Apakah ada tutorial desain IC?

12

Saya mencoba menjadikan ini sebagai non-opini berbasis mungkin.

Ada banyak buku teks dan sumber daya tentang cara kerja transistor, dan berbagai hal yang terbuat dari transistor. Namun, dalam semua pencarian saya, satu-satunya tutorial yang pernah saya lihat untuk desain IC aktual adalah yang ini. Akan tetapi, dalam membaca awal saya, tampaknya cukup "keluar dari kepala saya" -seperti, "Saya pikir saya akan membicarakan hal ini, sekarang."

Apakah ada tutorial desain IC lainnya ? Saya bahkan tidak meminta peringkat, hanya jika mereka ada di tempat pertama.

Sunting: di perguruan tinggi, saya mengambil kursus yang disebut "Desain Sirkuit Terpadu Sinyal Analog & Campuran"; sebagian besar waktu kami dihabiskan untuk membicarakan berbagai jenis op-amp dan kelebihan serta keterbatasannya. Tugas akhir adalah merancang op-amp, menggunakan salah satu dari empat jenis yang disebutkan di kelas (dua tahap, teleskopik, lipatan-kaskade, dan cermin saat ini) untuk memenuhi salah satu dari empat set spesifikasi desain yang berbeda. Tapi sepertinya kita terlempar ke dalam dengan pemahaman tentang apa itu berenang tetapi tidak tahu bagaimana melakukan gaya dada.

Pada dasarnya, dalam desain IC, ada banyak tombol untuk memutar untuk mencapai tujuan Anda; begitu banyak tombol, pada kenyataannya, itu menjadi sedikit berlebihan di kali, dan saya tidak tahu harus mulai dari mana. Saya hanya ingin tahu apakah ada sumber daya di luar sana, bukan untuk bagaimana blok IC dan IC ini bekerja, tetapi bagaimana merancang dan menggunakannya secara efektif.

integrated-circuit circuit-design design John Doe
sumber
Saya punya beberapa buku teks tentang desain IC analog dan digital, tapi saya merasa itu bukan yang Anda cari. Saya juga ingin tahu apakah ada tutorial seperti itu
DerStrom8
1
Apakah Anda bermaksud untuk menggunakan alat perangkat lunak tertentu atau lebih seperti tips umum untuk menempatkan sirkuit di IC seperti yang akan mengikuti ketika menempatkan sirkuit yang sama di PCB? Saya pikir tutorial lengkap menjadi langka karena itu bukan tugas yang biasa dilakukan oleh satu orang.
Samuel
@Samuel Lebih banyak daripada yang sebelumnya. Lihat edit di atas.
John Doe
Ini adalah pertanyaan yang bagus tetapi sulit karena sangat tergantung pada apa yang Anda ketahui. Mengetahui dasar-dasar transistor dan parameternya dapat membantu Anda dengan rangkaian terintegrasi seperti op amp atau logika digital. Tetapi sama seperti memprogram skrip, Anda harus tahu apa yang Anda butuhkan sebelum Anda dapat mengimplementasikan algoritma untuk menyelesaikan apa yang perlu Anda lakukan.
KingDuken
1
Saya tidak akan terlalu khawatir tentang keterampilan , Anda akan belajar mereka di tempat kerja. Anda perlu memiliki dasar-dasar Anda sehingga analisis sirkuit, tahu bagaimana semikonduktor bekerja dll dan pada dasarnya tahu cara menggunakan simulator. Idealnya Anda akan mulai dari perusahaan di mana ada lebih banyak insinyur berpengalaman yang dapat Anda pelajari. Dibandingkan dengan apa yang saya ketahui sekarang dan apa yang saya tahu ketika saya meninggalkan Uni (dengan gelar Master), saya tahu, uhm, tidak begitu banyak. Saya pikir 10 MHz adalah frekuensi yang cukup tinggi. Sekarang saya mendesain pada 60 GHz!
Bimpelrekkie

Jawaban:

16

Jadi, saya seorang perancang IC Analog. Saya merancang sirkuit dengan fungsi analog untuk digunakan pada IC. Sirkuit pertama saya untuk digunakan pada chip yang saya desain ketika saya masih di Universitas pada 1990-an.

Saya bukan perancang IC digital, saya tidak mendefinisikan fungsi dalam Verilog / VHDL yang kemudian disintesis (dibuat menjadi tata letak yang masuk ke dalam chip). Namun saya membuat desain logika kecil / sederhana tetapi saya memperlakukannya sama dengan sirkuit analog saya. Jadi tidak ada generasi tata letak otomatis misalnya.

Buku karya Hans Camenzind memang membahas secara singkat apa (bagian dari) desain IC analog.

Seperti yang Anda temukan ada banyak hal yang perlu Anda tutup sebelum Anda dapat merancang sirkuit Anda sendiri untuk digunakan dalam sebuah chip. Saya akan mengatakan bahwa itu terlalu banyak untuk dibahas dalam "tutorial".

Kamu harus tahu:

  • bagaimana semikonduktor bekerja yang meliputi PN junction, diode, BJTs (NPN, PNP) dan / atau NMOS / PMOS.

