模拟集成电路的制造商很早就认识到，在许多方面，模拟设计既是一门科学也是一门艺术。 几乎从一开始，像 Burr-Brown 和 National Semiconductor（两家现在都是 Texas Instruments 的组成部分）这样的公司就创建了当代传奇的应用说明书和文集，来帮助作业的工程师理解和运用他们的产品。 这些可说是第一批设计工具。
时间（和技术）不等人。 虽然那些旧书提供了宝贵的帮助，并且经常更新和可供下载，但是模拟和混合信号器件的主要生产者（除了少数例外）现在也是大的微控制器生产厂商。 所以，他们提供一系列基于软件的模拟设计工具以及编辑器、编译器和调试器，也就不足为奇了。
用于模拟应用的简单软件设计工具已存在多年，开始是一组等式加载到电子表格中，后来则是软盘和 CD 上的程序。 互联网的出现让人们可以下载定期更新的代码。
这里必须强调一点，我们只谈论了帮助工程师设计模拟集成电路的工具。 半导体制造商本身有成套的工具用于设计、验证和测试他们的芯片，但这些内容不属本文的讨论范围。
当前最新成果
这些早期的程序主要处理单功能器件，如运算放大器等。 但模拟设计正转向子系统方式，在子系统方式中，以前的多个单独组件集成到一个器件中。 此外，可用器件数量极大，因此针对一个特定设计问题的解决方案可能有几十种。 这导致了在线设计工具的出现，其中包括一个产品选择工具，可帮助用户设计电路和选取最佳器件。
这一最新转变朝向高度互动的“专家系统”方法；开始为关键应用参数规格，设计工具不仅建议最好的器件，还让用户微调设计周边因素，如 BOM 成本和电路板足迹等。
图 1：基于“专家系统”的设计工具示例，Texas Instruments 的 WEBENCH Power Designer。 （来源：Texas Instruments）
这种新方法能提供什么好处？ 旧的设计工具使用教科书公式计算外部元器件值，而新工具则利用它们的参数搜索引擎来选择适当的器件，然后添加特定于器件的参数作为设计算法的输入。
比如对于电压反馈放大器电路，设计的好处包括除了标准宽频增益器外，还纳入了运算放大器参数，如压摆率、寄生输入电容、噪声和闪烁噪声角。 除此之外，还可纳入更微妙的效应，例如输出-负载问题以及它们如何与放大器的频率响应交互。
设计好一个电路块后，许多新的设计工具随后可将该块移植到一个更通用的仿真平台上，这样，设计人员可以将几个块结合在一起，添加其他必需的元器件，或执行热仿真。或者，他们可以直接将电路或 PCB 布局下载到 CAD 程序中。
模拟设计工具示例
WEBENCH – Texas Instruments 在他们的 WEBENCH 平台下提供一套完整的模拟设计工具，包括设计人员用来处理电源、现场可编程门数组 (FPGA)、LED、放大器、医疗 AFE 等的工具。 这些工具对现实世界的需求敏感。 例如，传感器工具提供优化的信号路径性能、物料清单、预算成本和评估板链接，以及其他用来测试和验证仿真解决方案的工具。
LTspice – 来自 Linear Technology，LTspice 版本 IV 是一个高性能 SPICE 仿真器，原理图捕获和波形查看器，包含便于开关稳压器仿真的增强功能和模型。 可下载的 Windows 应用程序包括用于数以百计的 LT 运算放大器和开关稳压器以及电阻、晶体管和 MOSFET 模型的宏模型。
Filter Wizard– Analog Devices 的 Filter Wizard 可以帮助您设计低通、高通和带通滤波器。 先输入关键参数，即通带和阻带频率和增益以及滤波器响应时间，然后程序将挑选一种拓扑结构，生成一个示意图，帮助您选择最佳的 ADI 组件。
图 2：Filter Wizard 屏幕截图。 （来源：Analog Devices）
Analog Devices 还提供全面的设计工具来支持其广泛的射频组合。 例如，ADIsimRF 是一个射频信号链计算器，允许计算系统参数，如级联增益、噪声系数、IP3 和 P1dB 以及总功耗。 级数数量不一，最多为 15 个。ADIsimRF 设计工具中包含来自许多 ADI 的 RF IC 和数据转换器的嵌入式数据，设计人员可以使用下拉式菜单轻松访问这些数据来进行组件选择。
iSim – Intersil 的 iSim 是一个基于 Web 的交互式设计工具，用来选择和仿真来自 Intersil 组合的器件。 用户遵循与其他工具中类似的设计过程：
1) 选择输入和输出规格。
2) iSim 将寻找合适的 Intersil 器件和计算优化组件，
3) 在在线示意图中显示设计以测试应用，
4) 一旦设计经过验证，iSim 即生成 BOM 和设计报告。
目前，iSim 仅用于 Intersil 的电源管理器件和运算放大器。
Mindi – 这一来自 Microchip 的交互式设计工具旨在供设计人员用于有源滤波器、放大器、电池充电器、直流-直流转换器或数字电源。 例如，蓄电池充电器模块，可帮助设计采用锂离子、镍氢电池或镍镉电池的双向功率转换器或多化学电池充电器。 选择基本参数后，系统会生成交互式示意图；用户可以更改单个组件，运行仿真程序，查看电路性能的 Bode 图或打印出示意图。 放大器工具可容纳各种常见运算放大器电路，包括反相和非反相配置、差分放大器、积分和微分器。 它提供类似的功能，包括瞬态分析。
Power Supply WebDesigner (PSW) – Fairchild’s Power Supply WebDesigner (PSW) 是用来设计与仿真一次侧调节 (PSR) 或二次侧调节 (SSR) 反激转换器的工具。 与其他工具一样，它也产生原理、模拟验证和物料清单。 利用 PSW，您的 BOM 可以包括来自您首选分销商目录的自动选择零件。 Fairchild 为其他电源应用提供类似的设计工具，包括降-升压拓扑、隔离和非隔离型设计、直流-直流转换器和功率因子校正 (PFC) 电路。
来自 Arrow 的设计工具
我们在我们的网站上提供大量精选的数字设计工具。 然而，就所有讨论的模拟工具而言，它们都是免费的，可直接从制造商网站下载。 然而，BOM 组件，那完全是另一回事。