技术

近年来，随着电路设计规模和复杂度的不断扩大，需要测试的场景也在成倍的增加，这使得对每一个场景都进行直接测试变得不太可能完成，或者说完成所需要的投入和产出比值太大，所以在数字验证方面引入了新的验证方法学:基于SV和UVM的随机验证，而对于电路规模和复杂度的急剧增大在模拟和混合电路设计方面也存在这样的问题，所以我们在模拟和混合电路设计验证中引进了UVM-MS验证方法，它的思想是从数字验证方面的UVM借鉴而来，里面包含数字模型和随机化这些在数字模块验证中才有的特性，在本篇文章我们将会一起讨论怎么把这些数字化的验证方法应用到模拟验证领域中。

下面我们以一个混合电路模块为例来介绍如何在把随机化的验证方法应用在混合电路设计领域中，下图是我们的混合模块电路结构。

在数字电路设计中，时钟信号是一种在高态与低态之间振荡的信号，决定着电路的性能。在应用中，逻辑可能在上升沿、下降沿触发，或同时在上升沿和下降 沿触发。由于溢出给定时钟域的案例极多，故有必要插入缓冲器树来充足地驱动逻辑。时钟树通常带有布线工程师必须满足的延迟、歪曲率、最小功率及信号完整性要求。

<strong>背景信息</strong>

无论外部工作条件如何，电子系统都必须持续保持运行。换一种说法就是，在系统设计过程中，系统电源中的任何干扰都必须考虑到，无论干扰是瞬时的还是持续几秒甚至几分钟。应对这类环境的最常见方法是使用不间断电源 (UPS)，以防止出现这类干扰导致的短暂宕机，从而确保系统以高可靠性连续运行。类似地，人们今天使用很多应急和备用系统为建筑系统提供备份电源，以确保无论由于什么原因导致停电时，安全系统和关键设备都能够保持不间断运行。

<strong>支持摄像系统的吉比特多媒体串行链路(GMSL)</strong>

提高道路的识别度是驾驶员安全驾驶以及未来自动驾驶系统的关键特性。Maxim的串行器/解串器(SERDES)产品拥有可靠、小尺寸等优势，可灵活构建通信链路，支持高性能摄像系统。MAX967xx系列拥有众多新功能，充分显示了Maxim在未来安全、智能汽车设计领域的技术优势。

随着汽车领域ADAS技术的不断进步，道路安全性也大幅提高。有些技术自动生效，在特定事件下完全控制车辆(表1)。

成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来，由于蓝芽设备、无线局域网络(WLAN)设备，和行动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。

采用Σ-Δ ADC，你可以自由选择sinc滤波器延迟或输出数据保真度。抽取率较高时，延迟较长，但信号质量较高；抽取率较低时则相反。这种灵活性对于电机控制算法设计十分有利。通常，算法的某些部分对延迟敏感，而对反馈精度较不敏感。其它部分适合在较低动态特性和较高精度下工作，但对延迟较不敏感。

举个例子，考虑图1 (a)所示的常规比例积分控制器(PI)。 P部分和 I 部分采用相同的反馈信号工作，意味着该信号的动态特性必须适合两种控制路径。不过，P路径和I路径可以分离，如图1 (b)所示。由此还可以再前进一小步，图1 (c)显示P路径和I路径分离，并且采用具有不同动态特性的反馈信号工作。

作者：Lizzy

<strong>业界声音</strong>

1、针对MCU新出现的趋势，工程师们这样选型

嵌入式系统联谊会秘书长：何小庆

现在的MCU主要分为两类：专用的SoC型MCU和通用型MCU。SoC型MCU在市场上的产品很多，这类芯片的出现，从厂家的研发到推广的力度，都比通用型MCU要大和强。像TI公司目前ARM类的MCU就是以SoC的MCU为主，并且针对IoT 领域。

<strong>1.EDA技术的基本概念</strong>

EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，是从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具，集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体，是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。
　
<strong>2.EDA技术的发展过程</strong>

