入行芯片设计选模拟IC还是数字IC?一文为你讲解清楚

文章介绍了数字IC和模拟IC设计的区别,包括各自的特点、技能要求和职业发展方向。数字IC处理数字信号,模拟IC处理模拟信号,前者通常需要编程能力,后者更侧重电路分析。文章提到,数字IC设计岗位需求更多,但细分领域广泛,而模拟IC设计虽需求较小,但薪资可能略高。对于新人来说,选择应基于个人兴趣和技能特长。

数字IC设计与模拟IC设计有什么区别,很多入行的新人都不知道该怎么选择?

数字IC设计和模拟IC设计,其实是不同的两个方向。

喜欢挑战,喜欢分析电脑屏幕上可见的MOS管组成的具体电路的,可以选择模拟IC设计。不排斥编程序,对编程没有畏惧心理的,讨厌公式推导分析的,可以选择数字IC设计。

模拟电路的设计门槛高,而数字IC是用电脑辅助设计,它们的应用领域也不完全相同。

如果你是一个喜欢专一在一个方向上抠细节,有定力,能够在一个领域有深入钻研精神的人,可以选择模拟。

如果你的性格是喜欢涉猎很多知识面,综合起来解决实际问题的人,可以选择数字IC设计。

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二者的区别:数字电路IC就是处理数字信号的器件,比如CPU、逻辑电路等;而模拟电路IC是处理和提供模拟信号的器件,比如运算放大器、线性稳压器、基准电压源等,它们都属于模拟IC。

模拟IC处理的信号都具有连续性,可以转换为正弦波研究,而数字IC处理的是非连续性信号,都是脉冲方波。

数字IC与模拟IC,虽然都是芯片,但却有着截然不同的工程师分工和技能要求。

模拟IC

要求:模拟集成电路需要大家有非常好的基础,对工艺也需要非常了解,这个其实和RFIC比较像,只不过没有RFIC频率高,模拟IC比RFIC工作量要大一些,但是最主要的还是要有非常好的基础和多年的经验,才做得比较顺手,才能做出高性能的模拟IC产品,不然模拟IC也不会被称为是艺术了。

数字IC

要求:有较好的数字电路基础和一定的模拟电路基础,有较强的编程能力,对EDA工具要有好感,要熟悉基本的数字IC设计流程和各种EDA软件使用,熟悉接口、协议、算法、结构等等;

岗位的细分

模拟IC:模拟设计、模拟版图
数字IC:前端设计、功能验证、DFT设计、后端设计

数字IC设计

数字IC设计按分为前端、验证与后端,规模较大的团队,还会有算法、时序、DFT等专业岗位角色。

数字前端设计师
数字前端设计处于数字IC设计流程的前端,属于数字IC设计类岗位的一种。主要负责芯片系统、数字模块及数模混合接口的技术规范制定、系统原型验证方案、芯片系统集成方案;

负责芯片系统、数字模块及数模混合接口的详细设计、仿真、用户使用手册、验证方案和测试指南等文档的发布和版本维护工作。

数字验证工程师
使用软件方法,验证确认前端设计师定义的逻辑功能符合目标要求。数字芯片如今已经发展到非常复杂,在过去十年间,验证职能从前端设计中独立了出来,并发展出了独立的方法论。

该岗位要求有较好的编程能力,使用的方法思路与软件工程接近。

DFT工程师
DFT是design for test(可测性设计)的缩写,就是在芯片设计过程中,加入可测性逻辑。有的公司把该职位归到前端设计,有的归到中端实现。

DFT主要是通过在芯片中加入可测性逻辑,等芯片制造出来,在ATE(AutomaticTestEquipment,自动测试仪)设备上通过可测性逻辑对芯片进行测试,挑出有制造缺陷的芯片并淘汰掉,留下没有制造缺陷的好芯片。

