Podręcznik
2. Specyfika i problemy projektowania układów analogowych
2.1. Układy analogowe a układy cyfrowe
Najważniejsze różnice między układami cyfrowymi, a analogowymi z punktu widzenia projektanta ujmuje tabela poniżej:
Tabela 2‑1. Różnice między układami cyfrowymi, a analogowymi
|
Układy cyfrowe |
Układy analogowe |
|
Sygnał w postaci dyskretnej, przybierający w każdej chwili jedną z dwóch wartości (pomijając stany przejściowe) |
Sygnał ciągły, może mieć dowolną wartość z pewnego przedziału |
|
W układach nie występują sygnały zmienne o małej amplitudzie. |
W wielu układach występują sygnały zmienne o małej amplitudzie, co wymaga wprowadzenia pojęcia parametrów małosygnałowych elementów oraz rozróżniania składowej stałej i składowej zmiennej napięć i prądów |
|
Mała wrażliwość na parametry i charakterystyki elementów |
Duża wrażliwość na parametry i charakterystyki elementów |
|
Mała wrażliwość na rozrzuty produkcyjne |
Duża wrażliwość na rozrzuty produkcyjne |
|
Zależności temperaturowe parametrów i charakterystyk elementów są mało istotne |
Zależności temperaturowe parametrów i charakterystyk elementów są na ogół bardzo istotne |
|
Mała wrażliwość na topografię układu |
Duża wrażliwość na topografię układu |
|
Elementami układu są tranzystory MOS (dotyczy układów cyfrowych CMOS) |
Stosuje się znacznie więcej różnych rodzajów elementów: rezystory, diody, tranzystory bipolarne |
|
Dość niewielka liczba typowych komórek i bloków funkcjonalnych, z których można poskładać dowolny układ |
Wielka rozmaitość układów do różnych zastosowań i tak najczęściej niewystarczających przy projektowaniu układu do nowego zastosowania |
|
Wysoki stopień automatyzacji projektowania, możliwość zaprojektowania układu od poziomu opisu funkcjonalnego do jego topografii |
Brak skutecznych narzędzi automatyzacji wielu etapów projektowania, schemat trzeba wymyślić (lub adaptować znane rozwiązania), topografię zaprojektować w stylu full custom |
|
Dobrze rozwinięte i powszechnie stosowane sformalizowane języki opisu sprzętu (VHDL, Verilog) |
Języki opisu układów analogowych są mniej rozwinięte |
|
Testowanie, choć czasochłonne, jest koncepcyjne proste i wymaga jedynie odróżniania poziomu napięcia dla „0” i „1” |
Testowanie trudne, wymagające precyzyjnych analogowych pomiarów |