RFIC設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)及設(shè)計流程詳解
無線RFIC設(shè)計流程
無線RFIC設(shè)計流程如圖1所示。該流程覆蓋了自系統(tǒng)設(shè)計到物理實(shí)現(xiàn)的全部過程,符合前面談到的“從兩端到中間”的設(shè)計方法。
圖1:無線RFIC設(shè)計流程
1. 使用系統(tǒng)級資源
來自系統(tǒng)設(shè)計流程的保證是第一位的,而且是最高的抽象層次,系統(tǒng)級設(shè)計描述可作為頂層芯片的可執(zhí)行測試環(huán)境。周邊系統(tǒng)的模型可與芯片的高級模型結(jié)合起來生成一個可執(zhí)行的設(shè)計規(guī)范。系統(tǒng)設(shè)計要求可作為最早的設(shè)計規(guī)范來驅(qū)動芯片級的設(shè)計要求,并最終成為可復(fù)用的測試基準(zhǔn)和回歸仿真模型。部分系統(tǒng)級的IP資源也可用來確定系統(tǒng)的性能參數(shù)(如EVM、BER和PER)。
混合級仿真有助于系統(tǒng)和模塊設(shè)計工程師之間共享信息。為了保證系統(tǒng)環(huán)境和IC環(huán)境之間的接口,多模式仿真解決方案必須適合任何語言(包括C/C++、SystemC、SystemVerilog、數(shù)字/混合信號/模擬行為級HDL語言以及SPICE),并能為跨多模的電路設(shè)計提供不同專用的引擎和算法。
2. 設(shè)計規(guī)劃和仿真策略
一個復(fù)雜設(shè)計能否成功很大程度上取決于預(yù)先規(guī)劃的徹底性。如果在設(shè)計初期就對設(shè)計的頂層要求、模塊級要求和混合級策略有一個清晰的規(guī)劃的話,“從兩端到中間”的設(shè)計方式能夠保證所有的模塊都能滿足主要的設(shè)計規(guī)范要求,并允許更為靈活的進(jìn)度安排。因此,全面的仿真策略和建模規(guī)劃非常關(guān)鍵。在成功實(shí)現(xiàn)了高級的可執(zhí)行規(guī)范后,設(shè)計過程將深入到設(shè)計中某些特定的感興趣區(qū)域,并制定感興趣區(qū)域的驗(yàn)證計劃。驗(yàn)證計劃會規(guī)定測試如何執(zhí)行,并確定哪些模塊在測試中處于晶體管級。工程師要注意在建立和編寫模型代碼時不要過分復(fù)雜化,在開始時只需要簡單的模型和必需的模型特性。
正式的規(guī)劃過程是實(shí)現(xiàn)高效、全面驗(yàn)證的前提,有助于在設(shè)計初期捕獲更多的設(shè)計錯誤并減少設(shè)計迭代次數(shù)??梢栽谧畛鯇Ω呒壍南到y(tǒng)描述采用仿真和測試計劃,這樣能快速實(shí)現(xiàn)調(diào)試。經(jīng)驗(yàn)證有效后,它們會被用于模塊的混合級仿真,以減少在設(shè)計周期后期出錯的風(fēng)險。
3. 多模式仿真環(huán)境
對加入系統(tǒng)級測試基準(zhǔn)的RFIC進(jìn)行HDL建模是自上向下設(shè)計過程的開始。這包括全部RF模塊,以及所有的模擬部分和/或數(shù)字模塊。第一步是在一個頂層測試基準(zhǔn)中對全芯片進(jìn)行行為級建模,并進(jìn)行一些系統(tǒng)測試(如EVM和BER)。這會對IC設(shè)計的模塊分割、模塊功能和理想的性能特性進(jìn)行驗(yàn)證。這種行為模型可作為混合級仿真的基礎(chǔ),任何模塊都可以以晶體管級的形式插入進(jìn)來并在頂層環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證。此外,全芯片和系統(tǒng)級的設(shè)定可作為一種回歸模板(regression template),隨著模塊逐步成熟而不斷用于驗(yàn)證,這也為整個設(shè)計過程提供了一種不斷演進(jìn)的設(shè)計方法。借助這種方法,在設(shè)計初期能夠發(fā)現(xiàn)大量的問題,并能夠保證充足的時間來解決這些問題。同時,不同的模塊也能以各自的進(jìn)度并行開發(fā)。
在整個仿真環(huán)境中,同一電路有不同的分析視圖,其中可能包括行為級視圖、版圖前晶體管級視圖和有關(guān)寄生效應(yīng)的多種視圖。隨著模塊的逐漸成熟,需要增加更多的晶體管級信息以測試RF/模擬接口和RF/數(shù)字接口。同時還需要使用混合信號仿真器來處理模擬、數(shù)字和RF描述,并將行為級和晶體管級抽象混合起來。為每一個模塊或子模塊選擇合適的視圖,管理運(yùn)行時間和精確度,并在二者之間進(jìn)行權(quán)衡,這可以通過仿真選項來實(shí)現(xiàn),例如將晶體管導(dǎo)入快速Spice仿真器中,或?qū)⒕w管保持在全Spice模式下。這種配置對電路和接口的敏感度有很高的依賴性。由于需要重復(fù)利用這些配置,對這些配置進(jìn)行高效的管理顯得很重要。這也提供了一種非常有效的機(jī)制來建立支持ACD的持續(xù)回歸驗(yàn)證。
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