Существуют ли учебные пособия по дизайну микросхем?

12

Я пытаюсь сделать это как можно более не основанным на мнении.

Есть много учебников и ресурсов о том, как работают транзисторы, и различные вещи, которые сделаны из транзисторов. Тем не менее, во всех моих поисках, единственный учебник, который я когда-либо видел для реальной конструкции ИС, это один. Однако в моем первоначальном просмотре это кажется довольно «не в моей голове» - как в «Я думаю, что я поговорю об этом сейчас».

Есть ли другие подобные учебные пособия по дизайну ИС ? Я даже не спрашиваю о рейтинге, просто если они существуют в первую очередь.

Редактировать: в колледже я прошел курс под названием «Проектирование аналоговых и смешанных интегральных схем»; Большая часть нашего времени была потрачена на разговоры о различных типах операционных усилителей и их различных достоинствах и ограничениях. Окончательный проект заключался в разработке операционного усилителя с использованием одного из четырех типов, упомянутых в классе (двухступенчатый, телескопический, складной каскад и текущее зеркало), чтобы соответствовать одному из четырех различных наборов спецификаций проектирования. Но казалось, что нас бросили в глубокий конец с пониманием того, что такое плавание, но без понятия, как сделать брасс.

По сути, в дизайне микросхем есть много ручек, которые нужно повернуть для достижения вашей цели; На самом деле, так много ручек, что иногда они становятся немного подавляющими, и я не знаю, с чего начать. Мне просто было интересно, есть ли какие-то ресурсы, не для того, как работают эти блоки IC и IC, а для того, как их спроектировать и эффективно использовать.

integrated-circuit circuit-design design Джон Доу
источник
У меня есть несколько учебников по аналоговому и цифровому дизайну ИС, но я чувствую, что это не совсем то, что вы ищете. Мне тоже любопытно, существуют ли такие учебники
DerStrom8
1
Вы имеете в виду использование в определенном программном инструменте или более общие советы по размещению цепей в микросхемах, как при размещении этих же цепей на печатных платах? Я думаю, что полное руководство будет редкостью, потому что это не задача, обычно выполняемая одним человеком.
Самуил
@ Самуэль Больше, чем последний. Смотрите редактирование выше.
Джон Доу
Это хороший вопрос, но он сложный, потому что он сильно зависит от того, что вы знаете. Знание основ транзисторов и их параметров может помочь вам с интегральными схемами, такими как операционные усилители или цифровая логика. Но так же, как при программировании сценария, вы должны знать, что вам нужно, прежде чем вы сможете реализовать алгоритм для решения того, что вам нужно сделать.
KingDuken
1
Я не стал бы слишком сильно беспокоиться о навыках , вы изучите их на работе. Вам нужно разбираться с основами, чтобы анализировать схемы, знать, как работают полупроводники и т. Д., И в основном знать, как использовать симулятор. В идеале вы должны начать с компании, в которой есть опытные инженеры, у которых вы можете учиться. По сравнению с тем, что я знаю сейчас, и тем, что я знал, когда ушел из Университета (с магистром), я знал, хм, не так много. Я хотя 10 МГц был довольно высокой частотой. Теперь я проектирую на 60 ГГц!
Bimpelrekkie

Ответы:

16

Итак, я разработчик аналоговых микросхем. Я разрабатываю схемы с аналоговыми функциями для использования на ИС. Мои первые схемы для использования на чипе я разработал, когда еще учился в университете в 1990-х годах.

Я не дизайнер цифровых микросхем, я не определяю функции в Verilog / VHDL, которые затем синтезируются (превращаются в макет, который идет на чип). Однако я делаю небольшие / простые логические схемы, но я отношусь к ним так же, как к своим аналоговым схемам. Так что нет автоматической генерации макета, например.

В книге Ганса Каменсинда действительно кратко обсуждается, что такое (часть) аналоговой конструкции ИС.

Как вы обнаружили, есть много вещей, которые вы должны охватить, прежде чем вы сможете создавать свои собственные схемы для использования в микросхеме. Я бы сказал, что это просто слишком много, чтобы охватить «учебник».

Ты должен знать:

  • как работают полупроводники, включая PN-переход, диод, BJT (NPN, PNP) и / или NMOS / PMOS.

  • Уметь анализировать схему (слабый сигнал), например, определять ширину полосы и коэффициент усиления данной цепи.

