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模拟电路应用:一个牛人4年的感悟

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    硕士毕业,去找工作,当时有几个offer。我师兄孙立平,李老师的关门弟子,推荐我去新涛科技,他说里面有个常仲元,鲁汶天主教大学博士,很厉害。我听从师兄建议就去了。新涛当时已经被IDT以8500万美金收购了,成为国内第一家成功的芯片公司。面试我的是公司创始人之一的总经理Howard. C. Yang(杨崇和)。Howard是Oregon State University 的博士,锁相环专家。
    面试时他当时要我画了一个两级放大器带Miller补偿的,我很熟练。他说你面有个零点,我很奇怪,从没听过,云里雾里,后来才知道这个是Howard在国际上首先提出来的, 等效模型中有个电阻,他自己命名为杨氏电阻。 当时出于礼貌,不断点头。不过他们还是很满意,反正就这样进去了。
    我呢,面试的惟一的遗憾是没见到常仲元, 大概他出差了。进入新涛后,下了决心准备术业有专攻。因为本科和研究生时喜欢物理,数学和哲学,花了些精力在这些上面。工作后就得真刀真枪的干了。每天上班仿真之余和下班后,就狂看英文原版书。第一本就是现在流行的Razavi的那本书。读了三遍。感觉大有收获。那时候在新涛,初生牛犊不怕虎,应该来说,我还是做得很出色的,因此得到常总的赏识,被他评价为公司内最有potential的人。
    偶尔常总会过来指点一把,别人很羡慕。其实我就记住了常总有次聊天时给我讲的心得, 他大意是说做模拟电路设计有三个境界:第一是会手算,意思是说pensile-to-paper, 电路其实应该手算的,仿真只是证明手算的结果。第二是,算后要思考,把电路变成一个直观的东西。 第三就是创造电路。我大体上按照这三部曲进行的。Razavi的那本书后面的习题我仔细算了。公司的项目中,我也力图首先以手算为主, 放大器的那些参数,都是首先计算再和仿真结果对比。
    久而久之,我手计算的能力大大提高,一些小信号分析计算,感觉非常顺手。这里讲一个小插曲,有一次在一个项目中,一个保护回路AC仿真总不稳定, 调来调去,总不行,这儿加电容,那儿加电阻,试了几下都不行,就找常总了。因为这个回路很大,所以感觉是瞎子摸象。常总一过来三下五除二就摆平了, 他仔细看了,然后就导出一个公式,找出了主极点和带宽表达式。通过这件事,我对常总佩服得五体投地, 同时也知道直观的威力。
    所以后来看书时,都会仔细推导书中的公式,然后再直观思考信号流, 不直观不罢手。一年多下来, 对放大器终于能够透彻理解了,感觉学通了, 通之后发现一通百通。最后总结:放大器有两个难点,一个是频率响应,一个是反馈。其实所谓电路直观,就是用从反馈的角度来思考电路。每次分析了一些书上或者JSSC上的“怪异”电路后,都会感叹:反馈呀,反馈!然后把分析的心得写在paper上面。
    学通一个领域后再学其他相关领域会有某种“加速”作用。 常总的方式是每次做一个新项目时,让下面人先研究研究。我在离开新涛前,做了一个锁相环。 我以前没做过,然后就把我同学的硕士论文,以及书和很多paper弄来研究,研究了一个半月,常总过来问我:锁相环的3dB带宽弄懂了吧? 我笑答:早就弄懂了。我强大的运放的频率响应知识用在锁相环上,小菜了。
    我这时已经去研究高深的相位噪声和jitter了。之后不久,一份30多页的英文研究报告发出来,常总大加赞赏!。 后来在COMMIT时,有个项目是修改一个RF Transceiver芯片, 使之从WCDMA到TD-SCDMA。里面有个基带模拟滤波器。我以前从没接触过滤波器,就花了两个月时间,看了三本英文原版书,第一本有900多页,和N多paper, 一下子对整个滤波器领域,开关电容的,GmC的,Active RC的都懂了。提出修改方案时, 由于我运放根基扎实,看文章时对于滤波器信号流很容易懂,所以很短时间就能一个人提出芯片电路原理分析和修改方案。
    最后报告写出来(也是我的又一个得意之作),送给TI. TI那边对这边一下子肃然起敬,Conference call时, 他们首先说这份报告是“Great job!”,我英文没听懂,Julian对我夸大拇指,说“他们对你评价很高呢”。后来去Dallas,TI那边对我们很尊敬, 我做报告时,很多人来听。总之,现在知道,凡事情,基础很重要,基础扎实学其他的很容易切入,并且越学越快。我是02年 11月去的COMMIT,当时面试我的也是我现在公司老板Julian。Julian问我:你觉得SOC (system on chip)设计的环节在哪儿? 我说:应该是模拟电路吧,这个比较难一些。Julian说错了,是系统。我当时很不以为然, 觉得模拟电路工程师应该花精力在分析和设计电路上。
    Julian后来自己run了现在这公司On-Bright,把我也带来, 同时也从TI拉了两个,有一个是方博士。我呢,给Julian推荐了朱博士。这一两年,我和朱博士对方博士佩服得五体投地。方博士是TI华人里面的顶级高手, 做产品能力超强。On-Bright现在做电源芯片,我和朱博士做了近两年,知道了系统的重要性。芯片设计最终一定要走向系统, 这个是芯片设计的第四重境界。
    电路如同砖瓦,系统如同大厦。芯片设计工程师一定要从系统角度考虑问题,否则就是只见树木,不见森林。电源芯片中,放大器,比较器都是最最普通的, 其难点在于对系统的透彻理解。在On-Bright,我真正见识了做产品,从定义到设计,再到debug, 芯片测试和系统测试,最后到RTP (release to production)。 Julian把TI的先进产品开发流程和项目管理方式引入On-Bright,我和朱博士算是大开眼界,也知道了做产品的艰辛。

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