Process
Don’t Let the Noisy Find the Substrate
微固学院 功率集成技术实验室
版图设计的技巧(Ⅲ)
Copy and Rename Cells before Making Changes Remember Your Hierarchy Level
后端设计步骤
后端设计主要步骤如下：
（1）熟读Foundry提供的Design Rules，正确理解每一条
掩模设计规则。挑出五六个具有代表性的规则熟记。 （2）确定芯片的封装形式，做好芯片的Floorplan。 （3）建立自己的Library，定义Technology File和Display File，做好基本的cell，以备调用。 （4）合理搭建整体版图的轮廓，先确定Pad(包括ESD)和 大器件(如功率管)的位置，然后进行主要信号线的布 局，最后确定各个子电路模块的形状。 （5）子电路模块的Layout，同时进行DRC(Design Rule Check)和LVS(Layout Versus Schematic)。
提取版图是一个需要细心和耐心的过程。版图提取错误，会给
随后的电路分析造成很大的麻烦和重复劳动，浪费时间，延缓 进度。
按照版图的布局分块提取版图，注明晶体管的类型，遵循版图
原状，不要合并晶体管。
提取版图时应先确定器件的类型，再从POLY层画出器件，然后
再从METAL层画出连线。由下至上，提高效率。
• Be 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
Tip 6--10
If It Looks Nice, It Will Work Learn Your Process
Don’t Let the Noisy Find the Substrate
微固学院 功率集成技术实验室
版图设计的技巧(Ⅲ)
Copy and Rename Cells before Making Changes Remember Your Hierarchy Level
后端设计步骤
后端设计主要步骤如下：
（1）熟读Foundry提供的Design Rules，正确理解每一条
掩模设计规则。挑出五六个具有代表性的规则熟记。 （2）确定芯片的封装形式，做好芯片的Floorplan。 （3）建立自己的Library，定义Technology File和Display File，做好基本的cell，以备调用。 （4）合理搭建整体版图的轮廓，先确定Pad(包括ESD)和 大器件(如功率管)的位置，然后进行主要信号线的布 局，最后确定各个子电路模块的形状。 （5）子电路模块的Layout，同时进行DRC(Design Rule Check)和LVS(Layout Versus Schematic)。
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ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
模拟ic模块设计
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
模拟ic模块设计
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比