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设计的芯片

促天科技 2024-11-20 16:42 0 0条评论

一、设计的芯片

设计的芯片:打开数字未来的大门

设计的芯片是现代科技中不可或缺的一环。随着科技的快速发展,无论是电子产品、通讯设备还是工业自动化,都离不开芯片的应用。作为电子设备的核心,芯片承载着处理和存储信息的功能。尤其是随着物联网的兴起和人工智能的发展,对芯片设计的需求日益增长。

芯片设计的重要性

芯片设计是一项复杂而关键的工作,它直接影响到产品的性能、功耗和成本。一个优秀的芯片设计不仅能提高产品的性能,还能提升产品的竞争力和市场份额。在芯片设计的过程中,设计工程师需要考虑各种因素,包括电路结构、信号处理、功耗控制和散热等问题。而且,芯片设计的周期较长,需要进行多次的测试和优化,确保其稳定性和可靠性。

设计的芯片在数字技术发展中起到了推进的作用。数字技术以0和1的二进制码为基础,通过芯片来实现逻辑、运算和存储等功能。芯片的设计包括逻辑设计、物理设计和电路设计等不同层次的工作,需要设计工程师具备广泛的知识和专业的技能。随着半导体技术的不断突破和创新,设计的芯片的性能和规模也在不断提高,为数字世界的发展提供了有力支持。

芯片设计的挑战

芯片设计面临着许多挑战。首先,技术的不断进步要求芯片设计跟上潮流,不断提高性能和集成度。其次,市场需求的多样化要求芯片设计能够适应各种应用场景,满足不同行业的需求。此外,芯片设计还需要考虑功耗和散热等问题,尽可能提高能效和延长电池寿命。

与此同时,芯片设计还面临着复杂的电磁兼容性和抗干扰性等问题。由于芯片中集成了大量的电路和元器件,互相之间会发生电磁相互作用,可能导致信号失真和干扰。为了保证芯片的稳定性和可靠性,设计工程师需要进行电磁兼容性的分析和优化。

芯片设计的未来发展

设计的芯片在未来将继续发挥重要作用。随着人工智能、物联网、云计算等技术的迅速发展,对芯片的需求将更加迫切。未来的芯片设计将面临更高的性能、更小的功耗和更低的成本要求。

与此同时,新兴技术的涌现也将带动芯片设计的创新。比如,基于新材料的芯片设计、量子计算芯片设计等都是当前的研究热点。这些新技术将为芯片的设计和应用带来更大的突破和发展。

总之,设计的芯片是数字未来的重要组成部分。芯片设计是一项技术密集型的工作,需要设计工程师具备专业知识和创新能力。随着科技的不断进步,未来的芯片设计将面临更多挑战和机遇。我们期待着设计工程师们能够持续创新,为数字世界提供更优秀的芯片设计。

二、芯片架构和芯片设计的区别?

架构是一个很top level的事情,负责设计芯片的整体结构、组件、吞吐量、算力等等,但是具体的细节不涉及。

芯片设计就要考虑很细节的内容,比如电路实现和布线等等。

三、芯片的设计规格指标?

1) 最大输出电流

目前主流的恒流源芯片最大输出电流多定义为单路最大输出电流,一般90 mA左右。电流恒定是专用芯片的基本特性,也是得到高画质的基础。而每个通道同时输出恒定电流的最大值(即最大恒定输出电流)对显示屏更有意义,因为在白平衡状态下,要求每一路都同时输出恒流电流。一般最大恒流输出电流小于允许的最大输出电流。

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2) 恒流输出通道

恒流源输出路数有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)两种规格,现在16位源占主流,其主要优势在于减少了芯片尺寸,便于LED驱动板(PCB)布线,特别是对于点间距较小的LED驱动板更有利。

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3) 电流输出误差

电流输出误差分为两种,一种是位间电流误差,即同一个芯片每路输出之间的误差;另一种是片间电流误差,即不同芯片之间输出电流的误差。电流输出误差是个很关键的参数,对显示屏的均匀性影响很大。误差越大,显示屏的均匀性越差,很难使屏体达到白平衡。Led显示屏生产厂家介绍目前主流恒流源芯片的位间电流误差(bit to bit)一般在+60%以内,(chip to chip)片间电流误差在±15%以内。

