Ic設計工作內容

产品经理通过市场调研与分析用户需求,提出一个产品定义之后,架构师会根据实际的产品需求与技术能力做一个整体的解决方案,通过详细的论证与测试确认方案的有效性与可执行性,然后将对应实现方案下发给设计人员进行设计实现。

架构师属于一个全能型人才,既需要懂市场需求与产品应用场景,又需要对产品的具体实现做到心中有数。需要掌握各种IP的功能,性能以及目前的市场应用情况,熟练的掌握系统的整体定义与实现方法。

根据不同的产品需求,对架构师的要求也不太一样,以最基本的SoC为例:

  • 架构师需要掌握不同CPU的性能指标与应用场景,
  • 掌握系统内存以及高速IP的应用场景,
  • 掌握电源与低功耗设计方法,
  • 掌握芯片启动流程以及安全性设计

架构师必须是一个具有多年经验的老司机,参与过多款芯片的设计开发测试工作,能够全面的衡量PPA(功耗power,性能performance,面积area)的影响。

前端设计

前端设计一般分为IP设计与系统设计两种。

IP设计

IP设计主要侧重于IP功能的实现,是根据任务需求完成相关IP的功能开发与测试支持,比如目前比较流程的图像处理,神经网络算法实现,压缩算法实现,或者是各种不同接口IP的功能开发。

IP设计的一个硬性指标是coding能力一定要强。因为他需要将对应的算法或功能实现,另外需要清楚设计的一些基本方法与原则,设计的时候也要考虑本模块的PPA,为了提高设计IP的性能与可靠性,需要有良好的代码编写习惯以及采取合理的功能实现方法。

根据不同IP的需求,对设计人员也有不同的技能需求:

  • 基本的开发设计思想,对不同功能实现的处理能力
  • 对于算法类实现,需要具备良好的算法理解与转换的能力
  • 对于处理模块实现,需要对流水线操作,缓存能力有良好的理解
  • 对于接口类模块实现,需要精通负责模块的接口协议,比如PCIE,USB,Ethernet,SATA等
  • 对低速接口模块,需要掌握基本的低速总线协议与各种使用模式,I2C,I2S,UART,SPI等
  • 需要了解时序约束,能够熟悉接口的一些常规约束需求

IP设计人员是具体功能的实现者,具体产品的功能需求能否满足,还是靠设计开发者进行实现。

系统设计

系统设计目前最主要的是SoC设计,主要侧重于芯片顶层的设计实现,属于IP的上一级。SoC设计是一个系统实现的过程,跟架构师的设计方案是对应的,从系统级的角度实现架构师的规划。当IP级开发完成之后会交付到芯片系统级做集成开发设计。

系统级的设计包括全芯片的时钟复位设计,芯片管脚的复用设计,电源分区的划分,低功耗设计,不同子系统的划分实现,地址分配与系统互联,综合规划,dft测试方案设计,系统启动方案等等。

系统设计会从全芯片的角度考虑每一部分功能以及子系统的具体实现方案,会更多的从产品的具体应用场景以及应用方法上面考虑设计。也就是我们经常说的会站在用户的角度考虑问题。

根据不同的任务需求,SoC设计需要掌握不同的技能需求:

  • 处理器CPU,GPU,DSP,RISCV等
  • 存储单元DDR,RAM,Flash等
  • 内部总线协议,主要是ARM AMBA总线
  • 互联设计方法,包括一致性以及非一致性设计方法
  • 低速协议,如UART,I2C,SPI,I2S,WDT
  • 高速接口的基本特性,以及使用方法,如PCIE,USB,Ethernet等
  • 电源设计与低功耗方法

系统设计是产品整体功能的具体实现,产品能够得到市场的认,跟系统设计者有很大的关系

仿真验证

验证工程师主要负责产品设计功能以及性能的验证,保证最终产品功能的正确性。仿真验证是IC设计过程中不可或缺的一环,只有经过充分的验证与测试公司才会有信心将芯片流片生产。

仿真验证分为仿真与验证两个环节。

仿真主要是通过EDA工具与仿真模型进行功能的仿真,分为前仿真和后仿真。前仿真主要是针对RTL代码进行仿真,后仿真则是针对布局布线之后的门级网表进行仿真。

验证则主要是指FPGA原型验证,通过将对应的设计烧录在FPGA上进行功能的验证。

所有的仿真验证都会针对IP级以及系统级进行,这与设计是对应的。

根据不同的需求,验证工程师需要具备以下技能:

  • 验证语言SV
  • 验证方法UVM
  • 掌握不同的IP功能以及验证流程
  • 验证流程:前仿真后仿真,原型验证
  • 系统级验证方法

仿真验证是IC设计流程中的重要一环,目前也是市场最终欢迎的一个岗位,充当IC产品检察官的角色。

综合

综合工程师主要负责将前端开发设计的代码转化成门级网表,也就是将代码设计的逻辑转换成真正的电路结构。综合之后会看到所有的逻辑都变成了与非门等元器件搭建的电路。

综合是工具将描述语言翻译成电路的过程,这时最重要的是保证实现的电路功能与原始设计一致,并且电路的时序满足电路要求。因此综合工程师需要对代码与电路做一致性检查(formal检查),并对所有的时序逻辑进行约束,尤其是要做好接口时序约束与异步路径的处理。

综合工程师应该具备的技能:

  • 电路结构的分析能力
  • 掌握时序约束与分析方法
  • 同步异步时序约束与分析
  • 相关工具如formality,DC,PT等工具的使用方法

DFT

DFT(Design for test)是可测试性设计。DFT工程师的职责就是在ASIC设计中插入可测试性的逻辑,等芯片制造出来之后可以通过这些可测试性的逻辑测试芯片制造过程中引入的错误。