数字后端设计师
数字芯片后端工程师主要工作就是接收数字前端提交的代码,最终交付一个完整的芯片布局布线结果。

它是一门兼具形式美和工程实践需求的技术。形式美,直接来源于功能内容和需求,在后端设计的环节中,数以万计的标准单元如散乱的点点繁星,却在功能、时序等满足的前提下,寻求各个Block之间的依赖关系,进而使芯片内部之间呈现出和谐与稳定。

该岗位对EDA工具的熟练掌握要求较高,对先进工艺的知识更新也相对频繁。

模拟IC设计

模拟IC设计师
从单个晶体管开始,进行电路设计,给出完整的电路图。与数字不同,模拟IC往往不需要很高的集成度,而聚焦在精巧的电路结构。

这需要设计师深入的理解掌握模拟电路原理,根据芯片指标要求,采用合适的电路结构,定义具体器件参数,通过EDA软件仿真,调整电路参数,同时也要对器件和制造工艺有一定的了解。

模拟版图设计师
模拟版图设计工程师主要工作内容是负责进行版图布局规划。具体则是需要有一定的全定制模块版图设计实践经验,可独立进行版图规划、设计或验证等,并承担模块(Block Level)版图设计、改进和维护等工作。

模拟版图的入行门槛相对于其他岗位较低,经过一些专业的培训后就可以入行,但版图也是一份知识涉及面非常广的工作,想要做资深和精通难度都是比较大的。

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发展前景

得益于更大的市场规模和层出不穷的应用场景,数字IC设计的岗位需求要多于模拟IC设计。

但是,数字IC的岗位更为细分,前端、验证、后端的工作内容差异不小,并不能简单换岗,新人仍然需要细分选择。当前行业中的岗位需求上,验证>前端>后端

对于模拟来说,只需要在电路设计和版图设计中做出选择,因为这两个角色的门槛和要求差异较大,选择比较明朗。

而模拟IC由于国产替代空间广阔,因此在国内的就业岗位需求量虽然也在不断扩大,也只稍逊色于数字IC。

薪资对比(参考):

目前就应届生而言,同等学历条件下,两者薪资相差并不算太大(针对设计),薪资浮动范围基本就在30-60W之间。

非要对比一下的话,模拟IC目前的薪资比数字IC稍微高一点:如果你后期毕业,模拟设计科班硕士,在上海的薪资是42W+,像成都西安武汉等城市,薪资大概在35W+,以上仅供参考。

