大約從２０世紀(jì)８０年代起，就有許多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家宣稱(chēng)模擬電路已走進(jìn)死胡同，而數(shù)字應(yīng)用將在電子世界中大放異彩，包括用在通信上的集成電路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ�。悖椋颍悖酰椋簦�，ｉｃｓ）。在現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)然，現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)同時(shí)需要將模擬及數(shù)字功能復(fù)雜地融合在一起。

　　不過(guò)有一個(gè)問(wèn)題，比起它的數(shù)字同胞，在支持自動(dòng)化能力這方面，模擬設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工具卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。其結(jié)果，模擬設(shè)計(jì)工程師的生產(chǎn)力遠(yuǎn)不及數(shù)字搭檔來(lái)得強(qiáng)。

　　就以數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)為例，現(xiàn)代最先進(jìn)的設(shè)計(jì)環(huán)境提供了高階的自動(dòng)化，即使是包含上億個(gè)晶體管的最復(fù)雜設(shè)計(jì)，也能在短短幾天內(nèi)重新轉(zhuǎn)給新的代工廠、同一座代工廠但不同的制程、甚至全新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

　　相對(duì)地，缺乏自動(dòng)化支持的傳統(tǒng)式模擬設(shè)計(jì)環(huán)境，代表模擬電路的制作及修改幾乎全靠人工。這樣的結(jié)果，即使把相當(dāng)簡(jiǎn)單的模擬功能轉(zhuǎn)向新的代工廠、制程或技術(shù)節(jié)點(diǎn)，也要耗費(fèi)６～１２個(gè)月的時(shí)間。換言之，雖然尖端的數(shù)字設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到３２ｎｍ的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，絕大多數(shù)的模擬設(shè)計(jì)仍深陷在１３０ｎｍ及２５０ｎｍ節(jié)點(diǎn)的泥沼之中，那算是５～１０年前的老舊技術(shù)了。

　　首先，本文先提出數(shù)字設(shè)計(jì)及驗(yàn)證技術(shù)演進(jìn)的概觀，并說(shuō)明現(xiàn)代最先進(jìn)數(shù)字設(shè)計(jì)環(huán)境在支持高階自動(dòng)化上的生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)。本文接著提出模擬設(shè)計(jì)及驗(yàn)證技術(shù)演進(jìn)的概觀，并且拿來(lái)跟數(shù)字的自動(dòng)化能力做對(duì)比。

　　最后，本文討論了模擬工具必須予以強(qiáng)化以支持更高階自動(dòng)化的方法；同時(shí)也闡述了現(xiàn)代化ｉｃ設(shè)計(jì)環(huán)境必須強(qiáng)化的方法，以具備足以支持真正的、統(tǒng)一的、全芯片混合信號(hào)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、及實(shí)現(xiàn)的能力。

　　數(shù)字工具的演進(jìn)

　　早期的數(shù)字ｉｃ設(shè)計(jì)，約２０世紀(jì)６０年代初期，電子電路皆以手工建立。電路圖（原理圖）都是用紙筆及印刷模板以手繪制。這些圖面顯示邏輯門(mén)與功能的各式符號(hào)，并且用來(lái)實(shí)現(xiàn)符號(hào)之間連線的設(shè)計(jì)。

　　執(zhí)行“功能驗(yàn)證”時(shí)，通常是一群工程師圍坐在桌子旁，通過(guò)原理圖兢兢業(yè)業(yè)地討論：“這部分我看應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題！”同樣地，進(jìn)行“時(shí)序驗(yàn)證”時(shí)，典型的做法也是靠著紙和筆。最后，用來(lái)組成晶體管、電阻器及彼此之間互連的架構(gòu)都是以人工繪制而成的。

　　毫無(wú)疑問(wèn)，這種手工藝品方式的設(shè)計(jì)極為耗時(shí)，而且很容易出錯(cuò)。這種情形必須要有解決之道，于是有些公司及大學(xué)就率先跳出來(lái)，采用各種不同的研究方向。就設(shè)計(jì)獲取（ｄｅｓｉｇｎ�。悖幔穑簦酰颍澹┒裕T(mén)級(jí)（ｇａｔｅ－ｌｅｖｅｌ）的“原理圖獲取”套件即在市場(chǎng)上開(kāi)始出現(xiàn)，至于功能及時(shí)序驗(yàn)證，在２０世紀(jì)６０～７０年代初期所看到的，則是先出現(xiàn)以“事件驅(qū)動(dòng)邏輯仿真器”及“靜態(tài)時(shí)序分析器”為形式的專(zhuān)門(mén)程序。