注意DFT测试的是由于芯片制造过程中引入的错误,并不包括逻辑设计错误,因为逻辑设计是由验证工程师测试保证的。DFT的最终目的是将生产中的坏片找到,提升最终的芯片良率。

DFT设计不同的公司有不同的流程,很多公司是将DFT放在综合之后,也就是在网表插入测试逻辑,现在越来越多的公司会将DFT放到前端来实现,这样可以更好地保证设计流程,缩短工程的开发周期。

DFT工程师需要具备的能力:

  • 理解Scan,Mbist和Boundary Scan的测试技术
  • 设计测试向量对DFT逻辑进行测试
  • 能够支持机台测试(ATE)
  • 掌握时序约束的设计方法

DFT工程师像安全卫士一样,保证最终的客户拿到的芯片是完好可用的,防止坏片流入市场。

后端

IC后端是一个大类,内部包含了很多的内容,不过从流程上来讲主要是对综合的网表进行物理的实现。

虽然我们拿到了与非门搭建的网表,但是要把具体的电路在版图上实现,还是需要考虑很多因素。最基本的就是布局与布线,设计的逻辑块如何摆放,他们之间的连接关系如何走线,如何设计才能满足性能与面积的最优化,如何设计电源才能保证电压供给以及满足功耗的设计需求。

岗位职责:1.负责数字电路的规格定义.RTL代码编写.验证.综合.时序分析.可测性设计;2.负责进行电路设计.仿真以及总体布局和修改;3.制作IC芯片功能说明书;4.负责与版图工程师协作完成版图设计;5.提供技术支持。岗位要求:1.微电子.电子相关专业本科以上;2.具有一定的模拟电路基础,有数模混合电路设计经验;3.良好的电子电路分析能力;4.具有oc的设计和验证的经验;5.精通Verilog,Tcl,C,Perl等设计语言;6.具有团队协作和良好的沟通能力。

IC設計工程師是一個從事IC開發,集成電路開發設計的職業。隨着中國IC設計產業漸入佳境,越來越多的工程師加入到這個新興產業中。成為IC設計工程師所需門檻較高,往往需要有良好的數字電路系統及嵌入系統設計經驗,瞭解ARM體系結構,良好的數字信號處理、音視頻處理,圖像處理及有一定的VLSI基礎。

中文名IC設計工程師外文名Integrated Circuit Designer職    業從事IC開發教育培訓微電子、電子相關專業本科以上。

負責數字電路的規格定義、RTL代碼編寫、驗證、綜合、時序分析、可測性設計;

具有一定的模擬電路基礎,有數模混合電路設計經驗;良好的電子電路分析能力;具有soc的設計和驗證的經驗;精通Verilog,Tcl,C,Perl等設計語言;具有團隊協作和良好的溝通能力。在IC設計行業, 人才同樣是分層次的, 目前國內的大部分設計人員還屬於一個很基礎的層次, 主要工作是在前端設計的基礎上, 而那些能夠設計整個IC內部總體結構的前端設計師則非常少。後者才是更容易獲得高薪的人才, 但這些人才不僅需要紮實的基礎知識, 更需要很多寶貴的工作經驗來培養。 [1] 

集成電路是信息產業的核心技術之一,是實現把我國信息產業做大做強的戰略目標的關鍵。近期發佈的“國家中長期科學和技術發展規劃綱要”和“國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要”,都把大力發展IC技術和產業放在突出重要的位置。因此IC設計工程師的前途光明。 [2] 

IC設計處於集成電路產業的龍頭地位,對產業整體的發展起着帶動作用。 [3]  到2010年中國半導體市場將佔世界總需求量的6%,位居全球第四。未來幾年內中國芯片生產有望每年以魂2%的速度遞增,這大大高於全球10%的平均增長速度。目前,中國現有400多所高校設置了計算機系, 新近又特批了51所商業化運作的軟件學院。但這些軟件學院和計算機系培養的是程序員。中國目前只有十來所大學能夠培養IC設計專業的學生。因此IC設計專業人才處於極度供不應求的狀態。可以這樣説,這正是我國很大程度上沒有足夠的IC卡設計人才的根源。 [1] 

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ic設計 做甚麼?

IC設計位於製程之首,在電路設計完成後,製作光罩模,再以晶圓材料製成晶片,以進行後續的封裝及測試工作。 專業IC設計公司是指擁有設計能力,但沒有製造設備,必需透過代工廠製造的廠商。 由於IC是電子產品的功能中樞,因此IC設計會決定最後產品的型態及功能,地位相當重要。

數位ic設計工程師是什麼?

工作任務 設計積體電路(IC晶片):依產品的規格與使用條件,設計IC晶片。 例如:不同電器需要不同功能的IC晶片。 改良研究:研究改良更低功耗、低電壓、更小面積的晶片。

ic設計怎麼做?

IC 設計詳細過程包含制定規格、設計晶片細節、畫晶片藍圖等步驟,具體如下:.
制定規格: 首先確定IC 目的、效能,並研究有哪些協定要符合,最後則是確定這顆IC 晶片的實作方法,將不同功能分配成不同的單元,並確立不同單元間連結的方式。.
設計晶片細節: ... .
畫出設計藍圖: ... .
電路佈局、繞線、光罩疊層:.

數位ic設計是什麼?

積體電路設計(英語:Integrated circuit design, IC design),根據當前積體電路的整合規模,亦可稱之為超大型積體電路設計(VLSI design),指以積體電路、超大型積體電路為目標的設計流程。