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标题: 专家纵论如何提高设计能力以及应对研发挑战 [打印本页]

作者: yuchengze 时间: 2017-3-24 17:45 标题: 专家纵论如何提高设计能力以及应对研发挑战

威性和代表性。 杜吉伟，安捷伦科技亚太区测试产品经理

我们可以看到RF设计的一个发展趋势就是越来越多的部分会通过数字电路来实现，这就需要精通数字和射频微波的综合型人才；另一方面，研发的手段也需要更新，包括仿真工具和测试验证手段，这往往要结合工程师的多年经验才能充分发挥其功效，因为任何一个细微的变化都可能引起设计质量的改变，比如对于设计验证，我们可能会使用探头连接方式来测试，任何探头都会对被测对象带来负载效应，若能得到探头及其连接附件的仿真模型(如SPICE model)，则可以仿真其负载效应。对于低噪声电路设计的验证，我们要清楚测试设备本身的噪声是多大。无线通信设备的调制和解调部分可能完全用数字部分实现，手边的逻辑分析仪等工具是否支持星座图测试、EVM测试就变得很关键；而对于FPGA设计，能否验证其内部节点和外围电路之间的实时互动关系是很重要，选择适当的FPGA和测试设备支持insight调试变得相对重要。高速电路设计的测试和验证很困难，许多芯片封装是BGA的形式，无法探测到一些关键信号，同时对于一些高速信号，标准上的定义往往是针对芯片管脚，而您能接触到的测试点往往是距管脚有一段距离，其间可能会有电容或一段传输线，如何能得到无法直接触及的点的波形非常关键；还有一种情况，在芯片管脚处测得的信号眼图是闭合的，但实际上，电路系统运行正常，这可能是因为在芯片内部会对信号进行专门的DSP处理，处理以后的眼图是完全张开的，只是由于这一部分完全用数学的方法实现，设计者无法直接探测而已，如何解决这类问题呢，工程师可以结合仿真软件和测量工具，将建模、仿真分析、实际量测融为一体，根据实际测量点得波形推断其它点的波形，或推断经过某种特殊数学处理之后的波形。很多情况下，我们受到经费的限制，无法得到很高级的仪器，但这并不意味着无法提升研发水平，因此要充分发挥现有资源的优势。例如，若您从事宽带通信系统(如信号带宽超过80MHz)的研发，可能不必担心没有一台动态范围很高的仪器，因为宽带信号本身的动态范围可能就不高，也许一台矢量示波器就完全胜任这一测量任务。安捷伦试图从两个角度来帮助工程师提高的研发水平。首先，我们最近大大加强了仿真软件对信号完整性和EMI/EMC分析的功能，更重要的是，该仿真软件可以和安捷伦的示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、射频信号源等测量工具合在一起使用，构成一个闭环的半实物仿真测试验证测试环境。其次，安捷伦力图让简单的仪器能够完成复杂的测量验证功能，比如其混合信号示波器只是在普通示波器的基础上集成了额外的16个逻辑通道，成本远比逻辑分析仪加上示波器的方案低许多。另外，使普通的示波器和逻辑分析仪可以支持矢量信号的解调或解码分析，这无疑可以节约大量的专用设备测试费用。 符晖，英飞凌科技西安有限公司汽车与工业电子及多元市场事业部高级经理

坦白地说，我很惊讶地看到EMI/EMC、低噪声以及RF设计成为中国设计者面临的最主要挑战。这也反映出中国的设计水平上了一个台阶，显示他们已经跨越逻辑设计阶段，正处于质量设计阶段。以EMI/EMC设计为例，只有好的系统/印刷电路板EMC设计是不够的。为了在芯片级获得好的EMI/EMC性能，必须在芯片设计规划阶段就要予以考虑。诸如片上电源布线、总线电容、电源栅格电容以及外部耦合电容等都要仔细考虑。在芯片设计结束之前必须对EMC容差进行深入的计算和分析。在我看来，最大的项目级挑战就是缺乏有经验的、熟知整个开发流程的项目管理者。当然每个项目都面临成本限制，由于中国的运营成本较低，我们应该能够实现较低的成本。然而，获得一个经验丰富的项目经理似乎比如何管理成本更难。英飞凌正致力于将最新的技术带到中国，我们也为中国带来了很多有挑战的新项目。通过实际的项目，工程师将能提高研发的水平，仅从理论课程/培训是不可能获得这种提高的。所以我的建议是多动手、多实践，你将获益匪浅。 林昭国，飞思卡尔半导体亚太区无线及移动系统部资深技术专家

