集成电路设计范文

集成电路设计范文（精选12篇）

集成电路设计 第1篇

对于集成电路的设计而言,版图设计可以称之为一个十分主要的设计环节,这是由于集成电路若需在某个产品体系中真正发挥功效,不仅需要具有专门的电路设计,还要执行较好的版面布局设计,来符合其安装工艺的所需。当前,电子产品对集成电路版图设计的重视程度逐渐提升,如何提升集成电路版图设计水准,变成了技术人员非常重视的问题。

1 集成电路版图设计介绍

集成电路设计流程为系统设计、逻辑设计、电路设计、版图设计版图后仿真。集成电路版图设计是通过集成电路由电路拓扑到电路芯片的一个主要设计过程,其需要设计人员具备电路及电子元件的工作原理以及工艺制造层面的基础知识,还需设计人员十分了解如何运用绘图软件,并对电路执行合理的布局规划,设计出最大限度展现高性能、低成本、低耗费、可以良好工作的芯片版图。集成电路版图设计包含了数字电路、模拟电路、标准电路、高频电路、双极型以及射频集成电路等版图设计。

1.1 EOS 及保护措施

EOS指的是过多电压以及电流作用在电路的某些位置进而产生总体电路的损坏。相对明显及常见的则为闩锁效应、电子迁徙效应以及天线效应。

(1)ESD及保护

ESD指的是较小的范围里积攒了一定的静电电荷,这些静电荷的放电会形成电路的击穿或损坏。静电放电会构成栅极氧化物的减弱或断裂,使得集电结以及发射电流雪崩式击穿,甚至可以将金属蒸发,造成硅的损坏。而单单50V的放电则能够损坏一个集成MOS晶体管的栅极,而普通人或机器都能够积攒到这个电压。

因此一定要采用一些措施来执行静电保护。例如将ESD敏感器件摆在静电防护的结构设计当中。通常我们通过地线保护和在连线时使用离子焊来降低ESD放电的机会。以下为几个用来保护ESD的方法及注意事项 :

首先,对于集成电路的引脚内除却少量一些资深能够抵御的ESD的引脚之外,均需将其接到衬底或扩散层中,例如NPN管的集电极。对于面积较大的结能可以在静电荷聚集到足够损坏器件以前将其吸收 ;

其次,在提供电源或大功率引脚中,可以多接一些扩散层 ;

再次,一些直接连接到MOS管栅极的引脚较易构成ESD的介电体,所以一定有一些特殊的保护结构设计在引脚中,例如可以使用一些电阻较大或者令电流不通过没有衔接的发射极而直接接在外部衬底中。

1.2 电子迁徙效应和防护

电子迁徙效应指的是由于高电流密度而形成电路缓慢击穿的状况。移动载流子冲压固定的金属原子进而构成金属原子的缓慢移动。就集成电路内的Al原子来讲,由于铝线十分狭窄,从而形成电流密度提高,因此较小的电流则能够令铝线凝结。铝线内的凝结电子的迁徙就会令铝线内构成空洞甚至造成断路或因为金属原子的移动令铝线变形造成短路。

在版图设计内能够尽可能多的在结点处添加一些CONTACT或VIA来加大节点打孔处铝线的面积,而降低电流密度。并且,也能够在铝线内添加铜,以便提高抗移动能力。

1.3 天线效应及防护

对于干法刻蚀的过程而言,电场引发的离子流在栅极POLY中积攒了许多电荷构成一个高电压。虽然这个电压不能够令栅氧断裂,可是能够令其承受力降低。所有部分的栅极POLY收集的电荷同其面积相连。一个面积小的栅氧连接一个大POLY则能够构成天线效应。

由于在工艺方面先进性下层金属,之后再进行上层金属,因此越上层的金属越易将聚集的电荷泄放在衬底上。因此,通过上层金属跳线成为一个处理天线效应的良好方式。并且也能够在栅氧中添加一个反向二极管,以此来导掉电荷(如图1所示)。

2 集成电路版图设计流程

2.1 与 IC 工程师进行良好沟通

因为集成电路版图设计是集成电路设计的最终环节,其一切工作都需在前期工作基础上执行,所以,从整体上掌握工程师电路设计目的,掌控PAD排放次序,了解芯片的最大面积。还需向工程师咨询哪些元件应当相连,自身对集成电路版图设计的观念同设计师设计目的相互间的差别是什么。只有真正了解这些问题,才会给优化集成电路版图设计做好铺垫。

2.2 全局规划设计

开始进行对集成电路版图执行设计时,全局设计的重点,这一设计环节决定了相应元件所在的位置以及分布形式,通常来讲,这一布局设计同已经成型的电路图十分相近,仅需依照所有模块的面积给出适当调整,令其以最合理的形式相结合。并且,在整局中信号连接的基础上,尽量降低运用面积与芯片成本,并且,还要对电路测试有利,特别是需要有利于晶上测试。

2.3分层设计

在全局设计结束后,对集成电路内的一切模块乃至其包括的元件执行有效设计。将集成电路划分成不同单元,并对所有单元的所有模块进行设计,再对所有模块的所有元件进行设计,最终将所有集成电路板图设计进行完毕。

2.4 检查版图

(1)运行DRC,DRC具有鉴别的能力,可以执行繁琐的鉴别工作,对生成最终送交的图形以前进行审查。程序就依照规则审查文件运转,产生错误后,会在错误的地方进行标注,并给出解释 ;

(2)审查线路短路,线路开路以及floating结点。ERC查出短路后,将错误提示束缚于最短的连接通路中 ;

(3)LVS与IC版图及原理图对比,报告版图连接以及原理图不同,进行修改指导版图与电路图完全相同。

2.5 版图修改

Label是否准确,label所选的layer是否准确,Power与Ground衔接的有无问题,获得的files是否绝对可靠,审查netlist报告,有无节点,且数量是否较多,一旦节点较多,则存在断路之处,较少,则出现短路之处,通过原理图的对照,观察有无连错线。

2.6 寄生和仿真

对于实际电路的制作过程而言,会出现寄生参数,其分别是寄生电容、寄生电感以及寄生电阻。

2.7 版图完成(如图 2 所示)

后端数据接口处理,对芯片版图的设计及大小进行确认,对Foundry的响应流片规划进行落实,确保设计参数的大小。

3 版图设计规则

电路设计时通常均希望电路设计可以十分紧凑,但工艺工程师较希望是一个成品率较高的工艺。设计规则成为其两者均满意的方式。设计规则是较好的规范文本,将元件的最小宽度、相邻部件内所允许的最小间距,必要的重叠与给定的工艺相结合的其它尺寸。在确定工艺的设计规则时,需要考量的因素包含掩膜的对准、掩膜的非线性、片子的弯曲度、外扩散、横向钻蚀、氧化生长剖面、光学分辨率乃至其与电路性能及产量的关联,设计规则制定了在掩膜板中所有几何图形如何同彼此有关的另一块掩膜板中的图形水准持平,除却指明的不同点之外,一切规则指的是相关几何图形相互间的最小间距。

