【日常·閒談】晶片外圍電路如何設計？

聽從你心，無問西東。
開了一個新系列，很多時候想分享一些很有趣的內容，但又不想為此花大量的時間去做語言梳理和技術資料查詢，久而久之就想不起來要寫這個部落格了。於是就想到了用閒談的方法，把這些內容分享出來，雖然不是那麼的嚴謹，但都是自己的一些經驗，僅供參考~
有一部分是別人問我的問題，有一些可以算是我自問自答吧。
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關於這個博文的標題：晶片外圍電路如何設計？
這其實是一個很寬泛的問題，輕易沒法回答，晶片的種類那麼多，數字晶片、模擬晶片、數模混合晶片，這些晶片裡還分很多的小種類。模擬晶片有一般的運算放大器，緊密的儀表放大器，射頻晶片，還有各種專用的模擬訊號處理晶片；而數字晶片的種類就更多了，數電的數字邏輯晶片，硬體編解碼晶片，協議晶片，處理晶片，還有更復雜的CPU、MCU、SOC。
這些都歸屬在“晶片”這個範疇裡，但是如果從外圍電路設計的角度來說，他們是有大大的不同的，舉個例子。

模擬晶片

從最基礎的運算放大器來說吧，這是大學裡初接觸電路設計裡，和晶片相關比較簡單的外圍電路設計。這裡有一個OP07~作為一款又便宜又好用又簡單的運算放大器，它陪伴了我的入門的電子設計生涯。

在初學的時候，其實上面密密麻麻的資料引數只要看幾個就可以了，比如共模抑制比，閉環的頻寬，差墨輸入電壓，電源供電電壓，這類比較通用的資料。瞭解了這些資料之後，其實就能根據這個運算放大器的特性，設計出一些簡單的運算放大電路，比如放大、跟隨、濾波、反向、移相、加法之類的。

而像複雜一點的模擬晶片，開關電容濾波、包絡檢波、射頻晶片，這些的外圍電路設計相對來說就要複雜很多。不僅僅是單純的電源引腳、輸入輸出訊號，還會增加一些控制訊號，比如使能、電壓控制效能、時鐘同步訊號，等等。這些晶片在外圍電路設計上面往往會增加一些驅動電路，然後才是模擬資料通路。
我們可以參照晶片的晶片手冊（也就是datasheet）來進行設計。在初學的時候，大概率複雜電路是設計不出來的，這個時候參考大廠的設計手冊，就是一個很好的辦法。像ADI和TI這樣的公司，往往會開源很多晶片的設計應用方案，來方便工程師在選擇晶片的時候有一個很好的參考。而對於我們這樣的菜雞，直接照搬大廠成熟的設計方案是一個很明智的選擇，先熟悉已有的電路方案，加以瞭解之後在從自己的工程需求上進行修改，能夠達到一個很好的效果。等到自己的工程經驗成熟之後，再獨立設計電路，更加穩妥。

數字晶片

相比於模擬晶片，數字晶片的種類更加寬泛，由易到難的跨度更大。像簡單的數字邏輯閘，如果只是實現邏輯判斷的話，你甚至不需要外圍電路，直接接一個電平訊號就可以，畢竟0和1就是高低電平的區別，但是一旦到了處理器層面，DSP啊，FPGA，MCU，視訊/音訊的編解碼晶片，這些就不是一點點難的問題了，是億點點難的問題了。
就拿一般的MCU舉例子，正常一個最小系統板，需要有時鐘、復位、電源管理，使能有效，而如果加上了外設，可能還需要加上高效能開關，浪湧電路，濾波電路，甚至還需要設計專門的隔離電路。這也是為什麼模擬晶片有時候雙層板、4層板就能搞定（我模擬經驗不深，以我能接觸到的模擬晶片4層頂天了，求大佬別槓），但是複雜的數字晶片，8層板，12層板有時候都不夠QAQ，就是因為晶片的外設電路太複雜了。
而如何畫晶片的外圍電路呢，其實依靠的還是晶片的晶片手冊，這個晶片的所有引數，晶片手冊上都會給出，必要的配置引數，IO資訊，大廠詳細一點的還會把一些必須的外圍電路設計方案給出來，方便工程師設計。
那初學怎麼辦呢？最簡單的一個辦法，抄板 。從雙層板開始，簡單一點的背面是地正面走線，複雜一點的背面一半地一半訊號，把別人的電路邊學邊抄，網上這麼大，總有很多開源的資料，晶片手冊也是很容易獲得的。

這裡推薦幾個晶片查詢網站：
積體電路查詢網

FindChips

採芯網
我記得以前採芯網還可以在QQ上引入群機器人，輸入指令就可以查晶片，後來這個功能沒有了，我們群還可惜了一陣子。