Verilog-A 学习资料 SAR ADC 模数转换器 混合信号IC设计 模拟IC设计 包含现成常用的Verilog-A器件代码可以直接拿来用 Verilog-A 一种使用 Verilog 的语法来描述模拟电路的行为搞电路设计的兄弟应该都懂Verilog-A这玩意儿就像模拟工程师的瑞士军刀。特别是做混合信号芯片的时候没有个趁手的建模工具真能把人逼疯。今天咱们来聊聊怎么用Verilog-A快速搭建SAR ADC模型手头正好有几个现成的代码模块可以直接套用。先说说SAR ADC的基本结构。这货就是个带数字回路的模数转换器核心就三个部分比较器、DAC数模转换器和逐次逼近寄存器。用Verilog-A建模最大的好处是能同时处理模拟和数字行为比如下面这个比较器的模型include constants.vams module comparator (vin, clk, dout); input vin, clk; output dout; electrical vin, clk; reg dout; analog begin (cross(V(clk) - 0.5, 1)) begin if (V(vin) 0.5) dout 1b1; else dout 1b0; end end endmodule这段代码亮点在时钟沿检测的骚操作——用cross函数捕捉时钟上升沿。注意这里的0.5其实是工艺相关的阈值电压做先进工艺时得换成实际值。迟滞功能可以在这个if判断里加个偏移量实现改天专门开一篇讲这个。Verilog-A 学习资料 SAR ADC 模数转换器 混合信号IC设计 模拟IC设计 包含现成常用的Verilog-A器件代码可以直接拿来用 Verilog-A 一种使用 Verilog 的语法来描述模拟电路的行为SAR逻辑部分用Verilog-A的数字行为建模特别方便。比如这个3位SAR控制逻辑module sar_logic (clk, cmp_out, digital_out); input clk, cmp_out; output [2:0] digital_out; reg [2:0] digital_out; integer bit_counter; analog begin (initial_step) begin digital_out 3b100; // 初始MSB置1 bit_counter 2; end (cross(V(clk)-0.5, 1)) begin if (bit_counter 0) begin if (cmp_out 1) digital_out[bit_counter] 1; else digital_out[bit_counter] 0; digital_out digital_out 1; bit_counter bit_counter -1; end end end endmodule这里用位移操作实现逐次逼近注意数字信号的赋值要用非阻塞方式。实际项目中要加复位逻辑不然仿真时容易卡在奇怪的状态。开关电容DAC是SAR ADC建模的难点这里有个简化版的电荷重分配模型module cap_dac (d, vout); input [2:0] d; output vout; electrical vout; parameter real C_unit 10e-15; integer i; real charge; analog begin charge 0; for(i0; i3; ii1) begin if (d[i]) charge C_unit * V(vref); else charge C_unit * V(gnd); end V(vout) charge / (7*C_unit); // 72^3-1 end endmodule这个模型考虑了电容阵列的电荷守恒用for循环处理数字输入位。注意实际应用中要考虑寄生电容和开关电荷注入可以通过增加probe节点来建模。最后说几个实战技巧1用$bound_step()控制仿真步长避免开关切换时的数值震荡2带隙基准这类模块建议直接调用厂家提供的模型3做蒙特卡洛分析时记得在模型里加随机偏移量。Verilog-A建模就像搭乐高关键是模块间的接口要定义清楚剩下的就是排列组合的功夫了。