IC系统组成概论

IC系统是什么?

对算法工程师来说,IC系统是完成特定功能的硬件。
对架构设计师来说,IC系统包括控制,运算,存储部分。
电路设计工程师来说,IC系统是加法器,乘法器,与非门,运算放大器,开关电容等的搭配。
对版图工程师来说,它是多边形组成的组合。

一个常见的IC系统包括:

  • 数字部分(可能包括微处理器,控制电路,数据通路等)
  • 模拟部分(可能包括PLL,A/D,RF等)
  • 连线
  • I/O PAD
  • 存储器

数字部分
绝大多数数字系统都采用同步设计方法,即采用时钟來统一协调系统各部分的运行。它由组合逻辑和时序单元(寄存器和锁存器)组成,数据在时序单元-组合逻辑-时序单元这种结构间一级级的传递下去。通常可以将数字部分大致分为数据通路部分与控制部分。数据通路部分是指乘法器,加法器,有限响应冲击滤波器(FIR)等规则的运算单元,控制部分是指控制管理数据流通的逻辑。


模拟部分
  • 模数转换ADC
  • 数模转换DAC
  • 可编程增益放大器PGA
  • 锁相环PLL


I/O部分
I/O是IC系统与外部环境的接口。foundry提供的综合库中,通常包括三类PAD单元:输入PAD,输出PAD,双向PAD。在设计中,可以将这些PAD看作是标准单元,直接例化就可以了。


存储器
存储器对整个芯片设计至关重要:
  • 高速IC设计中,存储器的带宽已经成为性能瓶颈
  • 存储器占整个芯片70%以上的面积
  •

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