4 结束语

综上所述,规定模拟集成电路版图的描述,实施高层次综合形式的探讨,创建自适应的设计知识表达以及推理机制则成为提升模拟集成电路设计自动化水准的重要方式。

摘要：由于电子技术的高速发展,集成电路的使用范畴逐渐扩大,并且在体积上也愈发迷你,加大了其在产品使用中的灵活性。对于集成电路的系统配置、电路形式、工艺技术等具有专业方面的设计,还需对其执行版图设计,只有如此才可令最终形成的集成电路元件符合产品设计标准。

集成电路IC设计简历 第2篇

姓 名：

出生年月：1987年8月

毕业院校：黄河科技学院

学 历：无

联系电话：

性 别：男

政治面貌：团员

专 业：电子信息工程

手 机：

电子邮件：

教育经历

8月至6月 就读于河南省黄河科技学院

8月至206月 就读于新疆省吉木萨一中

在校奖励情况与实践经验

7月至209月 于酒店担任领班

技能水平

接受过全方位的大学基础教育，受到良好的专业训练和能力的培养，

集成电路IC设计简历

，

熟悉Windows 98//XP 操作系统平台，能熟练使用Microsoft Office办公

件如World、Excel、PowerPoint等;

自我评价

本人在校期间认真学习专业基础知识，课后继续寻求实践机会，工作勤奋，能吃苦。

求职意向

一般集成电路测试系统的设计 第3篇

关键词：集成电路；测试；PMU Device Characterization

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0033-01

一、测试系统的基本介绍

传统的集成电路的测试以SOC技术为主，SOC的复杂程度非常高，在一块芯片内不仅可能包含CPU、DSP、存储器、模拟电路等多种芯片，甚至还可能包括射频电路、光电器件、化学传感器等器件，因而SOC的测试系统，具备数字、混合信号、存储器、射频等各种测试，同时各个模块之间还不会产生相互影响。

一般的集成电路的测试系统称为ATE，测试系统主要由单片机模块（CPU）、DC（Device Characterization）测量模块和通道传输模块等组成。各个模块之间通过总线单元进行数据交换和连接。而随着现代测试技术的发展，较好测试系统组成主要的还有：由电子电路和机械硬件组成，是在同一个主控制器指挥下的电源、计量仪器、信号发生器、模式（pattern）生成器和其他硬件项目的集合体。

二、整个系统主要组成

（一）单片机模块（CPU）---测试系统的心脏

该模块是所有数字测试系统都含有的基本模块，是测试系统的起点。“CPU”是系统的控制中心，这里的CPU与计算机中的中央处理器不同，它由控制测试系统的计算机及数据的基本I/O通道组成。许多新的测试系统提供一个网络接口用以传输测试数据；计算机硬盘和Memory用来存储本地数据；显示器及键盘提供了测试操作员和系统的接口。

（二）DC（Device Characterization）测量模块

DC子系统包含有DPS（Device Power Supplies，器件供电单元）、RVS（Reference Voltage Supplies，参考电压源单元）、PMU（Precision Measurement Unit，精密测量单元）。

1.DPS与RVS单元

被测器件的电源管脚所需要的电流及电压是由DPS所供给的；而系统内部的管脚测试单元的比较电路以及驱动所需要的参考电压，则是由RVS单元来供给，包括了VOL、VIH、VOH、VIL四种电压设置方式。而相对比较老的测试系统中，所拥有的RVS也是相对来说比较少的，所以在测试程序时，所提供的输出、输入电平也是比较少。。一些测试系统称拥有“per pin”的结构，就是说它们可以为每一个pin独立地设置输入及输出信号的电平和时序。

2.PMU电路

PMU用于精确的DC参数测量，它把驱动电流送入被测器件而去测量电压或者为器件加上电压而去测量产生的电流。PMU的数量跟测试机的级别有关，低端的测试机往往只有一个PMU，用共享的方式被测试通道逐次使用；中端的则有一组PMU，通常为8个或16个，而一组通道往往也是8个或16个，可以整组逐次使用；而高端的测试机则会采用每个channel配置一个PMU。

（三）通道传输模块

1.通道单元

通道单元有两个功能，一是把测试码合成最终的测试信号施加到DUT（Device under test，被测器件），二是比较及分析DUT的返回信号，并且通过总线，将所得到的结果返回单片机模块。利用逻辑控制单元以及译码电路，控制总线对DUT管脚的地址实现设定并控制，而DUT管脚数据的输出及输入功能，则是由控制单元驱动和管脚驱动所共同控制着的继电器阵列来进行的。VIH（VIL）是由DPS模块设定产生的测试所需的高（低）驱动电平。总线发送由程序预先生成的测试向量，电平转换与驱动单元把测试向量转换为设定电平的测试时序波形，管脚驱动与控制单元控制继电器阵列将要输入的波形施加到DUT的输入管脚。

2.芯片引脚电路

芯片脚电路是测试系统资源部和待测期间之间的接口，它给待测器件提供输入信号并接收待测器件的输出信号。

每个测试系统都有自己异于其它系统的设计但是通常其芯片引脚电路都会包括：

（1）配有输入信号的驱动电路。

（2）切换驱动及对电流负载输入输出选择通道电路。

（3）比较输出电平的电压检验电路。

（4）芯片引脚电路与PMU的连接电路。

（5）能够编程控制的电流负载。

（6）提供能测试高速电流的辅助电路。

3.总线单元

总线（Bus）是各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照所传输的信息种类，是用于各个模块和单元传递信息的公用通道，各个部分通过总线相连接，通过总线单元进行数据连接和交换。

三、结束语

随着数字技术不断发展，在消费电子、通信和计算等领域对测试技术不断提出的挑战，适应测试和组装外包已经成为发展趋势的必然要求。尽管集成电路的测试技术伴着新的测试理念、新的测试流程、方法和技术不断的出现。但从整个系统的角度出发，测试系统都是从单片机模块、DC测量模块和通道传输模块等基础上发展而来。

