了与安捷伦科技公司等
射频电路设计主要厂商的联盟以外,Mentor 公司还拥有一些印制电路板射频电路的设计与验证工具。Mentor 公司已对其芯核设计定义产品和芯核设计布局产品,即 Board Architect 和 Board Station,进行了改进,以便了解各种射频元件。你可以利用兼有ModelSim 和 ADMS 两种仿真引擎功能的System Vision对混合信号电路进行仿真。Mentor 公司更新了它的 ICX 和 HyperLynx 仿真程序,以处理更精确的传输线模型,如有损耗传输线和与频率有关的通孔。
Cadence 公司的 PCB Design Expert 使工程师能在设计过程的各个阶段导入射频子电路的设计模块,与信号分析工具连接,并定义和约束关键的高速信号。
数字IC、模拟IC和射频 IC的设计师面临的主要挑战是:找到一个合适的仿真环境,他们能够在这个环境里评估可能的解决方案,并验证所选用的方法。从历史上看,高频系统的设计师使用频域仿真技术来开发射频元件和微波元件,而模拟/混合信号系统的设计师则使用时域仿真技术来开发大规模集成电路,并独立从事各自的设计。模
拟/混合信号系统工程师设计当今的许多射频/混合信号 IC,并使用时域仿真技术(Spice)来寻找电压增益,电压增益和阻抗的交流扫描,噪声电压,等等。不过,EDA 厂商们则利用频域仿真技术,开发了大多数针对高频应用的技术。关心频域数据的射频工程师们可以轻松地利用频域仿真工具来设计电路块。
随着高度集成的大规模射频/混合信号 IC 的问世,高频系统和模拟/混合信号系统的设计师现在必须共用硅片。同时,设计小组正在利用多种半导体技术把高频元件、模拟元件和数字元件组合在高度集成的模块上,由此实现各种完整的系统。
正是这种情形,使各种设计方法正在合并,使统一的射频/混合信号电路设计小组应运而生。从高频系统设计师的观点来看,设计的规模和复杂性正在提高,从而更加需要用时域仿真技术来补充他们熟悉的频域仿真技术。从模拟/混合信号电路设计师的角度来看,数据速率和信号频率正在提高,从而愈加需要用频域仿真技术补充他们熟悉的时域仿真技术。
对于某一种既需要时域分析又需要频域分析的设计,有一种方法可以处理它的仿真问题,即把所有描述抽象为行为模型,这样你就可以减轻仿真器的计算负担,且保持合理的 CPU 运行时间。有了这些方法,射频和模拟电路块以及射频和模拟信号就可以线性化或简化为“基带”模型,这样就可以使仿真速度最快。Matlab 是一种普遍用来从体系结构上探索混合模式设计的工具。它和使用这种方法的其它工具都采用在结构和功能上通常接近于C或C++的专有描述语言。这些工具都使用数据流算法,而且通常均能实现比 HDL 仿真器速度更快的仿真。快速的全功能仿真器当然是可取的,而且在许多情况下也很有用,但很多资深的系统体系结构设计师抱怨说,这些仿真所提供的数据几乎没有他们还不知道的。
在体系结构设计和实现之间存在着根本的隔阂。如果设计描述所用的格式就是体系结构探索使用的格式,那么你就无法继续实现设计。在接近真实的实现时,你必须利用不同的实现语言来更加详细地描述射频电路块和模拟电路块——最终深入到晶体管级。
就模拟电路设计而言,Spice 系列电路仿真程序仍然是最受欢迎的。不过,为了使结果达到所需要的精确度,Spice 仿真需要很长的执行时间。在最近几年里,EDA 厂商已提供了“快速 Spice”仿真程序,它们使用查寻表模型或时序算法,或两者兼而用之,而不使用传统的 Spice 算法。这些工具能大大缩短模拟电路领域和混合信号电路领域的仿真时间,而你需要在晶体管级进行大型数字电路块的仿真时最为成功。不过,对于包含射频前端的系统而言,不是精确度不够,就是精确度设定过于严格,以至于提高执行速度都无济于事。一个典型的射频集成电路包括射频前端、模拟信号处理功能块,以及大量的数字逻辑电路功能块和 DSP 功能块。模拟电路块和 DSP 功能块通常紧密地连接在一起,并可以用混合信号仿真程序达到最好仿真效果。你可以把射频信号当作特殊的模拟信号,并使用混合信号仿真程序来分析你的设计。这种方法似乎具有所有必要的灵活性。为了提高速度,你可以使用 IEEE 标准的 VHDL AMS 或更依赖于厂商的 Verilog AMS,把非关键电路块抽象为行为模型。你还可以在 Spice 中描述关键的电路块,从而提高精确度。不过,就像 Spice 式仿真程序那样,混合信号仿真程序也使用时域算法来进行模拟电路仿真。
对于射频集成电路的仿真而言,时域算法会产生无法克服的性能问题,这是因为对 RF IC 的广泛验证需要支持数字调制的信号。系统必须把所有这些复杂的信号加到 1-10GHz 的射频载波上,载波频率取决于采用的无