數(shù)模混合電路的設計，一直是困擾硬件電路設計師提高性能的瓶頸。眾所周知，現(xiàn)實的世界都是模擬的，只有將模擬的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，才方便做進一步 的處理。模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變是否實時、精確，是電路設計的重要指標。除了器件工藝，算法的進步會影響系統(tǒng)數(shù)模變換的精度外，現(xiàn)實世界中眾多干擾，噪聲也是困擾數(shù)模電路性能的主要因素。

　　數(shù)模混合電路設計當中，干擾源、干擾對象和干擾途徑的辨別是分析數(shù)模混合設計干擾的基礎。通常的電路 中，模擬信號上由于存在隨時間變化的連續(xù)變化的電壓和電流有效成分，在設計和調(diào)試過程中，需要同時控制這兩個變量，而且他們對于外部的干擾更敏感，因而通 常作為被干擾對象做分析;數(shù)字信號上只有隨時間變化的門限量化后的電壓成分，相比模擬信號對干擾有較高的承受能力，但是這類信號變化快，特別是變化沿速度 快，還有較高的高頻諧波成分，對外釋放能量，通常作為干擾源。

　　一、集成電路設計工程師所遇到的挑戰(zhàn)深亞微米技術的發(fā)展，促使芯片設計與制造由分離IC向SoC轉(zhuǎn)變。混合信號設計可以減少成本，減小電路尺寸和外形，并提供更好的功能。芯片的驗證占芯片設計50%到70%的工作量，隨著芯片復雜度上升，驗證工作無論從復雜性或工作量上都在呈指數(shù)上升。因此，驗證技術是混合信號技術的關鍵所在。

　　對于國內(nèi)的集成電路設計師來說，大多是采用傳統(tǒng)的方法，比如數(shù)字部分用HDL寫好，仿真，綜合，布局布線;模擬部分畫出電路圖，用Spice仿真，Layout。然后將兩部分拼接在一起。而真正的混合信號設計則需要真正結(jié)合數(shù)字和模擬，作整體上的考慮以及驗證，將面臨這樣的挑戰(zhàn)：行為級的數(shù)字與晶體管級的模擬的混合、HDL語言驅(qū)動的數(shù)字與Schematic邏輯圖驅(qū)動的模擬的混合、自上而下的數(shù)字與自下而上的模擬的混合，不再是數(shù)字設計與模擬設計的簡單疊加。混合信號設計提出了新的設計概念，必須使用全新的設計流程。

　　二、Mentor Graphics混合信號設計解決方案設計師在最近才開始注意到混合信號設計并嚴肅對待，但EDA公司已經(jīng)先行多年。在了解ADMS之前，我們先來看看與ADMS相關的Mentor Graphics另外幾個工具。

　　1.得到驗證的成熟技術

　　(1)HDL仿真工具ModelSim

　　ModelSim是目前最流行的數(shù)字仿真器，其成熟技術眾所周知，這里不作詳細介紹。

　　(2)SPICE仿真工具Eldo

　　模擬電路設計最重要的部分即在電路仿真部分，基本上都采用SPICE方法。現(xiàn)在流行的各種版本的SPICE，都是由UCB SPICE衍生而來。Eldo則是最近幾年的SPICE新星，由于在準確度、速度、容量、收斂性等各方面都擁有優(yōu)勢，迅速崛起被各大設計廠商競相采用。Eldo研發(fā)組位于法國，在歐洲，基本上設計中使用的SPICE都是Eldo。最近Eldo開始在北美及亞洲地區(qū)推廣。

　　2. ADMS對傳統(tǒng)設計方法的顛覆ADMS是一個混合信號驗證平臺，內(nèi)建集成了以上兩種工具的技術。對模擬電路部分，采用Eldo的仿真算法;對數(shù)字部分，采用ModelSim的仿真算法。但是，ADMS并不是這些工具簡單拼起來，它是僅有單一內(nèi)核引擎的一個整體工具。更重要的是，對數(shù)字和模擬電路的接口部分的處理，是數(shù)模混合模擬技術的關鍵。ADMS根據(jù)電路的實際需要需要，自動在數(shù)字和模擬電路之間增添了許多ADC或DAC。傳統(tǒng)的數(shù)字設計流程和模擬設計流程被打散并重新組合，設計師可以在任何階段對電路進行驗證，數(shù)字設計和模擬設計通過ADMS組成一個整體。

　　ADMS支持的語言達到了八種,即VHDL, Verilog，SPICE，VHDL-AMS，Verilog-AMS SystemVerilog，SystemC 以及C一共八種語言。輸入ADMS的文件不管其中的內(nèi)容是HDL，是SPICE，還是C語言，ADMS都可以讀入，并自動進行處理，給出仿真結(jié)果。比如，在模擬電路中引入一個HDL描述的IP，或者是工具附帶的單元庫里的一個VHDL-AMS行為級描述的運放單元，各種語言可以不被察覺差異地組合到一起。

　　三、結(jié)論ADMS可以說是唯一的真正意義上的混合仿真工具。經(jīng)過多年的發(fā)展，ADMS已成為混合信號仿真的領先者，半導體業(yè)內(nèi)前十名公司中，已有六家在使用ADMS;那么，究竟在什么樣的情況下，需要轉(zhuǎn)到混合信號設計呢?也許可以簡單的這樣描述：當使用HDL仿真器的數(shù)字電路設計工程師，面臨增長的模擬部分和模擬電路行為，苦于不足的模型以及仿真精度時;當使用SPICE或者FastSPICE的模擬電路設計工程師，面臨增長的數(shù)字復雜度以及大尺寸，苦于仿真速度過慢時。這個時候，采用混合信號設計，就可以提升設計速度和效率，以及設計水平，降低產(chǎn)品成本。