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技术专题
如何设计可靠的模拟ASIC
在电路板和组件的设计之间可能存在类似的脱节。这是可以理解的，因为通常选择组件进行电路板设计，然后有效地放置它们以实现最佳操作。IC通常位于这些选定的组件中。但是，有时需要特殊功能并且必须设计IC。可能令人惊讶，但是设计这些设备与设计PCBA有很多共同点。在查看了通用的专用IC（ASIC）之后，我们将比较电路板和模拟ASIC设计，以确定如何最好地设计这些特殊组件以提高可靠性。
如果您提到IC设计的主题，首先想到的可能是带有类似组件的芯片，这些组件可以属于以下类别之一。
IC类别
→小规模集成（SSI）： <100个组件或≅10个逻辑门
→中规模集成（MSI）： <500个组件或10-100个逻辑门
→大规模集成（LSI）： 500-300000个组件或> 100个逻辑门
→超大规模集成（VLSI）： > 300000组件
条款如非常非常大规模集成（VVLSI）和超大规模集成电路（ULSI）有时用来指示更大的器件密度，但它是使用VLSI作为笼统的词所有这些比较常见的。
除了基于规模的分类之外，IC还根据定制量进行分类。可以进行某种程度的定制的IC被称为ASIC，因为它们允许或要求设计人员针对特定功能或应用定制IC，如下所示。
ASIC类型
➢全定制
➢半定制
•门阵列
•标准单元
➢可编程
•FPGA
•PLD
列出的示例（包括FPGA和PLD）是非常常见的ASIC，其用法消除了设计人员的设计责任，例如IC和IC封装设计中的组件放置。
设计板与设计ASIC组件
取决于应用程序所需的ASIC类型，其设计可能与设计PCB布局非常相似，如下表所示。
|
PCBA和ASIC设计的比较 |
||||
|
要求 |
印刷电路板 |
全定制ASIC |
半定制ASIC |
可编程ASIC |
|
IC封装选择 |
是 |
是 |
是 |
是 |
|
IC封装设计 |
没有 |
可能* |
没有 |
没有 |
|
元件选择 |
是 |
是 |
没有 |
没有 |
|
布局和布线 |
是 |
是 |
变化 |
没有 |
|
电源和接地 |
是 |
是 |
是 |
是 |
|
间距和间隙限制注意事项 |
是 |
是 |
没有 |
没有 |
*可以选择标准IC封装，也可以设计全新的封装。
如上所示，ASIC的设计与PCBA布局的设计可比。对于完全定制的ASIC设计，几乎没有什么区别，而对于可编程ASIC，则只有最小的布局要求。相反，对于FPGA和PLD，具有挑战性的任务是选择适当的互连和外部组件以实现所需的操作功能。无论哪种情况，可靠的操作始终是首要目标。
模拟ASIC可靠性设计
半定制和可编程ASIC主要由晶体管组成，而晶体管由逻辑门组成。因此，在最基本的水平上，这些组件可作为数字设备运行。但是，ASIC通常是可与模拟和数字电路一起使用的混合信号组件。在这种情况下，这些组件可以称为模拟ASIC。设计这些组件时，必须考虑许多与模拟PCBA设计相同的问题，如下所示。
模拟ASIC设计技巧
∿确定最佳包装类型
IC封装类型的选择很重要，因为它决定了是否需要定制设计。如果有可能，最好选择预先存在的包装设计。IC封装设计是一项高级功能，需要您使用正确的PCB设计工具。
组件包设计向导。
∿确保布局通过DRC
如果需要布线和布局，则至关重要的是，按照PCBA设计的要求进行设计，以优化信号完整性并最小化EMI问题。实现此目的的最佳方法是利用ASIC的DRC指南。就像电路板设计一样，需要对ASIC设计的可制造性进行验证。∿进行仿真和分析
优化ASIC开发的最佳方法之一是在设计过程中和制造之前确保性能和功能。为此，如下所示通过使用PSpice之类的工具通过仿真来分析设计。