Gibt es Tutorials zum IC-Design?

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Ich versuche das so nicht meinungsbasiert wie möglich zu machen.

Es gibt eine Menge Lehrbücher und Ressourcen für die Funktionsweise von Transistoren sowie für verschiedene Dinge, die aus Transistoren bestehen. Bei all meinen Nachforschungen war das einzige Tutorial, das ich jemals für das eigentliche IC-Design gesehen habe, dieses. In meiner anfänglichen Durchsicht scheint es jedoch ziemlich "von oben" zu sein, wie in "Ich denke, ich werde jetzt darüber reden."

Gibt es noch andere solche IC- Design- Tutorials? Ich frage nicht einmal nach einem Ranking, nur ob sie überhaupt existieren.

Bearbeiten: In der Schule nahm ich an einem Kurs namens "Analog & Mixed-Signal Integrated Circuit Design" teil. Die meiste Zeit haben wir damit verbracht, über verschiedene Arten von Operationsverstärkern und ihre unterschiedlichen Vorzüge und Einschränkungen zu sprechen. Das endgültige Projekt bestand darin, einen Operationsverstärker zu entwerfen, der einen der vier in dieser Klasse genannten Typen (zweistufig, teleskopisch, gefaltete Kaskade und Stromspiegel) verwendet, um eine von vier verschiedenen Konstruktionsspezifikationen zu erfüllen. Aber es schien nur so, als wären wir mit einem Verständnis für das Schwimmen in die Tiefe gestürzt, ohne zu wissen, wie man ein Brustschwimmen macht.

Im Wesentlichen müssen beim IC-Design viele Knöpfe gedreht werden, um Ihr Ziel zu erreichen. In der Tat so viele Knöpfe, dass es manchmal ein wenig überwältigend wird, und ich weiß nicht, wo ich anfangen soll. Ich habe mich nur gefragt, ob es da draußen Ressourcen gibt, nicht dafür, wie diese ICs und IC-Blöcke funktionieren, sondern wie man sie entwirft und effektiv nutzt.

integrated-circuit circuit-design design John Doe
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Ich habe ein paar Lehrbücher über analoges und digitales IC-Design, aber ich habe das Gefühl, dass das nicht ganz das ist, wonach Sie suchen. Auch ich bin gespannt, ob es solche Tutorials gibt
DerStrom8
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Meinen Sie damit die Verwendung in einem bestimmten Softwaretool oder eher allgemeine Tipps zum Platzieren von Schaltkreisen in ICs, wie man sie beim Platzieren derselben Schaltkreise auf Leiterplatten befolgen würde? Ich würde ein vollständiges Tutorial als selten bezeichnen, da es nicht von einer einzelnen Person ausgeführt wird.
Samuel
@Samuel Mehr das letztere als das erstere. Siehe oben bearbeiten.
John Doe
Dies ist eine gute Frage, aber sie ist schwierig, da sie stark von dem abhängt, was Sie wissen. Wenn Sie die Grundlagen der Transistoren und ihrer Parameter kennen, können Sie integrierte Schaltkreise wie Operationsverstärker oder digitale Logik verwenden. Ähnlich wie beim Programmieren eines Skripts müssen Sie jedoch wissen, was Sie benötigen, bevor Sie einen Algorithmus implementieren können, um die zu erledigenden Aufgaben zu lösen.
KingDuken
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Ich würde mich nicht zu sehr um die Fähigkeiten kümmern , Sie werden diese bei der Arbeit lernen. Sie müssen sich mit den Grundlagen befassen, damit Sie Schaltungsanalysen durchführen, die Funktionsweise von Halbleitern usw. kennen und im Grunde wissen, wie man einen Simulator verwendet. Idealerweise starten Sie in einem Unternehmen, in dem es mehr erfahrene Ingenieure gibt, von denen Sie lernen können. Verglichen mit dem, was ich jetzt weiß und was ich wusste, als ich die Uni verließ (mit einem Master), wusste ich nicht so viel. Ich dachte 10 MHz wäre eine ziemlich hohe Frequenz. Jetzt entwerfe ich mit 60 GHz!
Bimpelrekkie

Antworten:

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Ich bin also ein Analog-IC-Designer. Ich entwerfe Schaltungen mit analogen Funktionen zur Verwendung auf einem IC. Meine ersten Schaltkreise zur Verwendung auf einem Chip, den ich entworfen habe, als ich in den 1990er Jahren noch an der Universität war.

Ich bin kein digitaler IC-Designer, ich definiere keine Funktionen in Verilog / VHDL, die dann synthetisiert werden (in einem Layout, das auf einen Chip geht). Ich mache jedoch kleine / einfache Logikentwürfe, aber ich behandle sie genauso wie meine analogen Schaltungen. Also zum Beispiel keine automatische Layouterstellung.

Das Buch von Hans Camenzind diskutiert in der Tat kurz, worum es beim (Teil-) analogen IC-Design geht.

Wie Sie festgestellt haben, müssen Sie eine Menge Dinge behandeln, bevor Sie Ihre eigenen Schaltungen für die Verwendung in einem Chip entwerfen können. Ich würde sagen, es ist einfach zu viel , um es in einem "Tutorial" zu behandeln.

Du musst wissen:

  • Funktionsweise von Halbleitern mit PN-Übergang, Diode, BJTs (NPN, PNP) und / oder NMOS / PMOS.

  • Sie können eine (Kleinsignal-) Schaltungsanalyse durchführen, um beispielsweise die Bandbreite und die Verstärkung einer bestimmten Schaltung zu bestimmen.

