（文章來源：21IC中國電子網）
? ? ?? 早在20世紀80年代初期，就有人預言模擬電路即將消失。當時，數字信號處理算法的功能日益增強，而VLSI技術的發展又使得在一塊芯片上集成數百萬、上千萬個晶體管成為可能。由于這些算法可以在硅片上緊湊而有效的實現，所以許多傳統上采用模擬電路形式來實現的功能很容易在數字領域內完成，例如，數字音頻和無線蜂窩電話。

完成一個模擬集成電路的設計，需要多個步驟，具體包括：①規格定義;②電路結構選擇以及工藝確定;③具體電路設計;④電路仿真;⑤版圖設計;⑥版圖驗證;⑦后仿真。混合信號集成電路設計對數字電路和模擬電路做整體上的考慮以及驗證，這將面臨許多挑戰和困難。

傳統的混合信號集成電路設計是采用有底向上的方法，用SPICE 等電路仿真器對混合電路中的模擬元件進行設計，用數字電路仿真器對數字電路部分進行仿真。然后通過手工建立網表，對數字和模擬電路的協同工作進行設計驗證。

然而，模擬電路和數字電路之間協同工作的驗證比較困難，因此用這種傳統設計方法仿真和驗證整個混合電路系統既費時，又不精確，特別對于復雜度越來越大的系統而言，這種缺陷更顯突出。

隨著EDA 技術的飛速發展，混合信號集成電路設計推進到了自頂向下的設計流程。該流程同數字系統自頂向下的流程相似，但與純數字系統的結構有所不同，這是因為混合系統模擬部分仍然需要自底向上的設計，需要更多的時間和豐富的知識與經驗。因此，研究如何采用通用的設計方法和共有的約束與資源來建立混合系統，是十分有價值的。

混合信號集成電路的基本設計流程主要包括設計規劃、系統級設計、模擬電路/數字電路劃分、電路級設計與仿真、版圖級設計與仿真等。研究和開發混合信號集成電路首先應從市場需求出發，選定一個研究開發的目標，然后確定混合信號集成電路的系統定義、系統指標，在此基礎上開發和選擇合適的算法。

當算法確定后，將其映射成特定的結構，以利于線路設計及對各模塊進行整體驗證。此時，混合信號集成電路的系統功能行為與非功能約束都要被詳細說明。另外考慮到電路的混合特性，電路必須要以不同類型的方式來規范，使用連續時變和離散時變的方式來處理，可以采用方框圖結構形式將其分開。

目前設計者常采用Matlab、C語言、SystemC、SPW 等軟件進行系統設計。Matlab在算法工程師中應用極廣，作為DSP算法的首選開發工具，它擁有很大的用戶群。SystemC是一種專為集成電路系統設計而開發的語言，SPW是應用最廣的系統級設計工具，在通信、視頻等領域應用很多。

在這個階段，需要根據電路的功能將模擬電路和數字電路劃分開來。數字電路用來處理離散的信號，模擬電路則處理連續的信號。

電路可以通過具體的元器件，例如，運算放大器、晶體管、電容器、邏輯門等來表征?；旌闲盘柤呻娐钒〝底趾湍M兩部分，其中模擬電路一般全定制設計，采用自底向上的設計流程，進行全定制版圖設計、驗證、仿真;數字電路一般采用自頂向下的設計流程，進行寄存器傳輸級描述、寄存器傳輸級仿真、測試、綜合、門級仿真。然后，將兩種電路放在混合信號驗證平臺中進行混合仿真。

這種混合仿真可以是寄存器傳輸級的數字電路與晶體管級的模擬電路的混合仿真，也可以是門級或晶體管級的數字電路與模擬電路的混合仿真。目前設計者主要采用由Mentor Graphics、Synopsys 和Cadence 三大EDA 工具供應商提供的模擬和混合信號工具和技術進行混合仿真。

在這兩個階段，將整合后的電路級設計，結合相關物理實現工藝，進行對相關模擬電路和數字電路的版圖設計、設計規則檢查、版圖驗證、寄生參數提取等工作。之后通過相關的混合信號驗證平臺對整個系統進行混合信號電路的后仿真。在后仿真完成后，就可以將幾何數據標準(GDSII)格式的文件送到制板廠做掩膜板，制作完成后便可上流水線流片。
? ? ? （責任編輯：fqj）