参考文献：

[1]陆坤.电子设计技术[M].西安电子科技大学出版社,2004

[2]杜中一.半导体技术基础[M].化学工业出版社,2011

[3]张建国.数字集成电路参数测试仪的设计及实现[J].技术应用,2010,7

集成电路版图设计的技巧 第4篇

集成电路设计是指根据电路功能和性能的要求, 在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下, 尽量减小芯片面积, 降低设计成本, 缩短设计周期, 以保证全局优化, 设计出满足要求的集成电路。集成电路版图设计是集成电路设计的后端工作, 所以通常将IC LAYOUT工程师称之为后端工程师。

1、集成电路版图设计

集成电路设计的流程:系统设计、逻辑设计、电路设计 (包括:布局布线验证) 、版图设计版图后仿真 (加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作) 。

集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程, 它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识, 还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划, 设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。

2、软件介绍

目前大部分IC公司采用的是UNIX系统, 使用版本是SunSolaris。

版图设计软件通常为Cadence, 它是一个大型的EDA软件, 它几乎可以完成电子设计的方方面面, 包括ASIC设计、FP-GA设计和PCB设计。软件操作界面人性化, 使用方便, 安全可靠, 但价格较昂贵。

3、版图设计过程

3.1 画版图之前, 应与IC工程师建立良好沟通

在画版图之前, 应该向电路设计者了解PAD摆放的顺序及位置, 了解版图的最终面积是多少。在电路当中, 哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组, 每组之间各自是如何分布在版图上的?IC工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入?

3.2 全局设计:

这个布局图应该和功能框图或电路图大体一致, 然后根据模块的面积大小进行调整。布局设计的另一个重要的任务是焊盘的布局。焊盘的安排要便于内部信号的连接, 要尽量节省芯片面积以减少制作成本。焊盘的布局还应该便于测试, 特别是晶上测试。

3.3 分层设计:

按照电路功能划分整个电路, 对每个功能块进行再划分, 每一个模块对应一个单元。从最小模块开始到完成整个电路的版图设计, 设计者需要建立多个单元。这一步就是自上向下的设计。

3.4 版图的检查:

(1) Design Rules Checker运行DRC, DRC有识别能力, 能够进行复杂的识别工作, 在生成最终送交的图形之前进行检查。程序就按照规则检查文件运行, 发现错误时, 会在错误的地方做出标记, 并且做出解释。

(2) Electrical Rules Checker检查线路短路, 线路开路和floating结点。ERC检查到短路错误后, 将错误提示局限在最短的连接通路上。

(3) Layout Versus SchematicLVS比较IC版图和原理图, 报告版图连接和原理图的不一致, 并进行修改直到版图和电路图完全一致。

3.5 版图修改:

Label是否正确, label所选的layer是否正确;Power&Ground连接得有没有问题;得到的files是否确实可靠, 检查netlist中器件类型的命名是否符合规范;认真研究design rule, 做好DRC改错。看给出的报告, 有没有offgird;结点多不多, 多的话就有断路的地方, 少的话就有短路的地方;对照原理图, 看有没有连错线。

3.6 寄生与仿真:

在实际电路的制作过程中, 会产生寄生参数, 它们分别为:寄生电容、寄生电感和寄生电阻。

3.7 版图完成:

后端数据接口处理, 确认芯片版图的设计和尺寸, 落实相关Foundry的流片计划, 确认设计数据 (GDSII文件) 大小。

4、布局时注意事项

4.1 布局前的准备:

在正确的路径下打开icfb;查看捕捉点设置是否正确.18工艺为0.001, .25工艺为0.01, 035工艺为0.05布局前考虑好出PIN的方向和位置;布局前分析电路, 完成同一功能的MOS管画在一起

4.2 布局时注意:

更改原理图后一定记得check and save;完成每个cell后要归原点;尽量用最上层金属接出PIN;金属上走过的电压很大时, 为避免尖角放电, 拐角处用斜角, 不能走90度度的直角。

4.3 节省面积的途径:

电源线下面可以画有器件.节省面积.数字电路版图主要是要节省面积, 减小面积。

5、非门的版图设计

(1) 画pmos的版图 (新建一个名为pmos的cell)

(1) 画出有源区

在LSW中, 点击active (dg) , 注意这时LSW顶部显示active字样, 说明active层为当前所选层次。然后点击icon menu中的rectangle icon, 在vituoso editing窗口中画一个宽为3.6u, 长为6u的矩形。这里我们为了定标, 必须得用到标尺。点击misc/ruler即可得到。清除标尺点击misc/clear ruler。

(2) 画栅

在LSW中, 点击poly (dg) , 与有源区的位置关系如图1所示:

(3) 画整个pmos

为了表明画的是pmos管, 必须在刚才图形的基础上添加一个pselect层, 这一层将覆盖整个有源区0.6u。接着, 还要在整个管子外围画上nwell, 它覆盖有源区1.8u。如图2所示:

(4) .衬底连接

pmos的衬底 (nwell) 必须连接到vdd。首先, 画一个1.2u乘1.2u的active矩形;然后在这个矩形的边上包围一层nselect层 (覆盖active0。6u) 。最后将nwell的矩形拉长, 完成后如图3所示:

(2) 布线

pmos管必须连接到输入信号源和电源上, 因此我们必须在原图基础上布金属线。

(1) 首先要完成有源区 (源区和漏区) 的连接。在源区和漏区上用contact (dg) 层分别画三个矩形, 尺寸为0.6乘0.6。注意:contact间距为1.5u。用metal1 (dg) 层画两个矩形, 他们分别覆盖源区和漏区上的contact, 覆盖长度为0.3u。

(2) .为完成衬底连接, 我们必须在衬底的有源区中间添加一个contact。这个contact每边都被active覆盖0.3u。画用于电源的金属连线, 宽度为3u。将其放置在pmos版图的最上方。布线完毕后的版图如下图4所示:

(3) 画nmos的版图

绘制nmos管的步骤同pmos管基本相同 (新建一个名为nmos的cell) 。只是某些参数变化一下。

(4) 完成整个非门的绘制及绘制输入、输出

(1) 新建一个cell (inv) 。将上面完成的两个版图拷贝到其中, 并以多晶硅为基准将两图对齐。然后, 我们可以将任意一个版图的多晶硅延长和另外一个的多晶硅相交。

(2) 输入:为了与外部电路连接, 我们需要用到metal2。但poly和metal2不能直接相连, 因此我们必须得借助metal1完成连接。具体步骤是:

