Czy istnieją samouczki dotyczące projektowania układów scalonych?

12

Staram się, aby było to jak najbardziej oparte na opiniach.

Istnieje wiele podręczników i zasobów na temat tego, jak działają tranzystory i różne rzeczy wykonane z tranzystorów. Jednak podczas wszystkich moich poszukiwań jedynym tutorialem, jaki widziałem na temat projektowania układów scalonych, jest ten. Jednak w mojej początkowej percepcji wydaje się to dość „z czubka głowy”, jak w „Myślę, że teraz o tym porozmawiam”.

Czy są jakieś inne samouczki dotyczące projektowania układów scalonych ? Nawet nie pytam o ranking, tylko jeśli istnieją.

Edycja: na studiach odbyłem kurs o nazwie „Projektowanie układów analogowych i mieszanych sygnałów”; większość czasu spędziliśmy na rozmowach na temat różnych rodzajów wzmacniaczy operacyjnych oraz ich różnych zalet i ograniczeń. Ostatnim projektem było zaprojektowanie wzmacniacza operacyjnego z wykorzystaniem jednego z czterech wymienionych w klasie typów (dwustopniowy, teleskopowy, kaskadowy i zwierciadło prądowe) w celu spełnienia jednego z czterech różnych zestawów specyfikacji projektowych. Ale wydawało się, że zostaliśmy wrzuceni w głęboki koniec ze zrozumieniem, czym jest pływanie, ale nie mam pojęcia, jak wykonać styl klasyczny.

Zasadniczo w układzie scalonym istnieje wiele pokręteł, które można przekręcić, aby osiągnąć swój cel; tak wielu pokręteł, że czasami robi się to trochę przytłaczające i nie wiem od czego zacząć. Zastanawiałem się tylko, czy istnieją jakieś zasoby, nie na temat działania tych bloków IC i IC, ale jak je zaprojektować i efektywnie wykorzystać.

integrated-circuit circuit-design design nieznany z nazwiska
źródło
Mam kilka podręczników na temat projektowania układów analogowych i cyfrowych, ale mam wrażenie, że nie do końca tego szukasz. Ja też jestem ciekawy, czy takie samouczki istnieją
DerStrom8
1
Czy masz na myśli użycie określonego narzędzia programowego lub bardziej ogólnych wskazówek dotyczących umieszczania obwodów w układach scalonych, takich jak te, które obowiązują podczas umieszczania tych samych obwodów na płytkach drukowanych? Uważam, że pełny samouczek jest rzadki, ponieważ nie jest to zadanie często wykonywane przez jedną osobę.
Samuel
@Samuel More to drugie niż poprzednie. Zobacz edycję powyżej.
John Doe
To dobre pytanie, ale jest trudne, ponieważ w dużym stopniu zależy od tego, co wiesz. Znajomość podstaw tranzystorów i ich parametrów może pomóc w układach scalonych, takich jak wzmacniacze operacyjne lub logika cyfrowa. Ale podobnie jak programowanie skryptu, musisz wiedzieć, czego potrzebujesz, zanim będziesz mógł zaimplementować algorytm do rozwiązania tego, co musisz zrobić.
KingDuken
1
Nie przejmowałbym się zbytnio umiejętnościami , nauczysz się ich w pracy. Musisz mieć opanowane podstawy, aby móc analizować obwody, wiedzieć, jak działają półprzewodniki itp. I w zasadzie umieć korzystać z symulatora. Idealnie byłoby zacząć od firmy, w której można nauczyć się bardziej doświadczonych inżynierów. W porównaniu do tego, co wiem teraz i tego, co wiedziałem, kiedy opuściłem Uni (u Mistrza), wiedziałem, uhm, nie tyle. Myślałem, że 10 MHz to dość wysoka częstotliwość. Teraz projektuję przy 60 GHz!
Bimpelrekkie

Odpowiedzi:

16

Jestem projektantem Analog IC. Projektuję obwody z funkcjami analogowymi do stosowania na układach scalonych. Moje pierwsze obwody do użytku na chipie, który zaprojektowałem, gdy jeszcze byłem na uniwersytecie w latach 90.

Jestem nie cyfrowy projektant IC, nie określają funkcje w Verilog / VHDL, które są następnie syntetyzowane (wykonane w układzie, że idzie na układzie scalonym). Robię jednak małe / proste projekty logiczne, ale traktuję je tak samo jak moje obwody analogowe. Na przykład nie ma automatycznego generowania układu.

Książka Hansa Camenzinda rzeczywiście krótko omawia, o co chodzi (w części) w projektowaniu układów analogowych.

Jak zauważyłeś, jest wiele rzeczy, które musisz omówić, zanim będziesz mógł zaprojektować własne obwody do użycia w układzie scalonym. Powiedziałbym, że jest to po prostu zbyt wiele do omówienia w „samouczku”.

Musisz wiedzieć:

  • jak działają półprzewodniki, które zawierają złącze PN, diodę, BJT (NPN, PNP) i / lub NMOS / PMOS.

