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模擬芯片設(shè)計(jì)詳情 模擬芯片設(shè)計(jì)的四個(gè)層次 從復(fù)旦攻讀微電子專業(yè)模擬芯片設(shè)計(jì)方向研究生開始到現(xiàn)在五年工作經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)整整八年了，其間聆聽過很多國(guó)內(nèi)外專家的指點(diǎn)。最近，應(yīng)朋友之邀，寫一點(diǎn)心得體會(huì)和大家共享。 我記得本科剛畢業(yè)時(shí)，由于本人打算研究傳感器的，后來(lái)陰差陽(yáng)錯(cuò)進(jìn)了復(fù)旦逸夫樓專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做研究生�，F(xiàn)在想來(lái)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室名字大有深意，只是當(dāng)時(shí)惘然。電路和系統(tǒng)，看上去是兩個(gè)概念， 兩個(gè)層次。 我同學(xué)有讀電子學(xué)與信息系統(tǒng)方向研究生的，那時(shí)候知道他們是“系統(tǒng)”的， 而我們呢，是做模擬“電路”設(shè)計(jì)的,自然要偏向電路。而模擬芯片設(shè)計(jì)初學(xué)者對(duì)奇思淫巧的電路總是很崇拜，尤其是這個(gè)領(lǐng) 域的最權(quán)威的雜志JSSC （IEEE Journal of solid state circuits）， 以前非常喜歡看， 當(dāng)時(shí)立志看完近二十年的文章，打通奇經(jīng)八脈，總是憧憬啥時(shí)候咱也灌水一篇，那時(shí)候國(guó)內(nèi)在此雜志發(fā)的文章鳳毛麟角， 就是在國(guó)外讀博士，能夠在上面發(fā)一篇也屬優(yōu)秀了。 讀研時(shí)，我導(dǎo)師是鄭增鈺教授，李聯(lián)老師當(dāng)時(shí)已經(jīng)退休，逸夫樓邀請(qǐng)李老師每個(gè)禮拜過來(lái)指導(dǎo)。鄭老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，女中豪杰。李老師在模擬電路方面屬于國(guó)內(nèi)先驅(qū)人物，現(xiàn)在在很多公司被聘請(qǐng)為專家或顧問。 李老師在87年寫的一本(運(yùn)算放大器設(shè)計(jì));即使現(xiàn)在看來(lái)也是經(jīng)典之作。李老師和鄭老師是同班同學(xué)，所以很要好，我自然相對(duì)于我同學(xué)能夠幸運(yùn)地得到李老師的指點(diǎn)。李老師和鄭老師給我的培養(yǎng)方案是：先從運(yùn)算放大器學(xué)起。所以我記得我剛開始從小電流源開始設(shè)計(jì)。那時(shí)候感覺設(shè)計(jì)就是靠仿真調(diào)整參數(shù)。但是我卻永遠(yuǎn)記住了李老師語(yǔ)重心長(zhǎng)的話：運(yùn)放是基礎(chǔ)，運(yùn)放設(shè)計(jì)弄好了，其他的也就容易了。當(dāng)時(shí)不大理解，我同學(xué)的課題都是AD/DA，鎖相環(huán)等“高端”的東東，而李老師和鄭老師卻要我做“原始”的模塊，我僅有的在(固體電子學(xué)) （國(guó)內(nèi)的垃圾雜志）發(fā)過的一篇論文就是軌到軌(rail-to-rail)放大器。 做的過程中很郁悶，非常羨慕我同學(xué)的項(xiàng)目，但是感覺李老師和鄭老師講的總有他們道理，所以我就專門看JSSC運(yùn)放方面的文章，基本上近20多年的全看了。當(dāng)時(shí)以為很懂這個(gè)了，后來(lái)工作后才發(fā)現(xiàn)其實(shí)還沒懂。所謂懂，是要真正融會(huì)貫通，否則塞在腦袋里的知識(shí)再多，也是死的。但是運(yùn)算放大器是模擬電路的基石，只有根基扎實(shí)方能枝繁葉茂，兩位老師的良苦用心工作以后才明白�？