1) 在两mos管之间画一个0.6乘0.6的contact

2) 在这个contact上覆盖poly, 过覆盖0.3u

3) 在这个contact的左边画一个0.6乘0.6的via, 然后在其上覆盖metal2 (dg) , 过覆盖0.3u

4) 用metal1连接via和contact, 过覆盖为0.3u

(3) 输出:先将两版图右边的metal1连起来 (任意延长一个的metal1, 与另一个相交) 。然后在其上放置一个via, 接着在via上放置metal2。

(5) 作标签

(1) 在LSW中选择层次text (d3) , 点击create/label, 在弹出窗口中的label name中填入vdd!并将它放置在版图中相应的位置上。

(2) 按同样的方法创制gnd!、A和Out的标签。完成后整个的版图6如下:

结束语:

随着中国IC设计公司的急速增加, 国外著名的半导体公司也把研发部门相继落户中国, 对IC设计人才需求非常广泛。IC LAYOUT这一方面对于人才的需求也同样紧缺, 更多的经验还是需要通过实践才能获得。

摘要：集成电路版图设计是把设计思想转化为设计图纸的过程, 包括数字电路和模拟电路设计。本文针对数字电路, 论述了版图设计过程, 验证方法, 以及如何通过合理的布局规划, 设计出高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。

关键词：集成电路,版图设计软件,数字电路版图设计

参考文献

[1].李伟华.VLSI设计基础.北京:电子工业出版社.2002.1028-33

[2].[加]Dan Clein.CMOS集成电路版图-概念、方法、与工具.北京:电子工业出版社2006[3]:2-458-60

[3].林明祥.集成电路制造工艺北京:机械工业出版社.2005.9:2-3

集成电路设计 第5篇

集成电路设计与集成系统专业是2003年教育部针对国内对集成电路设计和系统设计人才大量需求的现状而最新设立的本科专业之一。集成电路设计和应用是多学科交叉高技术密集的学科，是现代电子信息科技的核心技术，是国家综合实力的重要标志。它通过理论与实践相结合的培养模式，以培养既具有坚实的理论基础，又具有丰富的集成电路开发、电子系统集成和工程管理能力的复合型和应用型高级集成电路和电子系统集成人才为目标，重视本专业的发展前沿和相关专业知识的拓展，注重培养学生的动手能力。

基本信息

业务培养目标

本专业培养德、智、体全面发展、从事集成电路设计、微电子器件与集成系统领域的研究、设计、制造、开发、管理和教学方面工作的专门高级人才。

业务培养要求

该专业培养的学生不仅对微电子材料及其工艺技术有所了解，而且更具有电路与系统，电磁场与微波技术、电磁兼容技术以及系统封装设计，多芯片组件设计和微电子工艺技术等多方面的知识。本专业毕业生应熟练掌握一门外语，有较强的分析、解决理论及实际问题和计算机应用能力，能在集成电路设计与集成系统及相关领域从事科研、教学、科技开发、生产管理和行政管理等工作。

主要课程

计算机应用技术、模拟电路与数字电路、电路分析基础、信号与系统、集成电路应用实验、现代工程设计制图、微机原理与应用、软件技术基础、量子力学与统计物理、固体电子学、电磁场与波、现代电子技术综合实验等

核心课程

固体电子学、电路优化设计、数字通讯、系统通信网络理论基础、数字集成电路设计、模拟集成电路设计、集成电路CAD、微处理器结构及设计、系统芯片（SoC）与嵌入式系统设计、射频集成电路、大规模集成电路测试方法学、微电子封装技术、微机电系统（MEMS）、VLSI数字信号处理、集成电路制造工艺及设备、修业年限

四年

授予学位

工学学士

主要实践环节

电子线路CAD、单片机课程设计、数字系统课程设计、电子设计综合课程设计等专业发展前景

集成电路设计涵盖了微电子、制造工艺技术、集成电路设计技术的众多内容，目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛。集成电路的应用则覆盖了计算机、通信、消费电子等电子系统的集成与开发，随着电子信息产业的发展，使国内对高层次系统设计人才的需求也在不断增加。集成电路设计与集成系统专业的学生主要学习数理基础知识、集成电路设计技术和电子系统集成所必须的电路、计算机、信号处理、通信等知识。

通过课程设计、实验、生产实习和毕业设计环节，学习各种工具的使用，使学生将所学理论基础知识逐渐转化为实际的集成电路设计和系统集成等技能。

学生毕业后能从事集成电路设计、制造、封装测试以及集成电路工具的研发等工作，也可在电子系统（如计算机、通信、家电等）领域中从事教学和研发等技术工作。在硕士或博士研究生阶段可从事集成电路设计方法学、片上系统设计、集成电路制造工艺等集成电路设计方面的研究，也可从事计算机、通信、信号处理以及电路系统开发等集成电路应用方面的研究工作。就业方向

集成电路设计与集成系统专业介绍可在与通信产业相关的高新技术企业、科研设计单位、国防军工企业、政府部门、大专院校、邮电等单位和研究院所从事现代通信系统、通信工程与技术、计算机网络与数据通信、无线通信、遥控遥测、INTERNET、INTRANET、嵌入式计算机技术、嵌入式INTERNET技术等有关工程技术的研究、设计、技术开发、教学、管理以及设备维护等工作。约15%优秀毕业生学生可推荐免试攻读硕士研究生。

开设院校

国内该专业主要开设院校：青岛科技大学西安电子科技大学电子科技大学

4西安邮电学院

5北京航天航空大学

6华南理工大学

7天津大学

8天津理工大学

9华中科技大学

10黑龙江大学

11杭州电子科技大学

12重庆大学

13哈尔滨理工大学

14华侨大学

15南通大学

集成电路设计与集成系统专业课程

大三上：数字电子技术、数字电子技术实验、专业英语、光电子物理基础、半导体器件物理、电子工程物理基础、集成电路工艺；

大三下：文献信息检索、大学生职业辅导、微机原理、集成电路原理、集成电路封装、集成电路测试、硬件描述语言；

大四上：MEMS技术、集成电路CAD、MCN组件设计技术、嵌入式系统及应用、功率器件与功率集成电路、CMOS模拟集成电路设计、电磁兼容技术、微电子材料及制造设备、系统芯片SOC设计、可编程逻辑器件基础及应用、复杂数字系统设计2节。

数字集成电路测试仪硬件的设计 第6篇

数字集成电路在仪器中的使用非常广泛，由于其本身的体积小，在数字电路实验室中的性能优劣的判断难度较大，因而，数字集成电路的测试工作一直困扰着业内的研究人员。论文中针对此类问题，提出运用C语言、数字电路、低频电路、单片机原理等知识内容，设计了一台数字集成电路测试仪，并且测试的范围较广，实用性强。文中在集成电路测试仪硬件的设计环节中融入了设计理念、设计要求、设计方法和软硬件的配套等措施，其中涉及到14管脚、16管脚的74LS数字集成优劣的测试，测试仪主要通过发光二极管的对照灯和实测灯的发光情况进行比照，分析数字集成电路的好坏。数字集成电路在日常的应用中非常广泛，因而，涉及出一种简单易用、检测效果好的测试硬件对数字集成电路的分析研究工作具有现实的意义。

