棋子 · 4月24日

它们为何而出现?模拟电路自动化设计的原因和障碍

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ADPLL、ADLDO为何会出现?后续是否还会出现ADDC-DC、 AD-CLASSD等设计?我认为全数字锁相环和全数字LDO的出现是芯片设计中数字电路设计流程&方法和模拟电路设计流程&方法严重脱节的产物。

数字设计很容易进行工艺移植,且流程明确,在进行大规模的soc设计时风险较低,模拟电路则不然,模拟电路从底层的opamp、ldo、bandgap到上层的pga、filter、adc/dac、pll等电路都需要手动搭建tb,人工确认是否满足spec。而后还要进行layout,这其中会有不少人工引入的问题。你去问一个人,同一个电路在不同工艺下流片,他有什么收获和进步?他需要处理很多繁琐的验证,要检查版图,如果没有认真检查,出现bug还要做debug、eco。实在很难有多少收获和进步。

上述ADPLL、ADLDO、ADDC-DC、AD-CLASSD等数字化模块的出现并不能完美解决现有芯片设计问题,比如ADPLL,需要保证TDC的精度,如何保证TDC精度是模拟设计的问题;ADLDO更有问题了,PSR问题怎么解决,功耗问题怎么解决?我一点也不反对传统模拟电路的部分处理单元数字化,如果可以提高性能,降低功耗和面积,那就是最佳方式。

前两天看了编程语言简史和操作系统发展史,在软件设计中,操作系统和高级编程语言的出现,大大提高了软件设计的生产力和产品力。他们也走了很多弯路,比如编程语言经过了N次迭代才出现了newB(C语言),而操作系统unix/linux为软件设计提供了坚实的平台——标准化的文件系统、内存管理、进程控制和网络通信协议。我们为什么不可以呢?我指的是一个芯片设计的平台/系统。

回顾历史,人类社会的每次重大进步,无不是使用先进技术/方法改进生产,导致社会出现闲置/富裕劳动力,从而有资源专门从事技术应用/改进和新兴关联产业的正反馈过程。如农耕技术的进步,使得一部分人不必种田,可从事手工业和商业,后两者改进和提升了农业的价值,才会出现蓬勃的农耕文明;第二次工业革命,大量使用机器替代人工,使人从繁重的体力劳动中解放出来,开始脑力劳动,有大量人力和财力专门研究科学问题,才出现了19世纪科技大爆发。互联网革命,渗透到各个行业,由于软件自动化节省了人力,导致了第三产业的兴起和蓬勃发展,如各种设计服务包括软件设计服务的兴起。

试想现在从事模拟电路设计的人员,如果能从繁杂的底层模块设计中抽离出来,节省掉的人力可以从事芯片底层的理论研究和技术尝试,也可以从事其它高技术含量的工作,这样社会才会有发展。(人多力量大啊)

进一步,如果能做成一个开源的工具,就像linux,会极大、极快地促进行业的发展。

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作者:hebut_wolf
文章来源:EETOP

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