  • Mampu melakukan analisis sirkuit (sinyal kecil), misalnya menentukan bandwidth dan gain dari sirkuit yang diberikan.

  • Memiliki pemahaman dasar tentang bagaimana komponen (dioda dan semua yang disebutkan di atas) direalisasikan pada sebuah chip

  • dapat menggunakan simulator rangkaian, membuat prototipe IC dapat menghabiskan banyak biaya , pikirkan $ 10.000 hingga 1 juta USD sehingga kami melakukan desain dalam simulator.

  • dapat memahami manual Desain yang datang dengan proses pembuatan IC di mana Anda akan merancang IC Anda. Setiap proses memiliki sifat spesifik yang perlu Anda waspadai.

  • dapat menghasilkan sirkuit yang dapat melakukan fungsi yang Anda butuhkan.

Terkadang Anda juga harus membuat tata letak sendiri, ini mudah dipelajari dibandingkan dengan item yang disebutkan di atas.

Jadi ya, perlu beberapa tahun untuk menguasai semua ini ;-)

Bimpelrekkie
sumber
1
Juga layak disebutkan: pelajari cara membaca dan menulis semua spesifikasi komponen, juga dengan toleransi lingkungan terburuk. Anda harus dapat membaca skematik lebih cepat daripada bahasa Inggris
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
OK, jadi muncul dengan bagian sirkuit . Apa yang banyak membantu saya adalah karena saya masih remaja (bahkan sebelum Uni) saya terpesona oleh sirkuit, jadi saya mencoba mencari tahu bagaimana setiap skema yang saya dapat kerjakan (dari majalah, buku) bekerja. Itu mengajari saya banyak tentang kemungkinan sirkuit dan bagaimana hal-hal dilakukan. Pada kenyataannya banyak rangkaian terdiri dari solusi "standar" kecil seperti cermin saat ini, diff. pasangan, amp emitor umum. Triknya biasanya menggabungkan semua ini menjadi sesuatu yang melakukan apa yang Anda butuhkan.
Bimpelrekkie
1
Sayangnya, saya sudah menikah dan satu-satunya penyedia untuk istri dan dua anak saya yang masih sangat muda; Saya memiliki waktu terbatas untuk eksplorasi. Pembelajaran saya hari ini datang dari "tugas" desain dari seseorang dari departemen lain di sini di tempat kerja; ini berjalan lambat karena banyak orang terlibat, jadi saya mencoba melihat opsi apa yang tersedia untuk saya.
John Doe
2
@ Leroy105 Cadence Virtuoso terutama untuk desain sinyal Analog dan Campuran. Meskipun Cadence adalah "standar de facto" itu bukan satu-satunya, ada juga Mentor Graphics dan Keysight ADS. Irama memang menawarkan integrasi terbaik (semua alat yang Anda butuhkan dari desain ke tata letak) Saya pikir tapi mahal. Sangat mahal. Juga jangan lupa untuk memeriksa apa yang mendukung desain kit pengecoran (membuat chip Anda). Tidak ada gunanya memiliki Mentor ketika pengecoran mengharapkan Anda untuk menggunakan irama.
Bimpelrekkie
1
@ Leroy105 Jika Anda tidak memiliki banyak pengalaman "di rumah" maka pasti outsourcing harus ada dalam daftar Anda. Outsourcing juga mahal. Anda harus yakin memiliki kasus bisnis yang valid untuk desain Anda karena desainnya "hanya" bagian dari biaya. Juga memperhitungkan pengujian produksi dan verifikasi produk, pengujian seumur hidup tergantung pada apa yang dibutuhkan pelanggan Anda. Pikirkan 100k USD per item juga. Anda benar-benar perlu memastikan bahwa Anda akan menjual jutaan chip atau lebih agar hemat biaya. Kecuali Anda dapat mengisi 100 USD per keping tentunya.
Bimpelrekkie
4

Pencarian awal menampilkan halaman ini:

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

Ini memiliki sejumlah bagian yang mengikuti aliran desain. Mungkin ini yang Anda cari.

DerStrom8
sumber
Perbaiki saya jika saya salah, tetapi ini sepertinya tutorial khusus untuk alat desain (suite), yaitu Cadence. Apakah saya melewatkan sesuatu?
John Doe
Tidak, Anda benar, tentu saja itu tentang cara menggunakan perangkat lunak (saya pikir), saya menggunakan btw irama untuk simulasi dan tata letak desain saya.
Bimpelrekkie
1
Nah jika Anda memikirkannya bagaimana mereka akan menunjukkan kepada Anda bagaimana melakukan sesuatu (definisi tutorial) jika mereka tidak dapat menunjukkan kepada Anda bagaimana melakukannya (dalam perangkat lunak apa pun yang mereka gunakan)? Banyak konsep yang akan tetap sama terlepas dari paket perangkat lunaknya, banyak dari tutorial itu yang mungkin masih berlaku
DerStrom8
1
Saya pikir jika OP benar-benar ingin melihat tata letak fisik dari setiap IC yang diberikan, itu akan menjadi informasi hak milik, sama seperti kode sumber Cadence. Kadang-kadang Intel menunjukkan lapisan fisik di majalah IEEE sebagai penggoda, tetapi hanya itu saja.
Sparky256