一、设计的思路

在常用的数字集成电路的参数测量中，万用表通过测量管脚的电压来判断其好坏具有一定的准确度，但是其测量过程比较复杂，而且准确性难以得到有效的保证。而要对数字集成电路的各项指标进行详细准确的测量，并且还要保证其测量的效率，如果能有一种数字集成电路测量仪器可以共用，即测量的兼容性高，则可以取得良好的效果。数字集成电路通用性的测试仪器为了满足多项内容的测量，结合了通信原理、C语言、汇编语言和数字电路等方面的知识，将测试采集到的数据转换为发光二极管的显示状态来表明情况，发光二极管的显示经过对照灯和实测灯的比较来判断集成电路的好坏，这种测试仪器既可以单个测量，也可以连续性的测量。由于此类测试仪器的通用性强、操作简单、判断迅速，因而在实际应用中极大的节约了测量时间和简化了操作流程，可行性和可靠性都得到了很大的提升。

二、总体设计

2.1测试指标的参考

在数字集成电路测试仪器的设计中设计的主要指标集中在三个方面：其一是测试管脚数，一般管脚的测量针数是小于16；其二测试品种的多样化，即可以测量多种数字集成电路，兼容性强；其三是测量的效率，一般测试中的时间要控制在1s/块以内。

2.2测试要求设计

同样，测试要求也要满足一定条件才能投入到实际应用当中，一般测试要求的设计主要集中在四个方面：其一，测试其一上的发光二极管的显示要正常，尤其是实测发光和对照发光具有可比性，才能发现测量电路的好坏；其二，既可以满足单个测量的要求，又可以满足连续测量的要求，并且每按一次按钮，能够在PC上显示测量的结果，结果必须直观明了；其三，测量的数字集成电路的功能性要求，即针对各种数字集成电路的不同功能块进行测量；最后，测试仪器的测量程序可以人工的修改、调动、擦除，以便在实际应用中进行调整，满足测量的情况，并且要保证测试程序在仪器中无运行障碍，测试的数据经过处理后能通过串口传输到PC机上，显示实际测量的效果图。

2.3芯片选择

芯片的参数资料是硬件设计的重要参考，常用的芯片有89C51、RS-232、164等，芯片中的参数主要考虑I/O线、总线标准、计时器、计数器、串行接口、数据寄存方式等，论文中用到的是第一种芯片89C51，其特点是性能好、功耗低，并且可以通过常规的编程器进行编程，实用性非常好。

2.4软件设计

软件的设计综合了多种技术和理论，如C语言、汇编语言、通信原理等方面的内容，本论文中讨论的主要是运用C语言和LCAW软件技术来进行编程，由于基于PC的数字集成电路测试仪器的原理图比较复杂，安装调试中需要非常细心谨慎，一般采用PROTEL软件进行绘图，再根据原理图设计所用到了元器件。

2.5硬件设计

软件设计给测量带来了巨大的方便，尤其是测量的种类、效率和准确率上来说都有很大的提高，但单纯的依靠软件并不能完成测试工作，必须依靠硬件的支撑，硬件设计中运用到的高频电路，低频电路、电子设计自动化和数字原理图等多方面的知识。

软硬件的相互结合是测试仪器工作的基础，其中软件的设计主要是各种工作程序的汇编与调试，寻求最佳的软件程序；硬件系统主要由单片机、I/O接口、存储器、运算器等组成，和计算机系统又非常大的相似性，只有软硬件的工作协调、相互共融，测试系统的工作才能准确、稳定、可靠的运行。硬件电路的设计的基础是在选择型号确定的情况下，对工作中的电路运行进行验证，选取工艺加工的方式、印制板和组装的流程，此外，某些硬件中的重要部件还要经过测量对比，以确定其对系统运行的影响情况，以便在设计中可以以其为调节的参考，进行修正工作，是测试硬件电路更加符合实际要求。其中硬件设计中需要注意几个方面的事项：其一，硬件设计的电路尽量要简化清晰，以便了解设计的意图和工作机理；其二，硬件设计不仅是要满足当前的工作环境，而且还要为以后的升级或改造留出余地，功能性的改造升级并不能完全依靠软件来达到，尤其是涉及到测试仪器的运算、测试功能扩展、接口的增加等需要硬件的支撑；其三，能用软件代替的尽量减少硬件的投入，不但可以减少成本，而且软件的修改、擦除更加容易，此外，软件相对于硬件而言，一旦固定，其运行的稳定性也更高；其四，硬件的设计工艺包含多項内容，如插接件、配线、面板、机箱等，然后是对部件的安装调试，以满足工作的需要；最后，硬件运行中的维修保障也必须到位，以减少硬件更换的频率，延长其使用寿命，另一方面也是减少成本支出的有效途径。

三、结束语

数字集成电路的测试具有一定的困难，在实际工作中不但测试的效率低，而且测试的专用型比较强，限制了测试功能的发挥，因而，进行数字集成电路测试仪硬件的设计分析和尝试，以满足多功能、快速、准确的测试要求，可以极大的提升工作效率，相关研究值得深入开展。

参考文献

[1]张友德，赵志英，涂时亮.单片微型机原理/应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，1996.

[2]周仲.国内外常用集成电路互换手册[M].上海：上海科学技术文献出版社，2001.

[3]白中英.数字逻辑与数字系统[M].科学出版社，1999.

