从头到尾了解混合信号单片高集成度系统(SOC)设计(2):定义概念

Tamara Schmitz：上次我们谈了集成电路项目的概要内容。如果你还记得的话，我们的关键步骤清单内容包括：

● 产品概念—来自市场需求(在本例中)
● 技术可行性— 包括样品。
● 商业计划 —包括成本、时间表和潜在市场数据。
● IC设计— 搭建晶体管电路和仿真结果
● 测试开发— 包括内置测试。
● 试验台验证— 使用视频测试设备测试首批产品。
● 自动测试设备(ATE)—使用自动测试设备测试多个首批产品。
● 试验台/ATE相关性 —确保试验台测试和ATE测试结果一致。
● 客户评估板—按照实际的应用场景来设计和搭建
● 最终产品资料，包括规格、曲线和应用部分—由应用人员撰写。
● 宣传和支持资料—由Marcom(营销传播部)编制。

Dave Ritter：你还做笔记?我真是受宠若惊!

Tamara博士：Dave，我们的谈话确实值得记录。这一次我想知道每个步骤的具体内容。你准备好了吗?

Dave：作为一个童子军(好长时间以前)，我们的座右铭是“时刻准备着。”我准备好了。

Tamara博士：太好了!第一步——也可能是最困难的一步——是提出想法。你提到你的最新视频均衡器——亦即MegaQ——是来自营销工程师和应用工程师的设想。

Dave：实际上，MegaQ是由应用工程师和营销工程师在我们过去几年开发的一些分立解决方案的基础上设想出来的。问题是：我们能否集成它，能否予以自动化。以及……我们能否让传输距离达到一英里。但想法可能来自任何人，包括本科实习生。

Tamara博士：听上去你有一个故事想告诉我……

Dave：没错。那是一个开启了我的职业生涯的项目。

Tamara博士：Dave，我们现在说的可是电子行业的事儿，不是蒸汽机!

Dave：没有那么久，是在上世纪80年代中期。我进入了一个生产测试设备的小公司。他们那时正在定义下一代“波形/矢量示波器”——一种专用于视频系统的示波器。该示波器有多个输入，所以按下一个按钮最多可以观察三个摄像头。有意思的是在产品定义中：产品一次只显示一个信号，因为多个信号会让用户混淆。

Tamara博士：这也算问题吗?

Dave：是的，如果你是负责校对多个摄像头的技术主管的话。最后发现我们对该产品增加的一项最有用功能(我们增加了许多功能：第一个控制式监视器、触摸面板屏幕控制等)是同时叠加三个小型和三个矢量显示的能力。摄像头安装技术人员能够在一个屏幕上同时查看摄像头的所有关键定时方面，而且他能在摄像头工作时这样做。

要是在以前，他必须提前来进行，并使用特殊效应面板来进行叠加。我们得到了一个著名深夜网络新闻节目的技术总监的褒奖——我们使他的工作更加容易。

Tamara博士：所以想法是来自客户和生产更佳的产品……

Dave：大概如此。实际情况是前一个夏天我一直与当地有线电视台的工作人员在其狭小的演播室中忙个不停。我需要使用波形监测仪和矢量示波器来对正摄像头，由于一次只能校对一个，所以这实际上是一件令人头疼的事。所以我确信我们的新产品用其‘三重叠加显示’解决了这个问题，所以Nightline节目的那些人才那么喜欢它。

Tamara博士：那么这个想法是因为您偶然在有线公司有过一次兼职实习而产生的?!

Dave：没错。它是客户需求、竞争产品和偶然兼职实习的综合结果。无论想法来自何处，它几乎总是与现场工作人员相互交流的结果。这可能是源于负责解决问题的现场应用工程师。也可能是在研讨会上甚至在你自己的自助餐厅进行的交谈。有时是负责分析竞争形势的营销人员……诸如此类，数不胜数。

Tamara博士：我认为想法也是随着时间的推移而逐渐形成的。

Dave：不错。单个客户可能有一个具体要求，但我们想服务于整个市场。所以与大量潜在用户进行交流，并提出可给他们帮助的解决方案是很有意义的。这需要时间。

Tamara博士：我们增加了什么功能来让它对大量客户有用?

Dave：包括许多功能。可能是针对增益或通道的可编程性。这可能意味着使某个元件脱离芯片，以便用户能够设定电流电平。

Tamara博士：具体到MegaQ是什么?

Dave：关于MegaQ，我们希望能够改进和延长复合视频的传输距离。我们添加了三项主要功能来使之易于用于广泛的应用。首先是，它是一种只需安装在接收器端的均衡器系统(不需要配置安装在柱子上或建筑物角落的摄像头)。

其次，MegaQ会对0-5,300英尺的电缆进行自动均衡校准，以消除复杂的安装。第三，它有一项自动反转功能，在安装者无意使视频输入反向时予以反转。

Tamara博士：明白了。这听上去易于使用并具有开发挑战性。现在我们来谈商业计划吧——我们需要赚钱。

Dave：如果你在问有关钱的事情，我想你已经进入了管理层。让我们先来看技术可行性。如果具有可行性，那么来看我们是否用它能够赚钱才有意义。

Tamara博士：当然。我们来看。我想知道客户如何应对这个问题，以前做了什么以及竞争对手目前有哪些东西。

Dave：有时你会发现目前的技术水平是分立设计。有时又是一种与用于其他应用的集成电路产品结合起来的系统。有时我们非常幸运，能够发现尚未出现出色解决方案的领域。

Tamara博士：MegaQ是否就是这种情况?

Dave：是的。MegaQ是面向模拟安全视频，事实证明它是相当独特的。我们已经有面向其他市场的手动调整均衡器，但安保人员想要自动化的解决方案：只需插入电缆，其余的事情就由MegaQ来做。市面上唯一单片解决方案的传输距离是有限的，但一些客户将它与其自己添加的分立器件一起使用。另一些客户使用分立解决方案，最先进的分立解决方案有微控制器来支持自动操作。

Tamara博士：你能画一个示例电路图来说明客户解决该问题的方式吗?

Dave：当然。它们使用图1所示的基本均衡级。这样的电路可使用手动开关或微控制器来自动控制它们。当然，自动化的意思是我们有一种算法来有效地控制均衡器。

Tamara博士：在你第一眼看到当前的客户解决方案时，你是否想过你能在你的单片(单个集成电路)解决方案中包括多少这些元件?

Dave：尽可能多……

Tamara博士：是的，当然。但是，有哪些折衷权衡帮助团队决定在封装中集成哪些元件而将哪些元件留为外置?

Dave：这个问题问得真好。随着当前技术水平的进步，客户希望集成越来越多的元件。真正出色的芯片在电源上拥有旁路电容，此外别无差别。但在我们的例子中，所有问题集中于报废风险。我们有一个样品，我们有全芯片仿真，但它们和芯片本身并不完全相同。

例如，我们选择对输入使用外置耦合电容，以便我们能够处理任何DC电平而不带来任何问题。如果这些电容是在芯片上，则它们的DC范围会更有限。隐藏的优势的视频箝位时间恒量现在由外置元件决定。

这对使产品适应高噪声环境有很大帮助。现在我们能够集成几乎任何东西，但需要平衡成本和风险来确保我们得到适合销售的产品。

Tamara博士：显而易见，这是我们今天遗留的一个问题——平衡成本和风险。从这里我们能够很好地引出我们下次要谈的话题：商业计划。(未完待续)