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 |