我国集成电路设计行业的分析 第7篇

集成电路产业是信息技术产业的核心, 是国民经济社会发展的支柱产业, 也是涉及国家安全的战略性产业, 多年来一直受到我国政府的大力支持。

2000年, 国务院出台18号文《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》, 这是我国集成电路产业的核心政策。2002年, 财政部、国家税务总局于发布财税70号文, 《关于进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展税收政策的通知》, 针对集成电路产业出台了更多税收优惠政策。2005年, 财政部、科技部联合出台了财建132号文, 《集成电路产业研究与开发专项基金管理暂行办法》, 被称为是对18号文的重要补充。2010年, 国务院出台32号文, 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》, 提出大力发展高端服务器、集成电路等核心基础产业。2011年12月, 工信部正式发布了《集成电路产业“十二五”发展规划》 (工信部规[2011]565号) , 提出了“十二五”期间行业增长、创新和结构调整的三个基本目标, 提出培育5~10家集成电路设计企业销售收入超过20亿元, 1家企业进入全球设计企业前十位的要求。2014年6月, 国务院印发的《国家集成电路产业发展推进纲要》, 强调大力发展集成电路设计业, 并围绕重点领域产业链, 以设计业的快速增长带动制造业的发展。

2014年5月, 国家芯片产业扶持基金宣布成立, 募集资金规模将达到1200亿元。此外, 北京组建起总规模约300亿元的北京市集成电路产业发展基金;上海发起设立了总规模为100亿元的上海武岳峰集成电路信息产业创业投资基金;武汉、合肥等地也在积极组建基金, 推动中国半导体企业做大做强。

企业并购方面, 2013年7月, 清华紫光集团以17.8亿美元收购在纳斯达克上市的展讯通信;在2014年7月, 再度出手, 以9亿美元的价格收购锐迪科;2015年1月, 长电科技以7.8亿美元收购全球第四大封测企业星科金朋;同年2月, 中芯国际传出正与韩国最大的半导体代工企业———东部高科 (Dongbu Hi Tek) 商谈并购;同年3月, 全球手机芯片巨头高通公司被发改委罚款60亿元人民币。

上述一系列举措表明我国政府对集成电路产业的扶持已经上升为国家战略。

二、集成电路设计行业的发展状况

根据普华永道2014年《中国对半导体行业的影响》, 中国IC设计业收入从2003年的5亿美元上升到了2013年的132亿美元, 增长了24倍, 实现了37.6%的年复合增长率, 成为中国半导体行业增长最快的领域。

在我国IC设计快速发展的同时, 在集成电路产业的比重和地位也在不断提升, 图1为2006~2013年间我国集成电路全行业产值中封测、制造与设计业的占比的变动情况。

目前, 我国IC设计业覆盖的领域涵盖了从网络通信、导航、模拟电路、计算机、消费电子、功率电路、多媒体等全部8大领域;占全球的比重, 从2001年的不足1%, 迅速增加到2011年的16.8%, 发展速度之快, 举世瞩目。同期我国IC设计业在全球产业链中的地位也得到了快速提, 。中国 (大陆) 目前已成为世界第三大集成电路Fabless基地, 仅次于美国和台湾。

资料来源:中国半导体行业协会《中国半导体产业发展状况报告 (2014年版) 》

在关键领域的技术进步方面, 国内企业也取得了可喜的成绩。清华紫光集团目前拥有的产品线涵盖高、中、低端市场, 其移动通信终端 (SOC) 2013年出货量已经跻身于世界前三名。海思半导体“麒麟925”处理器基于自主研发的“4大、4小”8核架构, 主频达到1.8GHz, 采用28nm HPM工艺, 各项技术性能指标已经接近高通公司等国际先进企业的水平。配置麒麟芯片的华为魅7手机得到国内外消费者高度认可, 这说明我国自主研发的手机处理器已经可以与国际一流厂商相抗衡。上海澜起科技自主研发的DRAM研发缓存控制器芯片通过了英特尔公司认证, 在全球市场占有率也超过半壁江山。在图像传感器市场, 北京思比科公司和上海格科微电子公司在激烈的市场竞争中脱颖而出。上海格科微电子公司的2013年全球出货量增长约20%, 市场占有率接近三分之一;北京思比科2013年全球出货量增长了约20%, 市场占有率接近10%。北京兆易科技多年来一直致力于SPI NOR闪存芯片领域, 2013年在国内闪存芯片领域的市场占有率超过30%, 在全球市场占有率也得到了大幅度提升。山东华芯半导体公司DRAM存储器芯片的设计技术取得了重大技术突破。联芯科技 (大唐半导体下属企业) 推出的4G LTE芯片采用了目前国际最先进的28纳米工艺, 产品覆盖了TD-SCDMA、FDD、GGETD-LTE、LTE、WC DMA等五种通讯网络模式。

三、集成电路设计行业的挑战

我国IC设计行业整体基础仍较为薄弱, 与美国、韩国的等先进企业相比, 还存在很多问题和挑战。

(一) IC性能、功耗、体积、成本带来的挑战

移动式计算和物联网时代下, 集成电路设计与制造产业拥有很多的机会, 也面临更高性能、更低功耗、更小体积等挑战。性能方面, 每一颗芯片上的本地时钟的性能将从2013年的4.05GHz提升到2025年的6.483GHz;耗能方面, 高性能 (配备散热器) 情况下允许的最大的功耗值将从2013年150W降到2020年的130W;体积/面积方面, 在一个面积为800平方毫米的ASIC芯片内, 2013年能集成近300亿个晶体管, 到2025年将超过4000亿个晶体;同时集成电路里面的MPU/ASIC金属层的间距将从2013年的27nm减至2025年的6.7nm, 对应的金属层堆叠层数将从2013年的13层发展到2025年的16层。这些都需要IC设计企业有巨量的研发投入。

(二) 高端、高性能集成电路的市场领域

我国IC设计骨干企业总体规模相对较小, 创新能力不够充分。无论是产品定义, 技术路线, 还是差异化特色、或是应用解决方案、演示系统等各环节, 核心技术突破能力与国际先进企业相比尚有不少差距。目前全球前十大集成电路企业均未国外企业。2013年在中国移动一期TD-LTE (4G) 招标中, 国产芯片厂商集体落选就是一个典型案例。

(三) 在核心技术的突破方面

一些高端专用电路和数字信息处理器、微控制器、通用CPU、存储器等领域建树不多。微处理器、数字信号处理器、存储器、可编程逻辑阵列等市场规模较大的IC产品上还受制于人, 不得不依赖进口来满足国内市场需求。

(四) 在产业生态环境方面

我国IC企业间业务关联度不足, 上下游产业链条没有形成合力, 各自为战。芯片与整机应用、芯片设计与芯片制造的缺少协同效应, 导致一方面重复开发和资源浪费, 一方面竞争趋于同质化 (以移动智能终端SOC为例, 由于大量采用IP核, 依赖单一嵌入式CPU来源, 导致产品同质化竞争) 。目前大部分国内IC设计企业仍采用模仿/跟随策略, 从长远来看, 这对我国集成电路设计业的基础创新十分不利。

摘要：集成电路行业的发展已经上升为我国国家战略, 我国政府对该行业的支持达到了空前的地步。我国集成电路设计业过去十年取得了长足的进步, 在一些关键技术领域取得了可喜的技术突破, 涌现出一批高能级的优秀企业。我国企业与先进国际企业相比, 在产业生态环境、高端市场、骨干企业能级等方面, 还存在一定差距。未来集成电路设计企业之间的竞争将围绕产品性能、功耗、体积、成本方面展开。

关键词：国家战略,技术进步,产业生态环境,核心竞争力

参考文献

[1]中国半导体行业协会集成电路设计分会.我国集成电路设计业发展十年回顾[EB/OL].中国半导体行业协会网, 2012-11-22.