  • Grundlegendes Verständnis, wie die Komponenten (Dioden und alle oben genannten) auf einem Chip realisiert werden

  • In der Lage zu sein, einen Schaltungssimulator zu verwenden, kann das Prototyping eines ICs eine Menge kosten . Denken Sie an 10.000 US-Dollar bis zu einer Million US-Dollar. Wir machen das Design also in einem Simulator.

  • Sie müssen in der Lage sein, das Designhandbuch zu verstehen, das mit dem IC-Herstellungsprozess geliefert wird, in dem Sie Ihren IC entwerfen. Jeder Prozess hat bestimmte Eigenschaften, die Sie beachten müssen.

  • in der Lage sein, eine Schaltung zu entwickeln, die die von Ihnen benötigte Funktion ausführen kann.

Manchmal müssen Sie auch Ihr eigenes Layout erstellen. Dies ist im Vergleich zu den oben genannten Elementen einfach zu erlernen.

Also ja, es dauert ein paar Jahre , um das alles zu meistern ;-)

Bimpelrekkie
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Erwähnenswert ist auch , dass Sie das Lesen und Schreiben aller Komponentenspezifikationen auch bei ungünstigsten Umgebungstoleranzen erlernen. Sie müssen in der Lage sein, Schaltpläne schneller als Englisch zu lesen
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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OK, also das mit einem Schaltungsteil kommen . Was mir sehr hilft, ist, dass ich seit meiner Jugend (also noch vor der Uni) von Schaltkreisen fasziniert war und versuchte herauszufinden, wie jeder Schaltplan, den ich in die Hände bekommen konnte (aus Zeitschriften, Büchern), funktioniert. Das hat mir viel über mögliche Strecken gelehrt und wie Dinge gemacht werden. In der Realität bestehen viele Schaltungen aus kleinen "Standard" -Lösungen wie Stromspiegeln, Diff. Paare, gemeinsame Emitter-Verstärker. Der Trick besteht normalerweise darin, all dies zu etwas zu kombinieren, das das tut, was Sie brauchen.
Bimpelrekkie
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Leider bin ich verheiratet und der einzige Versorger für meine Frau und zwei sehr junge Kinder. Ich habe keine Zeit zur Erkundung zur Verfügung. In diesen Tagen lerne ich durch Design- "Aufgaben" von jemandem aus einer anderen Abteilung, die hier bei der Arbeit ist. Es ist bestenfalls langsam, weil mehrere Personen involviert sind. Daher versuche ich herauszufinden, welche Optionen mir zur Verfügung stehen.
John Doe
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@ Leroy105 Cadence Virtuoso ist hauptsächlich für die Entwicklung von analogen und gemischten Signalen vorgesehen. Obwohl Cadence der "De-facto-Standard" ist, ist es nicht der einzige, sondern es gibt auch Mentor Graphics und Keysight ADS. Cadence bietet die beste Integration (alle Tools, die Sie vom Design bis zum Layout benötigen), aber es ist teuer. Sehr teuer. Vergessen Sie auch nicht zu überprüfen, was das Foundry-Design-Kit (das Ihren Chip herstellt) unterstützt. Es nützt nichts, Mentor zu haben, wenn die Gießerei erwartet, dass Sie Cadence verwenden.
Bimpelrekkie am
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@ Leroy105 Wenn du nicht viel "in-house" Erfahrung hast, dann sollte Outsourcing auf deiner Liste stehen. Outsourcing ist aber auch teuer. Sie müssen sicher sein, dass Sie einen gültigen Business Case für Ihr Design haben, da das Design "nur" einen Teil der Kosten darstellt. Berücksichtigen Sie auch Produktionstests und Produktüberprüfungen sowie Lebensdauertests, je nachdem, was Ihre Kunden benötigen. Denken Sie auch an 100.000 USD pro Artikel. Sie müssen wirklich sicher sein, dass Sie eine Million oder mehr Chips verkaufen werden, um kosteneffektiv zu sein. Es sei denn, Sie können 100 USD pro Chip berechnen.
Bimpelrekkie
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Eine erste Suche ruft diese Seite auf:

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

Es enthält eine Reihe von Abschnitten, die dem Entwurfsablauf folgen. Vielleicht ist es das, wonach Sie suchen.

DerStrom8
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Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, aber dies scheint ein spezielles Tutorial für ein Designtool (Suite) zu sein, nämlich Cadence. Habe ich etwas verpasst?
John Doe
Nein, Sie haben Recht, in diesem Kurs geht es um die Verwendung der Software (glaube ich). Ich verwende Cadence übrigens für die Simulation und das Layout meiner Entwürfe.
Bimpelrekkie
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Nun, wenn Sie darüber nachdenken, wie werden sie Ihnen zeigen, wie man etwas macht (die Definition eines Tutorials), wenn sie Ihnen nicht zeigen können, wie man es macht (in welcher Software auch immer sie benutzen)? Viele der Konzepte werden unabhängig vom Softwarepaket gleich sein, sodass ein Großteil dieses Tutorials wahrscheinlich noch anwendbar ist
DerStrom8
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Ich denke, wenn das OP tatsächlich ein physisches Layout eines bestimmten ICs sehen möchte, wäre dies eine proprietäre Information, genau wie der Cadence-Quellcode. Manchmal zeigt Intel physische Schichten im IEEE-Magazin als Anspielung, aber das ist es auch schon.
Sparky256