Neue Herausforderungen beim Analog-/Mixed-Signal-Design

Analoge und Mixed-A/D-SoC-Entwürfe werden immer stärker von integrierten analogen Blöcken wie A/D- und D/A-Konvertern, PLLs und adaptiven Filtern geprägt. Dies erfordert neue Entwurfsmethoden.

Analoge und Mixed-A/D-SoC-Entwürfe werden immer stärker von integrierten analogen Blöcken wie A/D- und D/A-Konvertern, PLLs und adaptiven Filtern geprägt. Dies erfordert neue Entwurfsmethoden.

Typische Analogkomponenten beinhalten D/A-Wandler, Widerstandsfunktionen, Steuerfunktionen für Batterie und Stromversorgung, Signalverstärker und anwendungsspezifische Komponenten wie Temperatur- oder Bewegungsschnittstellen in Sensorbausteinen. Digitalkomponenten enthalten Mikroprozessor, Speicher, A/D-Wandler und einen Schnittstellenbus. Neue Entwurfstechniken – z.B. DSPs – mussten entwickelt werden, um hochfrequente drahtlose Analog- oder HF-Signale im GHz-Bereich auf die im digitalen Bereich verwendeten niedrigeren Frequenzen im kHz-Bereich zu übertragen.

Robuste Design- und Verifikationswerkzeuge zur Automatisierung von Mixed-Signal-Designs jedoch dümpeln so dahin. Vor allem gibt es für das Design des IC-Analogteils kein Äquivalent zur digitalen Synthese – geschweige denn neuere Techniken wie formale Verifikation. Die gängigste Technik, die Designer zum Herstellen einer robusten automatisierten Analog/Mixed-Signal-Design- und -Verifikations-Umgebung verwenden, ist das „Überdesign“ ihrer Schaltung. Das bedeutet, dass Entwickler ihr Design durch übermäßige Sicherheitstoleranzen schützen. Dadurch werden ICs hinsichtlich Power-, Flächen- und Leistungsspezifikationen wesentlich konservativer definiert als erforderlich wäre. Durch die Entwicklung hin zu immer kleineren Geometrien ist das Überdesign keine adäquate Lösung mehr. Neue Methoden und Werkzeuge sind für die Effizienz von Analog/Mixed-Signal-Design und -Verifikation entscheidend, insbesondere unter 65 nm.