数字模拟混合集成电路设计分析

数字模拟混合集成电路设计分析

李超

南京创芯慧联技术有限公司 江苏南京 210000

摘要：集成电路在目前的设备零件中有着重要的利用，强调集成电路的科学设计，关注集成电路的质量，实现其应用过程中的稳定与高效，这对于设备零件自身的应用效果加强有突出的现实意义。结合目前的社会实践进行分析会发现数字技术在实践中有着突出的应用价值，且数字技术的应用广泛性有了显著提升，尤其是在集成电路设计实践中，数字技术的应用在不断深化。文章对数字模拟混合集成电路的设计进行分析，总结设计实践中存在的具体问题，并对问题的改善等做讨论，目的是要指导实践工作。

关键词：数字模拟；混合；集成电路；设计

结合目前的集成电路设计实践会发现数字模拟混合集成电路是目前电路设计实践中利用的重要方式，对数字模拟混合集成电路系统设计的具体特点进行分析，并对数字模拟混合集成电路在应用实践中的具体问题进行总结，同时基于具体的问题探讨解决策略与设计改善措施，这对于实践工作而言意义显著。总之，对数字模拟混合集成电路的具体设计工作进行分析，强调工作实践中的问题总结与解决，这对于实践工作来讲现实意义巨大。

1. 数字模拟混合集成电路的现状

对现阶段的电子产业发展实践进行分析会发现数字模拟混合集成电路设计在产业发展实践中发挥着重要的作用，而且结合目前的市场发展趋势进行分析会发现集成电路的市场需求量在显著的提升。为了实现更多高质量集成电路的设计和生产，模拟模块和数字模块在同一集成电路中镶嵌的表现越来越突出。而且随着电子产品的普及，集成电路产业获得了显著的发展。

对目前的数字模拟混合集成电路设计进行分析会发现衡量设计质量的重要指标是模拟信号和数字信号转变的实时性、精确性。在实践中，影响数字模拟混合集成电路精度的具体因素除了器件的生产工艺，还有具体的算法。结合数字模拟混合集成电路的设计实践发现工作环境当中存在着诸多的干扰源，比如磁场、电流等会导致噪声，而噪声又会影响到数字模拟混合集成电路的具体性能，因此在设计实践中，强调干扰的排除是非常重要的内容。基于干扰的具体排除做考虑，目前的数字模拟混合集成电路设计实践中主要采用了接地方法，就接地方法的具体利用来看，其虽然在一定程度上遏制了干扰，但是并没有达到预期的成果，因此要有效的解决数字模拟混合集成电路设计中的干扰问题，还需要对设计工作进行进一步的优化。

2. 基于问题解决的数字模拟混合集成电路设计

结合上述的分析可知，在数字模拟混合集成电路设计实践中，最为核心的问题是抗干扰能力的加强，所以基于抗干扰的实践对设计进行调整是非常必要的。在目前的设计实践中，为了实现抗干扰的加强，模拟模块和数字模块实现了区分，但是从现实研究来看，二者的分割导致了信号回流路径的不完善，所以数字信号的质量会下降，电路的质量会大受影响。基于这样的情况，在设计工作中进行有效调整非常必要。以下是基于实践总结的改善数字模拟混合集成电路设计的具体方案。

第一是按照电路的功能对接地面进行分割。基于电路的具体功能进行接地面分割，这对于电路设计优化有突出的现实意义。就功能分割来看，具体指的是利用物理上的分割减少不同类型的接线方式，从而实现数字模块和模拟模块混合电路之间相互耦合的减少，尤其是能够减少通过电源线和地线之间的耦合。按照电路功能对地线进行分割，并在分割技术利用的基础上将4个不同类型功能模块的电路通过接地面进行分割^[1]。让每个电路的电源输入都采用LC滤波器，这样，电源面之间的耦合可以有效减少。基于电感和电容对各个电路通过的LC滤波器进行分析，采用不同的数值会使电路提供给每个电路的滤波特性具有差异。在电路的输入端，考虑暂态抑制和静电释放的器件或者是电路，并在电源的末端实现部分数字部分的模拟，这样，各个部分的接地会议最合适的类型实现，集成电路抗干扰的能力会显著提升。

第二是采用局部接地的方式。在实践中，数字电路、振荡器电路以及市政电路、模拟电路等都可以单独在局部接地面上进行安装。需要注意的是局部接地面的具体设计需要安置在电路的顶层，因为通过顶层的诸多通孔可以和电路的内部接地层实现有效连接。在实践中，时钟电路和振荡器电路可以在同一个局部接地面上安装，这样可以产生镜像层，利用镜像层获取LC振荡器内部和相关电路所产生的模拟负载电流信号，可以实现负载影响的有效减少^[2]。在局部接地使用的过程中，需要注意布线的具体方式，在实践中一定要严禁通过镜像层布线这种方式，因为其会对镜像层的具体功能产生破坏，从而导致数字模拟混合集成电路设计无法完成正常的工作。如果在实践中电路器件采用的是不同的数字接地或者是模拟接地，电路器件可以在不同的位置上进行布置。

第三是在设计实践中采用统一地平面。在直流电路或者是交流电路当中，需要保证直流电路或者是交流电路模拟接地和数字接地的引脚在同一点，一般的建议是在实践中，将直流接地和交流接地的引脚以最短的导线连接到相同的一个低阻抗地平面上

^[3]。在具体设计的过程中可以实现“地平面”的分割，然后在交流电路芯片的下方位置处将模拟接地和数字接地的部分进行连接，在连接过程中必须要保证连接的正确，而且模拟接地和数字接地在连接实践中，二者之间的宽度和IC的宽度要保持相同，且信号线不能出现过分分割间隙。

第四是将数字和模拟电源作为电源面进行分割。在数字模拟混合的集成电路系统当中，分别采用具有独立性的模拟电源和数字电源进行供电，并在模拟混合信号的电路上强调分电源平面分割。在实践中需要注意电源层的信号线和不能跨越的电源之间的间隙强调。结合目前的相关经验，只有存在于大面积信号层上的信号线之间才能够实现跨越。在模拟电源设计的时候后，将其用填充或者是走线的形式进行设计，而不是采用电源平面进行设计，这样能够有效的规避电源面分割方面存在的问题。

结合上述的具体分析可知，数字模拟混合集成电路设计实践中，电路的抗干扰设计加强是需要重点解决的问题，过去设计采用的接地方法虽然在一定程度上能够加强抗干扰效果，但是依然无法达到预期的目标。基于此，通过接地设计优化对电路的抗干扰进行进一步加强，这于电路设计整体效果提升帮助巨大。

结束语：

综上所述，集成电路在目前的电子设备和零件中有着重要的应用，强调集成电路的设计科学有突出的现实意义。结合目前的集成电路设计实践进行分析总结会发现数字模块和模拟模块在同一集成电路镶嵌的情况越来越普遍，所以需要针对这种情况进行设计分析与强调，积极的解决这种趋势下的设计难题，这样，数字模拟混合集成电路的设计实践效果才会更加的突出。

参考文献：

1. 陈玉荣.浅谈对数字集成电路设计原理与使用之我见[J].当代旅游:下旬刊,2019(1):00037-00037.

2. 刘博,张金灿,张雷鸣,等.结合晶体管版图效应分析的模拟集成电路设计[J]. 河南科技大学学报(自然科学版),2019,40(02):7+60-66.

3. 李宏杰,段德功,常盛华.面向集成电路设计的模拟电子技术教学改革探究[J].科技风,2019,000(035):46-47.