不管是数字IC还是模拟IC,同学们想要入行,就应该了解清楚芯片设计的岗位分工,对比自己的擅长领域,认准方向,潜心学习和积累项目经验才是最重要的。

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这里放个入口:IC入行指导

<think>嗯,用户问的是数字IC里的bypass是什么意思。首先我得确定用户可能的背景。可能是一个学生或者刚入行的工程师,想要了解基本概念。或者他们可能在项目中遇到了bypass相关的设计问题,需要深入理解。 Bypass在数字IC里通常有几个不同的应用场景,比如时钟网络、测试、电源管理、数据路径优化。我得先回忆这些方面,确保覆盖全面。比如,时钟bypass用于低功耗模式,测试中的bypass比如JTAG的旁路寄存器,数据路径中的bypass可能用于流水线优化。 用户可能想知道具体应用场景和目的,比如为什么需要bypass,有什么好处。需要举例说明,比如在时钟门控时,bypass路径让时钟信号绕开门控单元,保持某些模块运行。或者测试时,旁路寄存器减少扫描链的长度,提高测试效率。 另外,用户可能混淆了不同上下文中的bypass,比如模拟电路中的旁路电容,但这里是数字IC,所以需要明确区分。还要注意术语的正确性,比如BYPASS指令在JTAG中的作用。 结构上,应该先定义bypass,再分场景解释,每个场景给出功能、实现方式和例子。最后比较不同场景的区别,帮助用户全面理解。需要避免使用过于专业的术语,用简单易懂的语言,可能的话提供代码或示意图的例子,比如Verilog代码片段或者模块框图。 还需要检查之前用户的历史问题,之前问过NVIC和WIC的区别,可能用户对IC中的模块和功能有持续兴趣,这次的问题也是关于内部机制的。所以回答需要保持一定的技术深度,但又要清晰易懂。 可能用户实际应用中遇到了设计问题,比如如何实现低功耗模式下的时钟bypass,或者测试时如何优化扫描链。因此,回答需要结合实际应用,说明bypass如何解决这些问题,带来的好处,如降低功耗、提高测试速度等。 最后总结bypass在数字IC中的重要性,强调其在不同场景下的灵活应用,帮助用户建立系统的理解,而不是零散的知识点。</think>在数字集成电路(Digital IC)中,"**bypass**"(旁路)通常指通过特定的电路设计或信号路径,**绕开某个功能模块或电路结构**,以实现特定目的(如降低功耗、提升性能或简化测试)。以下是不同场景下的具体解释: --- ### **1. 时钟网络中的Bypass** - **功能**:在低功耗模式下,绕过时钟门控(Clock Gating)单元,维持关键模块的时钟信号。 - **实现方式**: ```verilog // 示例:时钟Bypass控制逻辑 assign clk_core = (power_save_mode) ? clk_bypass : clk_gated; ``` - **应用场景**: 当系统进入睡眠模式时,关闭大部分模块的时钟(节省功耗),但保留少数模块(如唤醒控制器)的时钟活动。 --- ### **2. 测试中的Bypass(如JTAG)** - **功能**:在测试模式下,绕过扫描链(Scan Chain)中的部分逻辑,缩短测试路径。 - **典型应用**: - **JTAG BYPASS指令**:将TAP(Test Access Port)控制器置于旁路模式,使测试数据直接通过单个寄存器,减少测试时间。 - **示例电路**: ``` TDI -> [BYPASS Register] -> TDO ``` - **优势**: 简化复杂芯片的测试流程,提高测试覆盖率。 --- ### **3. 数据路径中的Bypass** - **功能**:在流水线(Pipeline)设计中,绕过某一级寄存器,直接传递数据以减少延迟。 - **实现方式**: ```verilog // 示例:流水线Bypass逻辑 assign data_out = (bypass_en) ? data_in : pipeline_reg; ``` - **应用场景**: 在需要低延迟的场景(如实时控制),牺牲吞吐量换取单周期响应。 --- ### **4. 电源管理中的Bypass** - **功能**:在电压调节模块(如LDO)失效时,直接连接电源与负载,避免系统宕机。 - **典型电路**: ``` VDD ────[Switch]───┬───> VOUT (Bypass模式) │ LDO ───────────────┘ ``` - **用途**: 保障芯片在异常状态(如LDO故障)下的基础功能。 --- ### **5. 功能模块的Bypass** - **功能**:禁用某个IP模块(如加密引擎),直接透传数据。 - **示例**: - 在安全芯片中,临时绕过加密模块以进行调试。 - 在通信协议处理中,绕过CRC校验模块以测试原始数据。 --- ### **对比总结** | **场景** | 核心目的 | 典型实现方式 | |----------------|----------------------------|--------------------------| | 时钟Bypass | 低功耗模式下维持部分功能 | 时钟多路择器(MUX) | | 测试Bypass | 加速测试流程 | JTAG BYPASS指令 | | 数据Bypass | 降低处理延迟 | 流水线寄存器旁路逻辑 | | 电源Bypass | 故障容错 | 电源开关直接连接 | | 模块Bypass | 功能调试或性能优化 | 数据路径直连 | --- ### **关键设计考量** 1. **时序影响**:Bypass可能引入组合逻辑路径,需检查建立/保持时间。 2. **面积开销**:旁路控制逻辑(如MUX)会增加芯片面积。 3. **验证复杂度**:需覆盖Bypass模式与正常模式的所有交互场景。 通过合理使用Bypass机制,设计者可以在性能、功耗和可靠性之间实现灵活权衡,尤其在对能效敏感的物联网(IoT)芯片中广泛应用。
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