高校集成电路设计教学的改革探究 第8篇

进入21 世纪以来, 在国家政策、市场拉动和科技进步的情况下, 当前我国集成电路产业得到迅猛发展, 整体实力极大发展, 取得了极大的成就和效果。与国际先进水平相比, 我国集成电路研发、设计、制造和生产能力不断提升, 与世界差距不断缩小, 其中封装测试技术已经引领世界技术, 集成电路的关键装备和材料已经远销海内外, 出现大批研发能力强和技术先进的优势企业, 集成电路产业生产和发展越来越向部分地区集中, 形成集聚效应。不过, 我国集成电路产业发展和进步也存在不少问题, 比如融资难、供需严重脱节、产业发展各环节协同不到位、创新和创造不足、适应产业发展和进步的政策环境不好等各种问题。欧美国家相比, 产业发展水平和能力存在一定不足和差距。特别是部分高精尖的电路产品不能自主声场, 依靠从其他国家进口, 国家的信息安全、铸就国家产业核心竞争力构成较大的威胁和压力。以此, 集成电路产业设计研发人才的教育培养提出了更高、更具体和更大的要求。目前, 我国高校集成电路设计和研发人才队伍的教育培养, 不能满足产业发展需要, 造成人才不足。必须建立适应新形势需要, 具有创新性和创造性人才队伍的培养, 电力教育教学改革发展一个重大课题和使命。

当前, 我国的电路设计研发人才培养来看, 在高校的教育教学和实践过程中存在诸多的不足和缺点。

集成电路设计教学和实践脱节, 学生缺乏必要的实践。作为科技含量极高、投入大和更新速度快的制造业产业, 在产业的研发、设计、生产过程中, 都离不开大量的物力、人力、财力投入, 进入该产业的门槛较高, 需要国家和政府扶持帮助。目前, 大部分高校因资金不足, 集成电路设计工具和实验设备短缺, 电路设计的实践平台和场所缺乏, 不能满足学生的需要, 专业的学生不能很好的实践和锻炼, 高校学生实践操作能力不足, 甚至部分教师也存在此类问题。专业大学生缺乏电路设计实践和锻炼场所和机会, 理论与实践脱节, 不能将所学专业知识付诸到实际生产和研发中去, 不能深刻领会和理解所学专业知识, 对知识理解大打折扣。当前, 高校教育教学过程中, 以专业教师讲授为主, 实验配合教学的教学模式。教学过程中, 实验题目脱离当前科技发展的需要, 不能适应时代的需要, 实践成效难于验收, 学生不愿意去实践和锻炼。针对在电路设计教学过程中的诸多问题和不足, 可以从以下几个方面进行反思, 实现教学改革。

集成电力课程体系设置不科学, 与实践相脱节。目前, 中国高校电路设计课程体系设置不科学, 忽视基础能力的教学工作。半导体等物理专业基础课学习尤为重要, 是学习电路设计的基础。如果大学生专业物理基础课的学习不好, 必然造成基础不牢, 成绩跟不上的情况。半导体等物理基础课学习难度大, 其理论性、系统性和逻辑性较强, 需要学生运用大量的公式推导, 具有较高的的数理基础。目前国内大多数高校忽视电力设计专业基础课的安排与设置, 只注重培养学生对课程的吸引力, 不注重基础课的培训, 造成学生没有形成完整的知识框架。电路设计涵盖了底层工艺、半导体物理、上层设计等诸多方面的内容。是的理论基础, 专业应用是专业基础课的具体应用, 两者存在着紧密的联系。但是, 目前的高校课程设计中, 专业和专业应用课被割裂开来, 缺乏必要的衔接。

电路设计教学过程中的一大挑战是怎么样合理的设置课程顺序。目前, 根据的学科要求和我国集成电路发展的现状, 电路设计培养方式和科学规划必须进行变革, 适用学科发展需要, 必须科学合理的设置学生学习课程体系, 加强不同课程之间的衔接和搭配。高校提高学生对专业基础课的重视程度, 增加教学课时, 学生后续的学习打下坚实的基础和后盾。要因材施教, 不同学生具有不同的特点和兴趣, 教师不能模式化, 要制定个性化的培养和教育教学模式。适当根据学科需要, 增加集成电路学科发展前沿的、新成功的、最新的教学内容和实例, 调动高校专业学生主动学习、探索和创新的电路设计和学习兴趣。推进高校课程的考核制度和方式的改革, 是鼓励学生运用自己所学知识和理论, 在相应的实践和实习平台上进行操作, 完成所学知识的应用和消化。

我国的高校要积极寻求资源, 不断完善实践操作平台的建设和发展, 逐步建立以国家创新基地为依托, 在电路生产企业的帮助, 构建平台, 建立专家型教育教学团队, 积极寻求校企合作, 发挥企业在资金和实践方面的优势, 弥补高校学生在实践的不足。积极利用广泛存在校企之间的合作, 建立高校学生的实践基地, 为学生提供与当前发展相适用的实践和锻炼造作平台, 让学生充分接触最前沿、技术先进的企业机会和场所。不定期邀请在全国领先的电路生产企业走进学校, 与学生互动, 向学生讲解相关知识和实践经历, 为其学生自身的规划和发展提供良好的实践锻炼平台, 保证学生的质量。

摘要：信息技术产业的核心是集成电路, 该项设计人才的培养是产业发展的基础。传统的教学方式已经难以满足日益增长的对应集成电路设计人才的需求, 相应的教学改革迫在眉睫。进一步推动教学改革, 科学规划人才培养方式, 走创新型平台化的产学结合道路, 是解决当前集成电路教学瓶颈的关键。

关键词：集成电路设计,高校,教学,改革,创新

参考文献

[1]丁伯继.集成电路发展现状及趋势探究[J].中国电子商务, 2014 (11) .

[2]王守祥, 赖凡.国内集成电路发展现状及其跨越发展的对策[J].微电子学, 2013, 43 (5) .