EDA技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程，大致分为3个时期。

作者：Theju Bernard

汽车行业正快速朝着更加电气化的方向发展。启停系统的部署、汽车自动紧急呼叫系统（eCall）和混合动力汽车对先进电池管理系统提出了更多要求，不仅要安全地为电池充电，还要延长其使用寿命。目前市场上有许多化学电池，这使得为特定应用选择合适的电池和充电解决方案变得更加困难。

本文介绍了锂离子（Li-ion）和磷酸铁锂（LFP或LiFePO4）电池，包括其特点和充电曲线。另外还介绍了能够从电池获得最多电量，同时最大限度延长电池寿命和提高可靠性的充电解决方案。

<strong>锂离子电池 </strong>

<font color="#FF8000">作者： Steven Keeping</font>

当某个工程师轻蔑地描述某项技术是“农业技术”时，通常，他是暗指这项技术格局有限或已过时。但实则，这种暗示是不公平的。农业经营关乎商业化作物和畜牧生产，以及将粮食运送到人们餐盘里的过程，这里是最早采用高科技的领域。现代联合收割机具有许多计算机控制的属性，如采用GPS、激光制导、自我水准测量和液压传动等。况且目前，农业经济也投身行业物联网(IIoT)，以此提高可控环境农业(CEA或“室内农业”)的商业可行性。

作者：Michael DeLuca

在设计嵌入式视觉系统中，仔细匹配图像传感器与应用的特定需求是至关重要。首先，似乎有尽可能最高的分辨率和帧率总是最好的，以最大化吞吐量和数据的准确性。但在许多情况下，提供超出真正需要的分辨率或帧速率只会增加在数据管理、内存和处理器要求、大量存储、功耗和物料单(BOM)成本方面额外的开销。举个例子，使用一台每秒能捕获100帧的摄像机在每秒运行20个对象的检测行可能没有什么优势。或如果需要100万像素分辨率以准确确定在装配线上瓶子的液位，捕获200万像素的图像只提供多余的细节。

简言之，对于嵌入式视觉应用没有一体通用的摄像机。

作者：Barry Manz

也许有一天，一个单一的协议便可适用于物联网所有的应用，但这种趋势似乎并不明显。如今，越来越多的解决方案蜂拥而出，如Google支持的线程协议等。

新词“物联网”可谓无处不在，您可能对它有些审美疲劳，但它确实是接下来的“一件大事”，它的出现将永远改变人们的生活。这里，关键字眼是“接下来”，因为使用物联网的大多数应用程序还在陆续发布中，或尚且需要一段时间才能问世。这并不是因为技术缺失，而是在于不兼容的协议不断涌现，且暂时没有一个协议脱颖而出。鉴于物联网市场规模巨大，这种情况并不让人感到惊讶，况且也不是无先例可循(还记得Betamax-VHS之争么?)。但这一次，是诸多协议一起混战，争夺市场领先位置。如今，线程协议也加入了这场战役中。

<strong>问题:</strong>

我购买了一个双通道ADC，并配置成数字下变频器。但现在有人说其实我有四个转换器!!!难道是我买数据转换器时没留神参加了“买一赠一”活动？

<strong>答案:</strong>

自从第一枚单片式硅基模数转换器(ADC)诞生以来，ADC技术一直紧跟硅加工技术快速发展的步伐。这些年来，硅加工技术已发展到非常高的程度，现在已经能采用经济的方式设计具有很多强大数字处理功能的ADC。早先的ADC设计使用的数字电路非常少，主要用于纠错和数字驱动器。新一代GSPS（每秒千兆样本）转换器（也称为RF采样ADC）利用成熟的65 nm CMOS技术实现，可以集成许多数字处理功能来增强ADC的性能。

