Sind einige CPUs in Standardzellen implementiert und andere kundenspezifisch?

Nein, Analog-IC-Designer haben keine Mikroprozessoren unter der Leitung von Digitalarchitekten entwickelt. Es ist richtiger zu sagen, dass Designer digitaler integrierter Schaltungen ziemlich viel darüber wissen mussten, wie sich die Transistoren tatsächlich verhalten.

Die Wahl, ob ein bestimmter Teil eines digitalen ICs unter Verwendung von Standardzellen oder handgezeichneten Schaltungen hergestellt wird, ist einfach eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Für dichte, sich stark wiederholende Strukturen wie Speicher (Cache, Mikrocode-ROM, Registerdatei) war es sinnvoll, Zeit in die Handarbeit der wenigen Grundzellen zu investieren, die zusammengekachelt werden würden ... das Ergebnis war viel kleiner und schneller als eine hergestellte Ersatzschaltung aus Standardzellen.

Blöcke mit "Zufallslogik" wie Zustandsmaschinen und kleine Zähler wurden unter Verwendung von Standardzellen und CAD-Werkzeugen erstellt. Das Erstellen von handgefertigten Layouts für diese Blöcke hätte enorm viel Zeit in Anspruch genommen und wenig Nutzen gebracht. Stattdessen arbeiteten die Leute daran, die CAD-Tools und Zellbibliotheken zu verbessern.

Das "unscharfe" Erscheinungsbild, das Sie auf dem ersten Mikrofoto sehen, ist in der Tat das Ergebnis eines automatischen Place-and-Route-Algorithmus, der ein Design unter Verwendung einer Standard-Zellbibliothek synthetisiert.

Ältere Teile, wie der AMD386 im zweiten Bild, gehen auf die Existenz dieser Algorithmen zurück. Das gesamte Design wurde sorgfältig von Hand platziert und geroutet, was für sein geordneteres Erscheinungsbild sorgt. (Andererseits erklärt das Fehlen eines einzigen Prozesses, der das Layout erzeugt, die großen Verbindungsbereiche, die auf dem 386 erforderlich sind – ein PAR-Algorithmus hätte wahrscheinlich ein viel effizienteres Layout erzeugen können.)

Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass der AMD386 analog ist. Es ist ein vollständig digitaler Teil! Analoge Komponenten in modernen Chipdesigns sehen oft "ordentlicher" aus, weil sie physisch große Teile enthalten, die von anderer Logik beabstandet sein müssen, wie die kreisförmigen Induktivitäten unten rechts im nRF51822.