数字IC前端后端的区别?
数字字IC就是传递、加工、处理数字信号的IC,是近年来应用广、发展快的IC品种,可分为通用数字IC和专用数字IC。
数字前端以设计架构为起点,以生成可以布局布线的网表为终点;是用设计的电路实现想法;当元件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下,陷于塑料的表面贴装元内部的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏元件。主要包括:基本的RTL编程和,前端设计还可以包括IC系统设计、验证(verification)、综合、STA、逻辑等值验证 (equivalence check)。其中IC系统设计难掌握,它需要多年的IC设计经验和熟悉那个应用领域,就像软件行业的系统架构设计一样,而RTL编程和软件编程相当。
数字后端以布局布线为起点,以生成可以可以送交foundry进行流片的GDS2文件为终点;必须进行明智的封装材料选择、仔细控制的组装环境和在运输中采用密封包装及放置干燥剂等措施。是将设计的电路制造出来,在工艺上实现想法。主要包括:后端设计简单说是Pamp;R,像芯片封装和管脚设计,floorplan,电源布线和功率验证,线间干扰的预防和修 正,时序收敛,自动布局布线、STA,DRC,LVS等,要求掌握和熟悉多种EDA工具以及IC生产厂家的具体要求。
数字IC设计什么怎么进行的?
1、 需求分析。分析用户或市场的需求,并将其翻译成对芯片产品的技术需求。
2、 算法设计。设计和优化芯片中所使用的算法。这一阶段一般使用语言(如C\C ),利用算法级建模和工具(如Matlab,SPW)进行浮点和定点的,进而对算法进行评估和优化。
3、 架构设计。根据设计的功能需求和算法分析的结果,设计芯片的架构,并对不同的方案进行比较。选择性能价格方案。这一阶段可以使用SystemC语言对芯片价格进行建模和分析。
4、 RTL设计。使用HDL语言完成对设计实体的RTL级描述。这一阶段使用VHDL或Verilog HDL语言的输入工具编写代码。
2、 算法设计。设计和优化
IC产品的生命周期
典型的IC产品的生命周期可以用一条浴缸曲线(Bathtub Curve)来表示。Ⅰ Ⅱ ⅢRegion (I) 被称为早夭期(Infancy period)
这个阶段产品的 failure rate 快速下降,造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷;Region (II) 被称为使用期(Useful life period)在这个阶段产品的failure rate保持稳定,失效的原因往往是随机的,比如温度变化等等;Foundry厂都有对金属密度的规定,使其金属密度不要低于一定的值,以防在芯片制造过程中的刻蚀阶段对连线的金属层过度刻蚀从而降低电路的性能。u Region (III) 被称为磨耗期(Wear-Out period)在这个阶段failure rate 会快速升高,失效的原因就是产品的长期使用所造成的老化等。认识了典型IC产品的生命周期,我们就可以看到,Reliability的问题就是要力图将处于早夭期failure的产品去除并估算其良率,预计产品的使用期,并且找到failure的原因,尤其是在IC生产,封装,存储等方面出现的问题所造成的失效原因。下面就是一些 IC 产品可靠性等级测试项目(IC Product Level reliability testitems )
一、使用寿命测试项目(Life test items):EFR, OLT (HTOL), LTOL①EFR:早期失效等级测试( Early fail Rate Test )目的: 评估工艺的稳定性,加速缺陷失效率,去除由于天生原因失效的产品。测试条件: 在特定时间内动态提升温度和电压对产品进行测试失效机制:材料或工艺的缺陷,包括诸如氧化层缺陷,金属刻镀,离子玷污等由于生产造成的失效。芯片中的时钟网络要驱动电路中所有的时序单元,所以时钟源端门单元带载很多,其负载很大并且不平衡,需要插入缓冲器减小负载和平衡。
IC什么怎么设计的?
在 IC 生产流程中,IC 多由*** IC 设计公司进行规划、设计,像是联发科、高通、Intel 等大厂,都自行设计各自的 IC 芯片,提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为 IC 是由各厂自行设计,所以 IC 设计十分仰赖工程师的技术,工程师的素质影响着一间企业的价值。然而,工程师们在设计一颗 IC 芯片时,究竟有那些步骤?随着三星以及台积电在近期将完成14奈米、16奈米FinFET的量产,两者都想争夺Apple下一代的iPhone芯片代工,我们将看到相当精彩的商业竞争,同时也将获得更加省电、轻薄的手机,要感谢摩尔定律所带来的好处呢。设计流程可以简单分成如下。
设计步,订定目标
在 IC 设计中,的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前,先决定要几间房间、浴室,有什么建筑***需要遵守,在确定好所有的功能之后在进行设计,这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC 设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。因为模拟IC通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件,而CMOS工艺的驱动能力很差。
规格制定的步便是确定 IC 的目的、效能为何,对大方向做设定。接着是察看有哪些协议要符合,像无线网卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等规范,不然,这芯片将无法和市面上的产品兼容,使它无法和其他设备联机。后则是确立这颗 IC 的实作方法,将不同功能分配成不同的单元,并确立不同单元间链接的方法,如此便完成规格的制定。但是这两种方式都不可能长时间发生,所以总的来说,芯片是会逐渐老化的。
设计完规格后,接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。在 IC 芯片中,便是使用硬件描述语言(HDL)将电路描写出来。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等,藉由程序代码便可轻易地将一颗 IC 地菜单达出来。接着就是检查程序功能的正确性并持续修改,直到它满足期望的功能为止。这是一个有趣的话题,电阻、电容、电感的相互作用,产生和干扰,也是数字电路要解决的重要问题。
▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例。
有了计算机,事情都变得容易
有了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。在 IC 设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让计算机将 HDL code 转换成逻辑电路,产生如下的电路图。之后,反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。特殊应用型模拟IC主要应用在通信、汽车、电脑周边和消费类电子等四个领域。
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