在DC-DC转换器中，电感器是仅次于IC的核心元件。通过选择恰当的电感器，能够获得较高的转换效率。在选择电感器时所使用的主要参数有电感值、额定电流、交流电阻、直流电阻等，在这些参数中还包括功率电感器特有的概念。例如，功率电感器的额定电流有两种，它们之间的差异是什么呢？

为了回答这样的疑问，我们在这里对功率电感器的额定电流进行说明。

<strong>存在两种额定电流的原因 　</strong>

功率电感器的额定电流有"基于自我温度上升的额定电流"和"基于电感值的变化率的额定电流"两种决定方法，分别具有重要的意义。"基于自我温度上升的额定电流"是以元件的发热量为指标的额定电流规定，超出该范围使用时可能会导致元件破损及组件故障。

1、数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整个PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。但是，制做PCB板时一般都做铺铜走线，而走线都与GND相联，请问，铺铜之后，模拟地和数字地还能区分出来吗，还能像上面说的那样，只有一个联接点吗？

高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。在PCB Layout阶段，合理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。

同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB.但是，同时也存在一个问题，PCB半层数越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求在进行PCB Layout时，除了选择合适的层数的PCB板，还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。

1、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好

按照许多年前老师的教导，我们会在运算放大器的两个输入端放上相等的阻抗。本文探究为什么会有这么一条经验法则，以及我们是否应当遵循这种做法。

<strong>老师的教导</strong>

如果您是在741运算放大器1横行天下的时代长大的，那么平衡运算放大器输入端电阻的观念必定已扎根在您的头脑中。随着时间的流逝，由于不同电路技术和不同IC工艺的出现，这样做可能不再是对的。事实上，它可能引起更大直流误差和更多噪声，使电路更不稳定。我们以前为什么要那样做？什么变化导致我们现在这样做可能是错误的？

在二十世纪六十年代和七十年代，第一代运算放大器采用普通双极性工艺制造。为获得合理的速度，差分对电流源电流一般在10 μA到20 μA范围内。

工业、科学和医疗射频（ISM-RF）产品的无数应用案例表明，这些产品的印制板（PCB）布局很容易出现各种缺陷。人们时常发现相同IC安装到两块不同电路板上，所表现的性能指标会有显著差异。工作条件、谐波辐射、抗干扰能力，以及启动时间等等诸多因素的变化，都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。

本文罗列了各种不同的设计疏忽，探讨了每种失误导致电路故障的原因，并给出了如何避免这些设计缺陷的建议。本文以FR-4电介质、厚度0.0625in的双层PCB为例，电路板底层接地。工作频率介于315MHz到915MHz之间的不同频段，Tx和Rx功率介于-120dBm至+13dBm之间。表1列出了一些可能出现的PCB布局问题、原因及其影响。

<strong>摘要</strong>

设计一个要求高通道密度的系统时，例如在测试仪器仪表中，电路板上通常需要包括大量开关。当使用并行接口控制的开关时，控制开关所需的逻辑线路以及用于生成GPIO控制信号的串行转并行转换器会占用很大比例的板空间。本文讨论旨在解决这种设计挑战的ADI公司新一代SPI控制开关及其架构，以及相对于并行控制开关，它在提高通道密度上有何优势。ADI公司创新的多芯片封装工艺使得新型SPI转并行转换器芯片可以与现有高性能模拟开关芯片结合在同一封装中。这样既可节省空间，又不会影响精密开关性能。

刚毕业的时候，我年少轻狂，以为自己已经可以独当一面，庙堂之上所学已经足以应付业界需要。然而在后来的工作过程中，我认识了很多牛人，也从他们身上学到了很多，从中总结了一个IC设计工程师需要具备的知识架构，想跟大家分享一下。

<strong>技能清单</strong>
作为一个真正合格的数字IC设计工程师，你永远都需要去不断学习更加先进的知识和技术。因此，这里列出来的技能永远都不会是完整的。我尽量每年都对这个列表进行一次更新。如果你觉得这个清单不全面，可以在本文下留言，我会尽可能把它补充完整。