Renesas推出自动器件尺寸确定系统

瑞萨科技公司(Renesas)宣布开发出一种自动器件尺寸确定系统，可以缩短数字家电、计算机和通信应用使用的片上系统（SoC）中的高速数/模变换器（D/A变换器）的开发时间。

使用这个系统，可以自动生成使用0.18 μm CMOS工艺的、分辩率为11位的D/A变换器电路，制造原型，并进行性能验证。由于电路设计时间大大缩短，证实了这个系统的有效性。具有4个CPU的工作站（WS）大约需要4天就可以自动生成示意图，而普通瑞萨科技产品示意图的开发时间是8－12周。


[背景]

在电子产品诸如数字家电如电视、DVD和计算机领域，高速D/A变换器是显示和将数字调制信号变换为模拟信号所必需的。在高速通信领域，类似的高速D/A变换器也是必不可少的，与支持诸如802.11a/b/g*1标准的产品一起使用。现在的趋势是在片上系统中使用这些高速D/A变换器，在这类产品中它是关键器件，预计将来这种趋势会更普遍。片上系统使用的工艺更精细，以实现更大规模的集成和更高的性能。对内置的D/A变换器来说，能够在低电源电压下进行高速操作是非常重要的。同时，每年也开发出大量的具有内置D/A变换器的片上系统模型。不过，对于这些领域中的各种D/A变换器指标，具有模拟电路专门知识的工程师在D/A变换器电路设计方面非常出色，现在根据特定的指标进行各自的手动设计工作，但是缩短开发时间变得非常困难，延误了更多应用的新模型的及时开发。


[技术详情]

在这样的背景下，瑞萨科技研究和开发出了高速D/A变换器自动器件尺寸确定系统，可以在短时间内自动进行各种D/A变换器的电路设计，包括低压操作模型。现在瑞萨科技已经使用这个系统完成了D/A变换器电路的自动生成，并进行了实际的原型评价，并对结果进行了验证。下面是对这种新开发的技术的介绍。

高速D/A变换器自动器件尺寸确定系统

新开发的高速D/A变换器自动器件尺寸确定系统，可以在输入目标指标后优化组件尺寸（器件尺寸）。



这个系统包括(a) 可以购买的器件尺寸优化引擎，(b) 可以购买的电路仿真器，(c) 用于优化器件模型的工艺数据库等，(d) 没有器件尺寸的高速D/A变换器示意图，(e) 可以控制这些组件的脚本程序等。

在常规的高速D/A变换器开发过程中，器件尺寸基于通过专家经验获得的设计知识产权（器件尺寸优化过程、通过经验获得的常数等）进行的相应电路仿真确定。在自动器件尺寸确定系统中，专家积累的知识产权被嵌入在脚本程序中，函数已经构建好，可以自动执行和进行一系列电路仿真评价。这种系统化过程使得自动产生的D/A变换器电路的设计质量可以与专门工程师的设计质量相媲美。

这种高速D/A变换器自动器件尺寸确定系统的功能和技术详情总结如下。

(1)    自动器件尺寸优化
在这个系统中，输入目标指标，自动进行电路仿真和评价，输出优化了器件尺寸的示意图数据库。因此，系统可以在24/7的基础上自动进行器件尺寸优化，大大缩短了开发时间。

(2)    通过加入专家的设计知识产权实现了很高的设计质量。
在脚本程序中嵌入了系统中的专家设计知识产权，使那些不熟悉高速D/A变换器电路设计的工程师也可以设计出与专门工程师同等设计质量的电路图。

(3)    很容易处理D/A变换器的指标或工艺的变化。
这个系统不仅可以处理相同工艺、不同指标的D/A变换器电路的生成，而且还可以处理高速D/A变换器工艺的变化，只需改变工艺数据库即可。

(4)    开发的电路技术可以提供低失真、低压操作。
瑞萨科技已经开发出一种称为“一个Vgs开关”的专有电路技术，实现了低失真的低压操作，并将这种技术应用在新系统中。这使得自动生成可以应用在多种领域的高速D/A变换器中，包括可以提供通信应用所需的低电源电压指标的D/A变换器。

(5)    可以实现多种指标的D/A变换器的能力。
这种自动器件尺寸确定系统可以自动生成多种指标的高速D/A变换器示意图，分辨率是8、10或11位，电源电压是1.35 V－3.6 V，变换频率高达160 MS/s（兆个取样/秒*2）


[评估结果]

使用这种自动器件尺寸确定系统，使用0.18 μm CMOS工艺设计一个11位分辩率、160 MS/s 的D/A变换器，制造原型，并验证新开发的技术的效果。验证过程证实：




(1)    自动器件尺寸确定系统不受指标或工艺的影响。

(2)    在大约４天的执行时间内自动生成高速D/A变换器自动示意图数据库（使用４个CPU的工作站）。

(3)    证实使用这个系统设计的D/A变换器和原型在1.35 V下工作时，可以实现160 MS/s的性能。

这种新开发的技术可以缩短电路设计周期、提高具有高速D/A变换器的片上系统的设计质量，是非常有前途的设计技术。

这些结果在2005年亚洲、南太平洋设计自动化会议(ASP-DAC)上发表，包括LSI电路的自动设计，会议于2005年1月18日在上海举行。