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语音ic的关键:复杂繁琐的设计流程

发布日期:[2019-04-28 09:46]    共阅[]次

稍微对语音芯片有些了解的人都知道,在语音ic生产流程中前期,多由专业芯片设计公司进行规划、设计,提供不同规格、效能的芯片给供应厂商选择。因为语音ic是由各厂自行设计,所以语音ic设计十分仰赖工程师的技术,工程师的素质影响着一间企业的价值。然而,工程师们在设计一颗语音ic芯片时,究竟有那些步骤?设计流程可以简单分成如下。

设计第一步:订定目标

语音ic的关键:复杂繁琐的设计流程

在语音ic设计中,最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前,先决定要几间房间、浴室,有什么建筑法规需要遵守,在确定好所有的功能之后在进行设计, 这样才不用再花额外的时间进行后续修改。语音IC 设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。

规格制定的第一步便是 确定语音ic的目的、效能为何,对大方向做设定。接着是察看有哪些协议要符合,像无线模块的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等规范,不然,这芯片将无法和市面上的产品兼容,使它无法和其他设备联机。最后则是确立这颗语音ic的实作方法,将不同功能分配成不同的单元,并确立不同单元间链接的方法,如此便完成规格的制定。

设计完规格后,接着就是设计芯片的细节 了。这个步骤就像初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。在语音ic芯片中,便是使用硬件描述语言(HDL)将电路描写出来。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等,藉由程序代码便可轻易地将一颗语音ic地菜单达出来。接着就是检查程序功能的正确性并持续修改,直到它满足期望的功能为止。

设计第二步:设计蓝图

有 了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。在语音ic设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让计算机将 HDL code 转换成逻辑电路,产生如下的电路图。之后,反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。

设计第三步:层层光罩,迭起一颗芯片

语音ic的关键:复杂繁琐的设计流程

目前已经知道一颗语音ic会产生多张的光罩,这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子,以集成电路中最基本的组件 CMOS 为范例,CMOS 全名为互补式金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–sem语音iconductor),也就是将 NMOS 和 PMOS 两者做结合,形成 CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的组件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这里就不多加细究。

下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是,便由底层开始,依循制造方法,逐层制作,最后便会产生期望的语音芯片了。

至 此,对于语音ic设计应该有初步的了解,整体看来就很清楚语音ic设计是一门非常复杂的专业,也多亏了计算机辅助软件的成熟,让语音ic设计得以加速。




 

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