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4) 数据移位时钟

数据移位时钟决定了显示数据的传输速度,是影响显示屏的更新速率的关键指标。作为大尺寸显示器件,显示刷新率应该在85 Hz以上,才能保证稳定的画面(无扫描闪烁感)。较高的数据移位时钟是显示屏获取高刷新率画面的基础。目前主流恒流源驱动芯片移位时钟频 率一般都在15 MHz以上。

四、芯片设计全流程?

芯片设计分为前端设计和后端设计,前端设计(也称逻辑设计)和后端设计(也称物理设计)并没有统一严格的界限,涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。

前端设计全流程:

1. 规格制定

芯片规格,也就像功能列表一样,是客户向芯片设计公司(称为Fabless,无晶圆设计公司)提出的设计要求,包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。

2. 详细设计

Fabless根据客户提出的规格要求,拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。

3. HDL编码

使用硬件描述语言(VHDL,Verilog HDL,业界公司一般都是使用后者)将模块功能以代码来描述实现,也就是将实际的硬件电路功能通过HDL语言描述出来,形成RTL(寄存器传输级)代码。

4. 仿真验证

仿真验证就是检验编码设计的正确性,检验的标准就是第一步制定的规格。看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准,一切违反,不符合规格要求的,就需要重新修改设计和编码。 设计和仿真验证是反复迭代的过程,直到验证结果显示完全符合规格标准。

仿真验证工具Synopsys的VCS,还有Cadence的NC-Verilog。

5. 逻辑综合――Design Compiler

仿真验证通过,进行逻辑综合。逻辑综合的结果就是把设计实现的HDL代码翻译成门级网表netlist。综合需要设定约束条件,就是你希望综合出来的电路在面积,时序等目标参数上达到的标准。逻辑综合需要基于特定的综合库,不同的库中,门电路基本标准单元(standard cell)的面积,时序参数是不一样的。所以,选用的综合库不一样,综合出来的电路在时序,面积上是有差异的。一般来说,综合完成后需要再次做仿真验证(这个也称为后仿真,之前的称为前仿真)。

逻辑综合工具Synopsys的Design Compiler。

6. STA

Static Timing Analysis(STA),静态时序分析,这也属于验证范畴,它主要是在时序上对电路进行验证,检查电路是否存在建立时间(setup time)和保持时间(hold time)的违例(violation)。这个是数字电路基础知识,一个寄存器出现这两个时序违例时,是没有办法正确采样数据和输出数据的,所以以寄存器为基础的数字芯片功能肯定会出现问题。

STA工具有Synopsys的Prime Time。

7. 形式验证

这也是验证范畴,它是从功能上(STA是时序上)对综合后的网表进行验证。常用的就是等价性检查方法,以功能验证后的HDL设计为参考,对比综合后的网表功能,他们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑综合过程中没有改变原先HDL描述的电路功能。

形式验证工具有Synopsys的Formality

后端设计流程:

1. DFT

Design For Test,可测性设计。芯片内部往往都自带测试电路,DFT的目的就是在设计的时候就考虑将来的测试。DFT的常见方法就是,在设计中插入扫描链,将非扫描单元(如寄存器)变为扫描单元。关于DFT,有些书上有详细介绍,对照图片就好理解一点。

DFT工具Synopsys的DFT Compiler

2. 布局规划(FloorPlan)

布局规划就是放置芯片的宏单元模块,在总体上确定各种功能电路的摆放位置,如IP模块,RAM,I/O引脚等等。布局规划能直接影响芯片最终的面积。

工具为Synopsys的Astro

3. CTS

Clock Tree Synthesis,时钟树综合,简单点说就是时钟的布线。由于时钟信号在数字芯片的全局指挥作用,它的分布应该是对称式的连到各个寄存器单元,从而使时钟从同一个时钟源到达各个寄存器时,时钟延迟差异最小。这也是为什么时钟信号需要单独布线的原因。

