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一文读懂什么是数字 IC 设计

什么是数字 IC 设计？

数字 IC 设计是一个程序过程，涉及将规格和功能转换为数字块，然后进一步转换为逻辑电路。许多与数字 IC 设计相关的限制来自代工工艺和技术限制。

设计技能和独创性是数字 IC 设计的更高级别阶段以及确保设计尽可能高效地满足规范的系统和流程开发的关键。

在数字设计的早期阶段开发的具有行为描述的数字模块需要转换为硬件描述语言 (HDL)，例如 Verilog 或 VHDL。这个阶段通常被称为寄存器传输级 (RTL) 阶段，它通常包括功能验证，以确保逻辑实现符合高层规范。

在这一步之后，硬件描述然后被转换成门级网表，在此期间可以尝试各种实现和优化例程以更好地满足设计目标。此阶段的重要考虑因素包括功率预算、速度、占地面积和可靠性。

2、物理 IC 布局：布局规划和 IP 核

经过综合验证后，门级网表转化为物理版图，即IC的层级和物理结构的几何表示。布局规划方法用于确保整个 IC 中的块和焊盘布局符合设计目标。

由于某些数字模块（例如存储器和寄存器）的结构化和重复性，部分数字 IC 布局通常使用脚本和自动化软件流程完成。外部 IP 核也在此阶段放置，其中软件仅显示 IP 的必要接口部分。在放置所有块和门之后——以及手动布线，如有必要——布线自动化脚本和软件用于连接每个元素。

3、验证和模拟：流片和测试

然后执行验证和模拟，两者都必须考虑布局的布局和物理特征。如果成功，结果是一个输出文件，例如 GDSII (GDS2)，代工厂使用内部软件和流程来制造 IC，即流片阶段。在某些情况下，代工厂会发现设计问题，然后需要设计团队纠正/确认。

M00/81/D4/wKgZomQSf8WAMkDRABZ936qOS4A939.jpg) 布局和布线后的芯片布局。图片由 Cadence Design Systems 提供。

流片后，会生产小批量的首次运行或原型 IC，以便进行测试。根据生产 IC 的性能和经济性，此测试可能会导致重新设计或工艺更改。