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数字IC设计工程师要具备哪些技能

学习“数字集成电路基础”是一切的开始，可以说是进入数字集成电路门槛的步。CMOS制造工艺是我们了解芯片的节课，从生产过程（宏观）学习芯片是怎么来的，这一步，可以激发学习的兴趣，产生学习的动力。

接下来，从微观角度来学习半导体器件物理，了解二极管的工作原理。进而学习场效应管的工作原理，这将是我们搭电路的积木。

导线是什么？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。

门电路是半定制数字集成电路的积木（Stardard Cell），所有的逻辑都将通过它们的实现。

存储器及其控制器，本质上属于数模混合电路。但由于计算机等复杂系统中存储器的日新月异，存储器的控制器由逻辑层（数字）和物理层（模拟）一起实现。

FPGA是可编程门阵列，就是提前生产好的ASIC芯片，可以改配置文件，来实现不同的功能。常常用于芯片Tapeout前的功能验证，或者用于基于FPGA的系统产品（非ASIC实现方案，快速推向市场）。

可测试性设计（即Design For Test），5v模拟数字芯片，通常用来检测和调试生产过程中的良率问题。封装和测试是芯片交给客户的后一步。似乎这些与狭义的数字电路设计不相关，但这恰恰公司降低成本的秘诀。

后，还需要了解数字电路与模拟电路的本质区别，这将会帮助我们融汇贯通所学的知识。

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？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，数字芯片技术，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，黄埔区数字芯片，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。

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，模拟转数字芯片，并确立不同单元间链接的方法，如此便完成规格的制定。

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。

▲ 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。

应用验证是指导IC元器件在系统中的可靠应用的关键，***要关注应用系统对器件接口信号的影响，因此无论是采用纯软件还是软硬件协同的方式进行应用验证都需要先完成应用系统的PCB工作。本文提出的应用验证技术方案以基IBIS模型在多个平台进行PCB SI(Signal Integrity)的方式提取出所需的数据，实现对系统应用环境的模拟;在此基础上通过软件和软硬件协同两种方法来实现数字IC器件的应用验证。为保证应用验证的顺利进行，对方案中涉及到的IBIS建模、PCB SI和S参数的提取及等技术进行了研究。

提出的应用验证技术方案的指导下，以SRAM的应用验证为例进行了相关的技术探索。首先对IBIS模型建模技术进行了深入研究，并完成了SRAM以及80C32等相关IC器件的IBIS模型建模工作;接着基于IBIS模型进行PCB SI，模拟了SRAM的板级应用环境并提取了应用验证所需的数据;后分别对适用于SRAM的软件平台和软硬件协同平台进行了相关设计，并完成了SRAM的应用验证。通过对SRAM的应用验证，证明了本文所提出的应用验证技术方案的可行性。

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