  • Być w stanie przeprowadzić analizę obwodu (małego sygnału), na przykład określić szerokość pasma i wzmocnienie danego obwodu.

  • Zrozumieć, w jaki sposób komponenty (diody i wszystkie wymienione powyżej) są realizowane na chipie

  • być w stanie korzystać z symulatora obwodu, prototypowanie układu scalonego może kosztować dużo , pomyślmy od 10000 do 1 miliona USD, więc projektujemy w symulatorze.

  • być w stanie zrozumieć instrukcję projektowania dołączoną do procesu produkcyjnego układu scalonego, w którym będziesz projektował układ scalony. Każdy proces ma określone właściwości, o których musisz wiedzieć.

  • być w stanie wymyślić obwód, który może wykonać potrzebną funkcję.

Czasami musisz również stworzyć własny układ, jest to łatwe do nauczenia się w porównaniu do elementów wymienionych powyżej.

Tak, opanowanie tego zajmuje kilka lat ;-)

Bimpelrekkie
źródło
1
Warto również wspomnieć: nauczyć się czytać i pisać wszystkie specyfikacje komponentów, również w najgorszym przypadku tolerancji środowiskowych. Musisz być w stanie czytać schematy szybciej niż angielski
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
OK, więc wymyśl część obwodu . Bardzo pomaga mi to, że odkąd byłem nastolatkiem (więc jeszcze przed Unisem) byłem zafascynowany obwodami, więc próbowałem dowiedzieć się, jak działa każdy schemat (z czasopism, książek). To wiele mnie nauczyło o możliwym obwodzie i jak się to robi. W rzeczywistości wiele obwodów składa się z małych „standardowych” rozwiązań, takich jak bieżące zwierciadła, diff. pary, wspólne wzmacniacze emitera. Sztuką jest zazwyczaj połączenie ich wszystkich w coś, co robi to, czego potrzebujesz.
Bimpelrekkie
1
Niestety jestem żonaty i jedyny dostawca dla mojej żony i dwójki bardzo małych dzieci; Nie mam czasu na eksplorację. Moje dzisiejsze uczenie się pochodzi z „zadań” projektowych od kogoś z innego działu tutaj w pracy; w najlepszym wypadku jest to powolne, ponieważ w grę wchodzi wiele osób, więc staram się sprawdzić, jakie opcje są dla mnie dostępne.
John Doe
2
@ Leroy105 Cadence Virtuoso służy głównie do projektowania sygnałów analogowych i mieszanych. Mimo że Cadence jest „de facto standardem”, nie jest to jedyny, istnieje również Mentor Graphics i Keysight ADS. Cadence oferuje najlepszą integrację (wszystkie narzędzia, których potrzebujesz od projektu do układu), ale myślę, że jest drogi. Bardzo drogi. Nie zapomnij również sprawdzić, co obsługuje zestaw projektowy odlewni (produkcji Twojego chipa). Nie ma sensu mieć Mentora, gdy odlewnia spodziewa się, że użyjesz kadencji.
Bimpelrekkie
1
@ Leroy105 Jeśli nie masz dużego „wewnętrznego” doświadczenia, na pewno outsourcing powinien znaleźć się na Twojej liście. Outsourcing jest jednak również drogi. Musisz mieć pewność, że masz uzasadnienie biznesowe dla swojego projektu, ponieważ projekt stanowi „tylko” część kosztów. Weź również pod uwagę testy produkcyjne i weryfikację produktu, testy dożywotnie w zależności od potrzeb klientów. Pomyśl również o 100 000 USD za sztukę. Naprawdę musisz mieć pewność, że sprzedasz milion żetonów lub więcej, aby być opłacalnym. Chyba że oczywiście możesz pobrać 100 USD za chip.
Bimpelrekkie
4

Wstępne wyszukiwanie powoduje wyświetlenie tej strony:

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

Ma wiele sekcji, które podążają za procesem projektowania. Być może właśnie tego szukasz.

DerStrom8
źródło
Popraw mnie, jeśli się mylę, ale wydaje się, że to specjalny poradnik dla narzędzia projektowego (pakietu), a mianowicie Cadence. Przegapiłem coś?
John Doe
Nie, masz rację, ten kurs dotyczy korzystania z oprogramowania (myślę), używam Cadence btw do symulacji i układania swoich projektów.
Bimpelrekkie
1
Cóż, jeśli pomyślisz o tym, jak pokażą ci, jak coś zrobić (definicja samouczka), jeśli nie będą w stanie pokazać ci, jak to zrobić (w jakimkolwiek oprogramowaniu, którego używają)? Wiele koncepcji będzie takich samych bez względu na pakiet oprogramowania, więc duża część tego samouczka prawdopodobnie nadal ma zastosowanie
DerStrom8
1
Myślę, że jeśli OP rzeczywiście chce zobaczyć fizyczny układ dowolnego układu scalonego, byłoby to zastrzeżoną informacją, tak jak kod źródłowy Cadence. Czasami Intel pokazuje fizyczne warstwy w magazynie IEEE jako złośliwiec, ale o to chodzi.
Sparky256,