　　以抽象的門(mén)級(jí)建立數(shù)字設(shè)計(jì)，就如同使用匯編語(yǔ)言撰寫(xiě)軟件程序一般。就執(zhí)行效率及所需的計(jì)算機(jī)內(nèi)存數(shù)量而言，匯編語(yǔ)言的程序或許是不錯(cuò)的實(shí)施，但它需要很長(zhǎng)時(shí)間的獲取及確認(rèn)，而且不容易轉(zhuǎn)到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。同樣，門(mén)級(jí)的表示方式也需要很長(zhǎng)的時(shí)間獲取及確認(rèn)，轉(zhuǎn)移到新的代工廠或制程／技術(shù)節(jié)點(diǎn)也相當(dāng)困難。

　　至于軟件方面，開(kāi)發(fā)者的解決方案則以程序語(yǔ)言（如ｃ語(yǔ)言）的形式，提升至另一個(gè)更高層次的抽象概念。然后，這些高級(jí)表達(dá)式可以編譯成計(jì)算機(jī)所需的機(jī)器級(jí)指令。這些高級(jí)表達(dá)式的優(yōu)點(diǎn)是，可容許軟件開(kāi)發(fā)者迅速而精準(zhǔn)地捕捉到程序的含義，確認(rèn)其功能。同時(shí)，以ｃ語(yǔ)言撰寫(xiě)的程序可以很容易地轉(zhuǎn)移到其他的計(jì)算機(jī)平臺(tái)。

　　同樣，對(duì)于數(shù)字邏輯而言，設(shè)計(jì)工程師也開(kāi)始提升至更高階的抽象概念，稱(chēng)之為“寄存器傳輸層”（ｒｅｇｉｓｔｅｒ�。簦颍幔睿螅妫澹颉。欤澹觯澹�，ｒｔｌ）。在２０世紀(jì)８０～９０年代初期登場(chǎng)的“邏輯綜合”（ｌｏｇｉｃ�。螅睿簦瑁澹螅椋螅﹦t用來(lái)將ｒｔｌ表示式編譯成對(duì)應(yīng)的門(mén)級(jí)網(wǎng)表（ｎｅｔｌｉｓｔ）。這項(xiàng)“前端”綜合技術(shù)另以“后端”的自動(dòng)布局布線（ｐｌａｃｅ－ａｎｄ－ｒｏｕｔｅ）引擎補(bǔ)其不足之處，后者可從門(mén)級(jí)網(wǎng)表，執(zhí)行設(shè)計(jì)的物理實(shí)現(xiàn)。

　　循著ｃ語(yǔ)言程序在編譯后能用在不同計(jì)算機(jī)上的足跡，ｒｔｌ與邏輯綜合的組合讓數(shù)字設(shè)計(jì)能更輕易地移植到新的代工廠或制程／技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

　　模擬工具的演進(jìn)

　　實(shí)際上，模擬電路的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具，在早期是優(yōu)于數(shù)字電路的。模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)在剛起步的時(shí)候，電子電路完全靠人工繪制。晶體管層的電路圖完全用紙筆及印刷模板以手工繪制，再搭配基本的“紙筆”分析及驗(yàn)證。

　　在設(shè)計(jì)由離散（獨(dú)立封裝）的元器件例如晶體管、電阻器、電容器及電感組成時(shí)，通常是建立設(shè)計(jì)的實(shí)體原型，將它放上測(cè)試平臺(tái)（ｔｅｓｔ�。猓澹睿悖瑁�，測(cè)量實(shí)際的數(shù)值，以判定性能優(yōu)異，然后參考元器件所得的數(shù)值，新增或移除所需的元器件，以達(dá)到期望的效果。

　　很顯然，這種方法在開(kāi)始建立第一片模擬ｉｃ時(shí)并不可行，因?yàn)椋椋阍O(shè)計(jì)的工程變更代價(jià)非常昂貴。在２０世紀(jì)６０～７０年代初期