从头到尾了解混合信号单片高集成度系统(SOC)设计(1)

Tamara博士：你好，Dave。很高兴你能来。

Dave：这是你第一次要求进行正式会面，有什么事?

Tamara博士：我一直在考虑想成为一位工程经理。

Dave：真的?你想从有趣的实际工作转向管理了?

Tamara博士：是这样。我想这对我是一大挑战，我想更加详细地了解集成电路从概念到诞生的过程。我们能否探讨一下这个问题?

Dave：如果我们以一种产品为例，然后通过说明来帮助你举一反三可能比较容易一些。

Tamara博士：当然。这是个好主意!你们刚刚发布了一种很好的视频均衡器新品，就以它为例吧。

Dave：你是说MegaQ?

Tamara博士：正是，ISL5960x系列视频电缆均衡器(图1)。　　

 

Dave：我明白了。告诉我你想做什么。

Tamara博士：我们想全程跟进这个项目，从一开始的产品概念构思，一直到发布和在客户应用中的使用。我们想通过六次连载来让读者了解整个构思和开发过程。

Dave：项目想法源自Kathryn和Fred。Kathryn(视频产品线营销经理)想要一种适合安保行业的均衡器。Fred(视频应用经理)决定其传输距离必须达到一英里。我认为他们疯了。我查了一些数字，发现有电缆(如五类电缆)在一英里处的衰减在60dB以上。但我的工作任务是“战略应用”，这意味着我应该开发和定义新的集成电路(IC)产品。所以我开始想这个问题。

Tamara博士：那么原始想法是来自营销经理。情况是否总是这样?

Dave：不是。产品想法可能来自销售会议、营销调研、客户拜访或者应用或设计人员。我们永远不能肯定下一个想法将会来自何处，但它们需要接受市场的检验，以便我们了解其是否有意义。

Tamara博士：所以MegaQ必须有意义。

Dave：我们已有一系列用于视频应用的键盘、显示器和鼠标(KVM)部分的电缆均衡器产品，但我们没有专用于安全监控视频的解决方案。我们的现场应用工程师们报告说，安全监控系统在实际安装时，摄像头和控制台之间的距离往往较长，而且使用的是便宜的普通电缆。其中有些更是使用五类网络电缆而非传统的同轴电缆。从营销角度看，用于安全监控应用的视频均衡器会有很大用武之地，特别是由于它对同轴电缆或五类电缆的支持。

Tamara博士：这个想法听上去好像是才开始定义。你如何确定其可行性?

Dave：我们的一些应用人员曾经从事分立解决方案的工作，所以我逐个咨询他们，获得了非常宝贵的信息。我们在这方面没有能够达到一英里左右的单片解决方案，我们的竞争对手也没有。从那时起我开始研究数字，这产生了一些更复杂的数学模型。

Tamara博士：所以你确定从数学模型的角度看其在技术上是可行的?

Dave：没那么快。那些数字看上去令人鼓舞，但我想看一看其能否在实验室通过检验。所以我根据我的模型制作了一个样品(参见图2)，这花了大约两个月时间。　　

Tamara博士：然后你就知道了它在技术上是可行的?

Dave：是的。那些想到实验室来的人也都知道了这一点。样品制作带来了很好的结果：很多争论都自动平息了。

Tamara博士：所以我们是从一个想法(亦即客户需求)开始，先确定技术可行性，然后再设计芯片?

Dave：也不是这样简单。是先有想法和样品。然后还需要确定芯片开发成本及其市场价值，需要确定谁是主要客户以及它们的用量有多少。换言之，我们必须确定产品时间表、成本和产量，来看其是否具有商业意义。

Tamara博士：这听上去很像一个商业计划。

Dave：正是这样。我们开始汇集我们的知识，编写初步产品资料和起草商业计划。由业务人员负责确定项目是否值得做。

Tamara博士：MegaQ值得做?

Dave：毫无疑问。

Tamara博士：好的。现在我的纲要清单出来了：

● 产品概念，来自市场需求(在本例中)。
　　● 技术可行性，包括样品(在本例中)。
　　● 商业计划，包括成本、时间表和潜在市场数据。
　　● IC设计，把分立晶体管放在一起和仿真结果。

Dave：是这样，但是还没完。在进行设计的同时还要制定测试策略。有位老同事常说：“如果没有测试，那肯定没戏。”这对集成电路产品是毫无疑问的。我们对样品进行了测试，来看我们的概念和系统细节是否正确，我们使用仿真器对硅片设计进行测试，我们使用视频测试设备在试验台上对第一个硅片进行测试，并用自动测试设备(ATE)进行初步检测，然后再使用ATE对整个产品进行成品测试。

Tamara博士：那么我还应当加上测试开发、ATE检测和试验台验证。

Dave：另外还有一件事。我们还使用ATE和试验台测试来检测第一个硅片，而且其测试结果必须相符。我们通过一项称为“Correlation”(修正)的任务来解决试验台和ATE测试间的差异。一切都做完