  • Иметь общее представление о том, как компоненты (диоды и все вышеперечисленное) реализованы на микросхеме

  • быть в состоянии использовать симулятор цепи, создание прототипа микросхемы может стоить очень дорого , подумайте от 10000 до 1 миллиона долларов США, поэтому мы делаем проект в симуляторе.

  • уметь понимать руководство по проектированию, которое входит в процесс изготовления ИС, в котором вы будете проектировать свою ИС. Каждый процесс имеет определенные свойства, о которых вам нужно знать.

  • быть в состоянии придумать схему, которая может выполнять функцию, которая вам нужна.

Иногда вам также нужно сделать свой собственный макет, это легко узнать по сравнению с пунктами, упомянутыми выше.

Так что да, чтобы освоить все это, понадобится пара лет ;-)

Bimpelrekkie
источник
1
Также стоит упомянуть: научитесь читать и записывать все спецификации компонентов, в том числе с наихудшими допусками на окружающую среду. Вы должны быть в состоянии читать схемы быстрее, чем английский
Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
1
ОК, так что придумаем часть схемы . Что мне очень помогает, так это то, что с тех пор, как я был подростком (и даже до Uni), я был очарован схемами, поэтому я попытался выяснить, как работает каждая схема (из журналов, книг). Это научило меня многому о возможной схеме и о том, как все делается. В действительности многие схемы состоят из небольших «стандартных» решений, таких как зеркала тока, diff. пары, общие эмиттерные усилители. Хитрость заключается в том, чтобы объединить все это в то, что делает то, что вам нужно.
Bimpelrekkie
1
К сожалению, я женат и единственный поставщик для моей жены и двух очень маленьких детей; У меня нет времени для исследования. Мое обучение в эти дни исходит от дизайнерских «заданий» от кого-то из другого отдела здесь, на работе; в лучшем случае это происходит медленно из-за участия множества людей, поэтому я пытаюсь понять, какие варианты доступны для меня.
Джон Доу
2
@ Leroy105 Cadence Virtuoso в основном для аналоговых и смешанных сигналов. Хотя Cadence является «стандартом де-факто», он не единственный, но есть также Mentor Graphics и Keysight ADS. Я думаю, что Cadence предлагает лучшую интеграцию (все инструменты, которые вам нужны от дизайна до макета), но это дорого. Очень дорого. Также не забудьте проверить, что поддерживает конструкторский набор для литейного производства. Бесполезно иметь наставника, когда литейный цех ожидает, что вы будете использовать каденс.
Bimpelrekkie
1
@ Leroy105 Если у вас нет большого опыта работы «на дому», то наверняка аутсорсинг должен быть в вашем списке. Аутсорсинг тоже дорогой. Вы должны быть уверены, что у вас есть действующее экономическое обоснование для вашего дизайна, так как дизайн является «единственной» частью стоимости. Также учитывайте производственное тестирование и проверку продукта, тестирование срока службы в зависимости от того, что нужно вашим клиентам. Подумайте также 100 тысяч долларов США за товар. Вы действительно должны быть уверены, что собираетесь продать миллион фишек или больше, чтобы быть экономически эффективными. Если вы не можете взимать 100 долларов США за чип, конечно.
Bimpelrekkie
4

Первоначальный поиск вызывает эту страницу:

https://www.mics.ece.vt.edu/ICDesign/Tutorials/Overview/index.html

У этого есть много секций, которые следуют за процессом проектирования. Возможно, это то, что вы ищете.

DerStrom8
источник
Поправьте меня, если я ошибаюсь, но это похоже на конкретное руководство для инструмента дизайна (комплект), а именно Cadence. Я что-то пропустил?
Джон Доу
Нет, вы правы, этот курс о том, как использовать программное обеспечение (я думаю), я использую Cadence между прочим для моделирования и макета моих проектов.
Bimpelrekkie
1
Хорошо, если вы думаете об этом, как они собираются показать вам, как что-то сделать (определение учебника), если они не могут показать вам, как это сделать (в любом программном обеспечении, которое они используют)? Многие концепции будут одинаковыми, независимо от программного пакета, поэтому большая часть этого руководства, вероятно, все еще применима
DerStrom8
1
Я думаю, что если ОП на самом деле хочет видеть физическую схему какой-либо конкретной микросхемы, это будет конфиденциальная информация, как и исходный код Cadence. Иногда Intel показывает физические уровни в журнале IEEE как дразнить, но это все.
Sparky256