偟膩�(lái)說(shuō)，在復(fù)旦，我感觸最深的就是鄭老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)之風(fēng)和李老師的這句話。 碩士畢業(yè)，去找工作，當(dāng)時(shí)有幾個(gè)offer。 我?guī)熜謱O立平， 李老師的關(guān)門弟子，推薦我去新濤科技，他說(shuō)里面有個(gè)常仲元，魯汶天主教大學(xué)博士，很厲害。我聽從師兄建議就去了。新濤當(dāng)時(shí)已經(jīng)被IDT以8500萬(wàn)美金收購(gòu)了，成為國(guó)內(nèi)第一家成功的芯片公司。面試我的是公司創(chuàng)始人之一的總經(jīng)理Howard. C. Yang（楊崇和）。 Howard是Oregon State University 的博士，鎖相環(huán)專家。面試時(shí)他當(dāng)時(shí)要我畫了一個(gè)兩級(jí)放大器帶Miller補(bǔ)償?shù)模?我很熟練。他說(shuō)你面有個(gè)零點(diǎn)，我很奇怪，從沒聽過，云里霧里，后來(lái)才知道這個(gè) 是Howard在國(guó)際上首先提出來(lái)的， 等效模型中有個(gè)電阻，他自己命名為楊氏電阻。 當(dāng) 時(shí)出于禮貌，不斷點(diǎn)頭。不過他們還是很滿意，反正就這樣進(jìn)去了。我呢，面試的惟一 的遺憾是沒見到常仲元， 大概他出差了。 進(jìn)入新濤后，下了決心準(zhǔn)備術(shù)業(yè)有專攻。因?yàn)楸究坪脱芯可鷷r(shí)喜歡物理，數(shù)學(xué)和哲學(xué)， 花了些精力在這些上面。工作后就得真刀真槍的干了。每天上班仿真之余和下班后，就 狂看英文原版書。第一本就是現(xiàn)在流行的Razavi的那本書。讀了三遍。感覺大有收獲。 那時(shí)候在新濤，初生牛犢不怕虎，應(yīng)該來(lái)說(shuō)，我還是做得很出色的，因此得到�？偟馁p 識(shí)，被他評(píng)價(jià)為公司內(nèi)最有potential的人。偶爾�？倳�(huì)過來(lái)指點(diǎn)一把，別人很羨慕。其 實(shí)我就記住了常總有次聊天時(shí)給我講的心得， 他大意是說(shuō)做模擬電路設(shè)計(jì)有三個(gè)層次： 第一是會(huì)手算，意思是說(shuō)pensile-to-paper， 電路其實(shí)應(yīng)該手算的，仿真只是證明手算 的結(jié)果。第二是，算后要思考，把電路變成一個(gè)直觀的東西。 第三就是創(chuàng)造電路。 我 大體上按照這三部曲進(jìn)行的。Razavi的那本書后面的習(xí)題我仔細(xì)算了。公司的項(xiàng)目中， 我也力圖首先以手算為主， 放大器的那些參數(shù)，都是首先計(jì)算再和仿真結(jié)果對(duì)比。久而 久之，我手計(jì)算的能力大大提高，一些小信號(hào)分析計(jì)算，感覺非常順手。這里講一個(gè)小 插曲，有一次在一個(gè)項(xiàng)目中，一個(gè)保護(hù)回路AC仿真總不穩(wěn)定， 調(diào)來(lái)調(diào)去，總不行，這兒 加電容，那兒加電阻，試了幾下都不行，就找�？偭恕Ｒ�?yàn)檫@個(gè)回路很大，所以感覺是 瞎子摸象。�？傄贿^來(lái)三下五除二就擺平了， 他仔細(xì)看了，然后就導(dǎo)出一個(gè)公式，找出 了主極點(diǎn)和帶寬表達(dá)式。通過這件事，我對(duì)常總佩服得五體投地， 同時(shí)也知道直觀的威 力。所以后來(lái)看書時(shí)，都會(huì)仔細(xì)推導(dǎo)書中的公式，然后再直觀思考信號(hào)流， 不直觀不罷 手。一年多下來(lái)， 對(duì)放大器終于能夠透徹理解了，感覺學(xué)通了， 通之后發(fā)現(xiàn)一通百 通。最后總結(jié)：放大器有兩個(gè)難點(diǎn)，一個(gè)是頻率響應(yīng)，一個(gè)是反饋。其實(shí)所謂電路直 觀，就是用從反饋的角度來(lái)思考電路。每次分析了一些書上或者JSSC上的“怪異”電路 后，都會(huì)感嘆：反饋呀，反饋！然后把分析的心得寫在paper上面。 |
