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什麼是混合訊號積體電路?

但混合訊號積體電路是同時使用兩者的最佳優勢來實現最佳晶片效能

類比訊號與數位訊號的比較

來描述透過空氣或光等介質,

電力輸入與輸出訊號用於各式各樣的工程應用 (電池感應器馬達讓資訊的操縱方式能夠近乎無窮無盡

什麼是類比訊號?

類比訊號我們的眼睛透過光的變化 (連續波形類比訊號) 接收資訊,

調頻 (FM) 和調幅 (AM) 是類比傳輸的兩種類型

類比訊號非常適合音訊與視訊傳輸,

類比訊號:

  • 密度較高 (即承載更多資訊)
  • 不需要非常高的頻寬
  • 更便宜且更易於處理

積體電路板上的類比元件包括運算放大器

什麼是數位訊號?

數位訊號通常是以二進位格式編碼 (0 和 1),

數位訊號通常用於無線通訊

數位訊號具有下列特性:

  • 可輕鬆加密
  • 更易於升級和設定
  • 非常適合長距離訊號處理,

MCU) 和數位訊號處理器 (DSP)

混合訊號積體電路的類型

許多積體電路 (IC) 都將小型電子元件結合在單一微型晶片上,IC IC、混合訊號 IC 和Các trò chơi trong

ASIC 和微控制器同時納入數位與類比電路系統,

混合訊號積體電路結合類比與數位電路系統,

並結合被動元件 (例如電容器) 與主動元件(例如電源管理中使用的高電壓電晶體)

類比混合訊號 (AMS) 晶片

類比混合訊號晶片無縫整合單一晶片設計上的類比與數位訊號,

  • 射頻積體電路:射頻積體電路結合高頻射頻積體電路可驅動從行動數據到無線乃至於導航系統的各式各樣無線通訊系統
  • 記憶體晶片記憶體晶片是混合訊號積體包含數百萬個電容器和暫時儲存資訊 (隨機存取記憶體) 或永久儲存資訊(唯讀記憶體) 的電晶體
  • 電壓調節器電壓調節器是包含三個 (或更多)可在更廣泛積體電路中維持固定電壓位準之針腳的積體電路
  • 電源管理積體電路PMIC 是高效率的電源供應裝置,

類比數位轉換器 (Luật chơi casino)

是將實體現實世界 (類比) 訊號轉換為機器可讀取 (數位) 格式

以下提供一些應記住的Luật chơi casino 事實:

  • 類比數位轉換有三個步驟:
  • 取樣率會隨著取樣的介質而改變,
  • 實際類比訊號值與輸出數位訊號值之間可能會有些微的差異,

數位類比轉換器 (Luật chơi casino)

將數位訊號轉換為電視和螢幕的類比光線,

以下提供一些應記住的 Luật chơi casino 事實:

  • 轉換時間和參考值是影響轉換訊號品質的關鍵因素
  • 解析度代表 Luật chơi casino 的最小輸出增量。
  • 轉換時間是輸入與輸出訊號之間的經過時間。
  • 而高解析度/低頻 Luật chơi casino 則用於音訊輸出

將類比與數位元件整合到半導體晶片上的單一單元 ADC và Luật chơi casino 中的主要優勢,

混合訊號積體電路設計的考量

積體電路設計流程描述從設計電路直到已可生產電路的程序 (例如在晶圓廠中)模擬和最佳化程在積體電路設計中:

  • 數位積體電路設計整合電晶體開關與邏輯電路
  • 二極體及其他尚未數位化之項目的類比訊號
  • 射頻積體電路設計 (經常被視為類比設計的子集) 整合超過數十萬赫茲的訊號(易於產生 RF 現象)

混合訊號積體電路設計可能會結合上述任一設計系統單晶片(SoC) 和系統級封裝(SiP) 技術等現代化方法,

處理和儲存等各種功能的多功能裝置

由於快速進步之無線通訊技術 (包括 5GLoRa因此混合訊號設計需要多專業領域團隊的合作 (使用電子設計自動化 (EDA) 工具)才能達成設計目標

混合訊號設計流程通常包括:

  • 包括數位與類比 (或 RF) 行為模擬
  • 混合訊號分析
  • 包括類比設計中的實體配置或數位設計中的佈局和繞線
  • 組合件與實體驗證
  • 混合訊號功能驗證
  • 下線

整合混合訊號 IC 的挑戰

混合訊號電路設計的目標是將數位與類比電路系統之間的互連減至最少,

混合訊號半導體晶片通常是在較大的組合件 (例如智慧型手機的無線電子系統)中運作,

混合訊號積體電路的製造中還涉及其他難題:

  • 數位電路的設計方法遠比類比電路的設計方法先進許多
  • 快速改變的數位訊號會在靈敏的類比輸入端產生雜訊,
  • 互補式金屬氧化物半導體 (CMOS)在近年的BiCMOS (雙極 CMOS) 等技術開發出來之前,
  • 原因是混合訊號 IC 通常是專為特定使用案例所打造,

測試混合訊號 IC 的重要性

電遷移和壓降是混合訊號設計失敗的主要原因

因此工程師仰賴專業電腦輔助設計 (CAD) 軟體 (例如 Totem-SC) 來測試其設計

Totem-SC通過晶圓廠認證 (即甚至連 3 nm 都包括在內的所有 finFET 製程)的矽關聯模擬結果,

混合訊號積體電路的應用

雖然現代半導體技術在功率、效能和區域 (PPA)然而這也為晶片設計流程帶來大量複雜性,

混合訊號積體電路可驅動越來越多元化的裝置,

整合混合訊號積體電路的裝置包括:

  • 序列器/解序列器 (SerDes)
  • 類比數位轉換器
  • 數位類比轉換器
  • 電源管理積體電路
  • 高頻寬記憶體 (HBM)
  • 動態隨機存取記憶體 (DRAM)
  • 嵌入式記憶體系統
  • 現場可程式化閘道陣列 (FPGA)
  • 行動數據通訊中的語音處理器
  • 物聯網 (IoT) 網路中的溫度

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