Integroitujen piirien (IC) suunnittelu on sähkö- ja tietokonetekniikan erikoisala. Tämä kurinalaisuus on elintärkeä digitaalisissa laitteissa, kuten tietokoneissa ja matkapuhelimissa, käytettävien uusien integroitujen piirien asianmukaiselle valmistamiselle. IC-kehitysprosessissa on monia yksityiskohtaisia vaiheita. Käsitteellinen suunnittelu, simulointi ja varmennustestaus ovat integroidun piirin suunnittelumenettelyn tärkeimmät perusteet.
Jokainen integroitu piiri sisältää monia toisiinsa kytkettyjä sähkökomponentteja. Näitä pieniä elementtejä ovat transistorit ja vastukset, joita käytetään virran tasaamiseen ja ohjaamiseen. IC:t on valmistettu puolijohtavasta materiaalista, kuten piistä. Integroidut piirit ovat erittäin monimutkaisia, ja joissakin voi olla lähes miljardi transistoria.
Integroidun piirin suunnittelussa elementit on suunniteltava ja asetettava huolellisesti ennen kuin siru voidaan valmistaa. Nykyaikaisten IC-piirien monimutkaisuuden vuoksi sirut suunnitellaan harvoin käsin. Sen sijaan suunnitteluprosessissa käytetään konseptisuunnitteluohjelmistoa. Tämän tietokoneavusteisen lähestymistavan avulla piirisuunnittelijat voivat välttää virheet ja varmistaa, että jokainen siru on asetettu oikein.
Integroidun piirin suunnittelun konseptisuunnitteluvaiheessa asiantuntijat pyrkivät asettamaan jokaisen piirin mahdollisimman tehokkaasti. Komponentit on järjestetty hyödyntämään käytettävissä olevaa tilaa täysimääräisesti ja pienentämään sirun lopullista kokoa. Sähköreitit on suunniteltu lyhyiksi ja tehokkaiksi. Tämä vähentää IC:n kustannuksia ja mahdollistaa sähköisten signaalien virtauksen ilman ongelmia.
IC-sirujen valmistajilla on erilaisia ominaisuuksia. Integroitujen piirien tuottamiseen käytettävät koneet rajoittuvat joskus tiettyihin asetteluihin ja rakenteisiin. Piirisuunnitteluprosessissa on otettava tämä huomioon, ja suunnittelijoiden on tehtävä tiivistä yhteistyötä valmistajien kanssa varmistaakseen, että ehdotettu malli voidaan todella valmistaa.
Uuden integroidun piirin suunnittelun jälkeen se on simuloitava. Tässä vaiheessa ohjelmisto on jälleen tärkeä työkalu. Tietokoneohjelmia käytetään simuloimaan sähkön virtausta juuri suunnitellun sirun läpi. IC:n digitaalista logiikkaa tarkkaillaan tarkasti virheiden varalta. Jos asetteluvirhe on olemassa, suunnittelijat yrittävät löytää ja muokata vikaa ohjelmiston avulla ennen kalliin valmistusprosessin alkamista.
Piirisuunnittelu tuotetaan fyysisesti piisirulle vasta, kun asiantuntijat ovat vakuuttuneita siitä, että se on aseteltu oikein. Valmistuskustannuksista johtuen integroidut piirit valmistetaan yleensä irtotavarana. Jopa laajan simuloinnin jälkeen uutta IC-suunnittelua testataan todellisessa maailmassa heti, kun se on rakennettu. Integroitujen piirien valmistajat tarkistavat rutiininomaisesti jokaisen piierän ja tarkistavat, että digitaalinen logiikka toimii oikein.