数字和模拟芯片区别(一)
芯片根据电平敏感度可区分为数字芯片和模拟芯片;前者只需要区分是逻辑高电平还是低电平,而后者需要精确知道电平具体的数值。比如,工作电平是3V,那么如果外界输入0到0.3V都被认定为低电平,若输入2.1V到3 V,则被认定为高电平,一旦被认定为低或者是高电平,那么响应肯定不同;对于模拟芯片,外界输入电平都会有不同响应,而不会简单认为是高或者是低电平,可能0.1V和0.15V两者输入的响应都不一样(具体也看是哪种模拟芯片)。
简单来说,MOS管根据偏置工作状态可区分截止区、亚阈值区、饱和区、线性区和深度线性区。数字芯片中MOS管通常工作在截止区或者深度线性区,也就是等效开关功能;而模拟芯片中MOS通常工作在饱和区、亚阈值区和线性区;进一步地,MOS管根据偏置电压的微小区别,会有不同的表现。而数字芯片中MOS工作在截止区(或者深度线性区),其特性变化不大。这就是根本原因。
随着EDA(Electric Design Assistance)工具发展,数字芯片基本上是通过工具辅助完成的,即:设计者只需要按照写代码的方式设计芯片功能,然后工具把代码进行编译、综合,检查时序,把最基本单元用MOS替换掉,最后布局布线成最终可流片的成品; 模拟芯片也需要EDA辅助来完成,需要其复杂运算,达到性能指标,然后Layout Designer(版图设计师)将电路符号绘制成实际的版图成品。
数字芯片追求高速度和低功耗、小面积特性,往往采用最新的工艺; 而模拟芯片为了追求性能往往牺牲面积,需要工艺稳定、可靠性高即可,不追求最新工艺。
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