一些设计感悟，求指教

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      马上就研三了，接触模拟集成电路也有两年时间，从最开始负责小模块的电路实现，到现在的时钟产生电路设计。积累了一些设计经验，和大家分享分享。如果有不对的地方，也希望IC大牛们不吝赐教。      设计方分为系统级和电路级设计，但是两层次的设计流程是相似的，从指标 -> 结构 -> 优化并确定结构参数 -> 仿真验证。 反映一个设计师真正实力的地在 指标-> 结构的选取  以及  确定结构后-> 优化结构参数 这两个步骤。
      指标 -> 结构
      实现同一功能的电路，会有不同的结构，每种结构都有其使用范围或者优缺点。设计师需要做的是根据指标选取最合适的电路结构。当你能回答别人关于为什么要选取这样的结构一类的问题时，说明你是在设计电路，而不是瞎胡闹。
      结构的选取决定了电路性能的范围，最终的电路性能则由你调试电路决定，相当于在这个范围内选择一个最满足设计指标的解。所以对设计师来说，最重要的工作在于结构的选取。所谓的创新和改进大部分都发生这一过程。
       结构 -> 优化参数
       说得通俗点就是调试。但是调试的目的只有一个寻找最优解。怎么能寻求到最优解呢？想想在高中数学我们怎么求最小值最大值，对方程求导等等。所以你必须有方程组才行，这个方程组包含设计指标以及优化的参数。建立这些方程等同于进行了电路分析，所以在设计之前先进行分析并建立定量关系，才能圆满的完成电路优化。


      这是我总结的一些设计经验，不知道是否正确，希望大牛们不吝赐教。

lwjee

善于总结，好习惯

kwankwaner

为何不直接贴出来

tf001

xuexile

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回复 6# tf001


   交流分享，共同进步

ql396387901

回复 3# kwankwaner

文档里写得有些口水，逻辑不是清晰。既然版主要求，我就贴下来。

之前我们一直强调系统自顶向下的设计方法，但是在设计过程中会遇到很多的问题。以PLL电路设计为例，我们一直饱经无法确定从设计指标到模块指标推导的困扰。这让我开始全面的思考一个完整的电路设计过程是怎样的。于是就有了今天的这篇文章。

电路设计的核心任务是根据设计指标确定出模块的指标或者管子参数。在这过程中又分为两个步骤，其中第一步为又指标确定结构，而第二步为根据指标确定出最优的参数解。在这两个过程中完全按照自顶向下的设计方法展开，会遇到无法流畅的将设计指标和参数解串联的瓶颈。之所以会出现这样的情况，我们还得分析与设计两个基本的概念上进行介绍分析。

电路分析和电路设计是一个逆过程。电路分析分析的对象是具体的电路，分析的结果或目标是电路性能。而电路设计起始点是电路设计指标或者称为电路性能，设计的结果是具体的电路。电路设计有一个重要的性质，具体电路和电路性能的关系是多对一的关系。即存在多组参数解都能满足电路的设计要求。这也对电路设计师提出了另外一个更高的要求，不是简简单单将电路设计流程跑通就完事大吉，还必须将保证自己求解出的参数解是最优的。这也和我们提倡的“没有最好只有最合适的设计”理念吻合。由于设计的过程就是从指标到参数解的推导过程，因此我们必须确保该推导过程是最优的。但是跑通设计流程是非常非常痛苦的，如果按照自顶向下的设计流程。这就像从河的尽头逆流而上去寻找河流的源头，而由于存在河道分流的情况，会使设计师在分叉路口中徘徊和犹豫不决，这也是设计流程难以跑通的原因。换一种角度，流程不是从尽头开始，而是从源头开始会不会有什么不同么。从河的源头开始到河的尽头是顺流而下，不仅不存在分叉路口的干扰，同时由于是顺流的缘故，流程跑通非常自然。

由于设计是由跑通流程和优化两个过程组成，跑通流程具体来说就是电路分析，这是一个自底向上的过程。而优化是建立在流程跑通的基础之上的，这才是真正的自顶向下的过程。由于之前跑通了流程就犹如掌握了整个河流的河道地图，所以在从尽头向源头逆流而上的时候就不会存在太多的阻力。优化的结果是选取出一条连接尽头到源头最短的河道。因此在系统或电路结构确定之后，电路调试分为两个部分，第一个部分是跑通流程，自底向上；第二个部分是优化，选取最短的路径，自顶向下。以我们最熟悉的电路管子参数确定的方法举例说明。我们的调试工作在确定电路结构之后展开，这个时候就犹如河道结构已经确定了。首先将管子参数电压、电流与电路性能建立定量表达式。注意这里不是直接将管子的宽长比，因为相对于宽长比而言，管子的电压和电流更具物理意义，同时也更易设计师理解。建立了定量表达式犹如掌握了河道地图。接着需要做的仅仅是优化河道路径，选择最短路径。根据增益确定管子的电压，因为增益表达式内只含有管子电压，接着由带宽确定管子的电流，因为带宽由电流和电压共同决定，但是电压已经在前一步中确定了，所以电流也随之确定。

但是上面我们所谈论的内容都是建立在河道结构确定的基础之上，而真正的创新就在河道结构的确定。河道结构的确定有没有相应的指导方法呢？首先，确定最理想的实施方案（理想最短路径，不一定能实现），然后根据实际的情况从实施难度、成本等角度出发，对理想实施方案进行修正。从而获得最优的系统方案。这依然是按照自顶向下的设计，因为从理想方案到实际方案是一个从抽象到具体的过程。为了拓展该指导方法的适用性，起点可以是最理想的实施方案，也可以是某个出发点。因为某个出发点是对现有实施方案的修正，以获得最优路劲。

综上所诉，一个完整的电路设计流程不仅仅需要自顶向下，同时也需要在其中加入自底向上的分析过程。在拿到设计任务和指标后，并不急于开始设计，而是要从设计任务和指标中提取出客户的意图，是高性能还是低功耗等等。后续的设计都需要围绕客服的意图展开。第一步调研。单单调研这一话题就足以写一篇文章，这里我简要说明。调研的主要目的是明确项目所需知识的知识体系以及项目具体所处知识体系的位置。定性分析并提取出关键词。调研的第二个目的是掌握项目所处细化领域的科研现状。第二步结合客户意图以及科研现状确定出结构，自顶向下。这个过程中的出发点应该和客户意图相吻合。第三步跑通流程，或者称为电路分析，自底向上，将参数解和指标建立完整的定量关系。这一步不仅为下一步的优化打基础，同时也验证了所确定出的结构的性能是否优异。第四步为优化过程，自顶向下。

tf001

回复 7# ql396387901


   楼主，我有一个问题，是在直流仿真的时候提示ipar未定义或者被递归调用了，这是为什么啊，帖子的地址http://bbs.eetop.cn/thread-456657-1-1.html麻烦帮看下可以吗？谢谢了

liuycto

回复 1# ql396387901
如果基于某种确定工艺，思路基本正确。

sc_filter_2014

asasasasas

凌风豹

回复 6# ql396387901

楼主好人，写的不错。。好，顶你