中国的确拥有能干的研发工程师，工程师、大学和研发团队的素质不断提高，研发能力不断进步，相比其他发达国家，研发的创新以及研发成果转化为商业产品的能力必须进一步增强，以帮助提高投资回报。对于如何应对RF设计挑战，我认为经验不是一夜之间得来的，考虑到上市时间和遵守标准要求，工程师和制造商应该评估和充分利用某些供应商提供的经过验证的参考设计。为了设计一个具有成本效益的系统，需要瞄准未来2-3年的趋势尽早对系统的要求进行清晰的定义。开发者需要预先制定好清晰的策略和发展蓝图，而不是临时来选择恰好满足要求的特殊解决方案。对于大公司，他们应该培养与少数顶尖制造商的长期合作关系，然后一同进行系统的定义。这样，他们就能规避那些最终会拖慢产出和上市时间的一系列问题。供应商们越来越多地提供完整平台解决方案，而不只是某一点上的元器件方案，这为具有研发能力的公司带来高价值。这些供应商能够帮助中国工程师理解完整系统中的问题，与后者一起定义适合特定领域或客户需求的下一代方案，并实现产品的差异化。 陆绍强，Xilinx中国业务经理

对于高性能电子设计，诸如电信应用，电源管理和信号完整性目前是两项重要的技术挑战。在电源管理方面，设计者需要同时降低静态功耗和动态功耗以在功率预算内实现更好的性能。例如，我们的客户借助Xilinx特有的可减少漏电流而不影响性能的90nm三栅极氧化层(triple oxide)技术来降低静态功耗。90nm工艺使晶体管尺寸更小，栅极电容就减少了，加上使用高性能、低功耗的嵌入式硬IP内核，设计者还可以降低动态功耗。至于信号完整性，设计应该使串扰最小化以增强高速应用的系统性能，包括普遍使用的存储器接口。我们的客户通过整合最新的SparseChervon输出管脚位图来减少串扰，这种位图将地和电源管脚布置成靠近每个信号管脚。封装内耦合电容方案和连续的电源/地线面也可有助于减少电子设计中的串扰。几乎每一位电子设计者都会遇到增加系统级性能、降低整体成本和更快速面市这三大挑战。在我看来，电子设计者的最好机会是使用可编程技术来解决上述挑战。如今平台FPGA集成了4种主要的IC技术—逻辑、串行连接、DSP和嵌入式处理，这使得设计者能够开发可编程的系统级设计。另外，相比ASIC方案，电子设备制造商可通过使用FPGA来显著降低R&D项目的风险。我认为中国研发社群最优先应该做的事情就是迅速学习最新IC技术和设计方法学，以便创建面向本地市场和出口业务的创新产品。半导体供应商应该通过技术演示、培训中心和商展以及研讨会、网站指南文章加速对本地设计工程师的知识转移过程，同时必须提供易用的设计工具、IP内核、参考设计以及开发套件。另外，元器件公司可以与本地客户和大学形成合作伙伴关系、建立联合实验室，以提升后者的R&D水平和为中国市场开发新的应用。 沈灿，中兴通讯股份有限公司中心研究院多媒体平台部

项目的时间进度是研发人员的重要挑战。由于中国企业普遍希望将产品的研发周期缩短，使得产品的质量难以保证，而且产品的功能也会受到影响。这对设计工程师造成很大的困难，容易造成项目的失败。设计经验也是挑战。中国的工程师普遍年轻化，对产品的理解比较浅，而且喜欢不停地更换项目，不把一个项目做精，实际上对个人的发展是不利的。一个项目做不到2年，实际上并没有完全理解这个项目，没有理解设计的精粹，感觉都懂了，实际上是一知半解。提高设计能力的途径：
(1) 解剖成功的产品，学习先进的设计理念。先进的设计理念是工程师成功的关键，多看多琢磨是最好的学习途径，一流的工程师，需要具备一流的设计理念；
(2) 要有人跟踪最新的标准动态，掌握技术发展动态，提前做好技术的储备工作，减少产品研发的周期；
(3) 要在思想上提高树立做精品的理念。设计一个成功的产品首先要有做精品的意识，才可能做出最好的产品。

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