CTS工具,Synopsys的Physical Compiler

4. 布线(Place & Route)

这里的布线就是普通信号布线了,包括各种标准单元(基本逻辑门电路)之间的走线。比如我们平常听到的0.13um工艺,或者说90nm工艺,实际上就是这里金属布线可以达到的最小宽度,从微观上看就是MOS管的沟道长度。

工具Synopsys的Astro

5. 寄生参数提取

由于导线本身存在的电阻,相邻导线之间的互感,耦合电容在芯片内部会产生信号噪声,串扰和反射。这些效应会产生信号完整性问题,导致信号电压波动和变化,如果严重就会导致信号失真错误。提取寄生参数进行再次的分析验证,分析信号完整性问题是非常重要的。

工具Synopsys的Star-RCXT

6. 版图物理验证

对完成布线的物理版图进行功能和时序上的验证,验证项目很多,如LVS(Layout Vs Schematic)验证,简单说,就是版图与逻辑综合后的门级电路图的对比验证;DRC(Design Rule Checking):设计规则检查,检查连线间距,连线宽度等是否满足工艺要求, ERC(Electrical Rule Checking):电气规则检查,检查短路和开路等电气 规则违例;等等。

工具为Synopsys的Hercules

实际的后端流程还包括电路功耗分析,以及随着制造工艺不断进步产生的DFM(可制造性设计)问题,在此不说了。

物理版图验证完成也就是整个芯片设计阶段完成,下面的就是芯片制造了。物理版图以GDS II的文件格式交给芯片代工厂(称为Foundry)在晶圆硅片上做出实际的电路,再进行封装和测试,就得到了我们实际看见的芯片

五、芯片设计公司排名?

1、英特尔:英特尔是半导体行业和计算创新领域的全球领先厂商。

  2.高通:是全球领先的无线科技创新者,变革了世界连接、计算和沟通的方式。

  3.英伟达

  4.联发科技

  5.海思:海思是全球领先的Fabless半导体与器件设计公司。

  6.博通:博通是全球领先的有线和无线通信半导体公司。

  7.AMD

  8.TI德州仪器

  9.ST意法半导体:意法半导体是世界最大的半导体公司之一。

  10.NXP:打造安全自动驾驶汽车的明确、精简的方式。

六、仿生芯片设计原理?

仿生芯片是依据仿生学原理:

模仿生物结构、运动特性等设计的机电系统,已逐渐在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。

根据仿生学的主要研究方法,需要先研究生物原型,将生物原型的特征点进行提取和数学分析,获取运动数据,建立运动学和动力学计算模型,最后完成机器人的机械结构与控制系统设计。

七、cadence 芯片设计软件?

Cadence 芯片设计软件是一款集成电路设计软件。Cadence的软件芯片设计包括设计电路集成和全面定制,包括属性:输入原理,造型(的Verilog-AMS),电路仿真,自定义模板,审查和批准了物理提取和解读(注)背景。

它主要就是用于帮助设计师更加快捷的设计出集成电路的方案,通过仿真模拟分析得出结果,将最好的电路运用于实际。这样做的好处就是避免后期使用的时候出现什么问题,确定工作能够高效的进行。

八、intel是芯片设计还是芯片代工?

芯片代工。全球半导体巨头英特尔最近宣布将其制造资源重新集中在自己的产品上,这一举措难免让外界猜想英特尔可能会停止定制芯片代工业务,并且芯片制造业的消息人士回应称,他们不会对英特尔退出代工市场感到意外。

英特尔多年来一直在竞争芯片代工市场,接受其他芯片设计公司的委托,利用自身的芯片工厂和制造工艺为客户生产芯片。英特尔公司的芯片代工服务要求比竞争对手的价格更高,其实英特尔实际上并没有大客户或大订单的记录。

九、澎湃芯片是谁设计的?

澎湃芯片是小米松果电子公司设计的cpu芯片。

十、设计芯片软件是哪国的?

芯片源于美国,设计芯片的软件基本都来自美国。