《集成电路版图设计》教学改革探索 第9篇

为了满足市场需求, 全国各个层次的学校都开设了与集成电路产业相关的课程。集成电路版图设计人员是IC设计企业中需要的高级技能型人才, 高职院校毕业生经过专门的训练完全可以胜任这项工作。集成电路版图设计人员的工作任务就是把前端设计工程师所提供的网表或电路通过EDA工具进行布局布线和物理验证并产生可以供芯片制造厂商生产的GDS数据的过程。

1 项目化教学的重要性

传统的《集成电路版图设计》课程一般都以理论知识授课为主, 花大量的课时讲授集成电路工艺流程、集成电路版图掩膜层和设计规则等知识;而动手操作EDA工具进行版图设计的能力缺乏培养, 这样培养出来的学生更像是一个“半成品”, 不能满足工业界的要求, 往往需要就业单位进行二次培训。

当前, 越来越多的高校意识到项目化教学对于《集成电路版图设计》这门课程的重要性, 并设计了以“SRAM版图设计”为载体实训课课程体系。这套课程体系采用任务驱动教学, 学生动手操作为主、老师讲解为辅的方式, 教学效果较好。但是, 这套集成电路版图设计实训课程有一个致命的缺陷:那就是所有教学任务所使用的版图都是数字电路版图, 没有模拟电路版图。为了更好地和行业企业对接, 毕业后能够直接上手, 经过课题组的不懈努力, 开发了以“LDO版图设计”为载体的《集成电路版图设计》项目化教学课程体系, 其来源于企业的实际设计项目, 既有模拟版图又有数字版图, 且难度适中, 设计方法普遍适用, 非常适合用于教学。

2 项目化教学的设计

教学设计的思路:要求学生进一步加深对集成电路基础知识、基本理论和基本实现方法的认识外, 同时掌握IC版图设计的流程和基本设计技巧, 并以培养学生IC版图设计人员的职业素质 (协同工作、严谨踏实、耐心细致) 为目标。

教学设计思路明确了以后, 课题组以企业实际工作任务、国家职业技能鉴定及全国职业院校技能大赛标准为教学选取依据, 开发了以“LDO版图设计”为载体的《集成电路版图设计》课程体系, 设置了6个学习情境:情境一是N/PMOS管版图设计;情境二是CMOS倒相器版图设计;情境三是D触发器版图设计;情境四是功率管版图设计;情境五是运算放大器版图设计;情境六是基准电源版图设计;情境七是LDO版图设计。N/PMOS管是所有电路的基础, 倒相器、D触发器是数字版图, 其他都是模拟版图, 且放大器、基准电源和功率管都是LDO的子模块;倒相器、D触发器是LDO逻辑控制部分的子模块。从情境一到情境七, 版图中MOS管的数量、连接关系以及所需的金属布线层数逐渐增多、版图的复杂程度逐渐增加、对版图的布局布线技巧要求不断提高。整个学习过程由浅入深、由简到难。

3 项目化教学的实施

课程采取实践先行, 理论配合实践的教学方式, 具体如下:课堂首先展示芯片内部电路的照片和使用版图编辑软件设计完成的版图图片, 让学生对于什么是集成电路版图有一个感性的认识。接着介绍Linux系统的基础命令和Cadence Virtuoso这个版图编辑工具的使用方法, 学生“照葫芦画瓢”地学画简单的MOS管, 逐步掌握版图设计软件的每一个功能。先让学生对于版图设计过程有一个具体的认识, 这个时候, 再去讲解理论知识, 学生能更好地理解集成电路工艺。随着EDA工具使用的增多和理论知识的讲解, 老师要逐步放手让学生独立完成版图设计任务, 在这个过程中, 以学生自主探索为主, 教师不直接动手帮助学生解决问题, 只给出合理的建议, 引导学生自行解决问题。

在整个项目化教学的过程中, 课程采用角色扮演的教学方法, 参照企业的管理模式把学生分成很多个项目组, 并推选一名专业基础较好且具有一定协调管理能力的同学担任“项目经理”, 其他组员为版图工程师, 共同完成版图设计工作。这样既可以培养学生的版图设计能力, 同时还能加强学生的团队协作意识, 提高职业素养。

教师要将学生在设计过程和作业中容易出现的问题归类、汇总, 作为教学素材, 提醒学生避免再次犯错。同时, 教师在授课的过程中要给学生讲解版图的构思和布局技巧, 比如:面积和性能该怎样权衡和折中、模拟版图的对称性和关键器件匹配性如何满足等细节。同时, 当最后总的“LDO版图”设计完成以后, 小组要准备PPT汇报整个设计过程中遇到的困难以及收获体会。

4 项目化教学的考核

完善合理的考核机制能够有效地激发学生的学习积极性, 帮助他们更好地学好课程。课程考核由形成性考核 (占总成绩的70%) 和总结性考核 (占总成绩的30%) 两部分组成。终结性考核是指教师提供5个经典电路, 学生随机抽取一个电路, 按要求在规定时间内完成版图设计, 根据设计的版图质量给相应的总结性考核成绩;形成性考核主要由平时表现 (占总成绩的10%) 、过程考核 (占总成绩的40%) 、设计报告 (占总成绩的15%) 、小组汇报 (5%) 。平时表现主要针对学生的出勤、操作规范、工作积极性、环境卫生、职业素质等进行评价, 采用教师评价和班委互评形式产生成绩。过程考核分个人表现和小组表现;每个情境都有个人学习分, 能激励学生注重每个学习情境的学习效果;同时, 每个情境都要产生小组学习子任务分, 并最终折算到学生个人成绩中, 通过这种方式加强团队之间的合作与交流。过程考核取个人学习分和小组学习子任务分的平均分, 其中情境一、二分别占总成绩的4%, 情境三、四、五、六占总成绩的5%, 学习情境七占总成绩的12%, 七个情境共占40%。设计报告是教学过程重要的环节之一。学生在完成基础理论和专业知识学习之后, 需要检查和整理所学知识, 总结自己的收获和感受, 并将所学知识和实际工作相结合的体会进行总结。通过撰写设计报告, 可以帮助学生巩固基础理论和专业知识, 并能在实际工作中加以运用。教师根据设计报告质量给相应的成绩, 总成绩取平均分。小组汇报是让学生对自己的设计作品和收获体会进行表述, 教师和全体学生进行点评, 最后教师根据表述的清晰程度打分。这是模拟企业里版图review的过程, 让学生体会到实际版图设计工作的严肃性。

5 结论

《集成电路版图设计》是一门集电路、工艺、EDA技术的综合性课程, 通过项目化教学, 可以使学生初步掌握相关的设计理念和设计方法。当然, 要想成为一名合格的工程师, 只有通过工作中不断地做项目和总结经验, 设计水平才会稳步地提高。

摘要：本文独创性地提出了以“LDO版图设计”为载体的《集成电路版图设计》项目化教学课程体系, 其来源于企业的实际设计项目, 既有模拟版图又有数字版图, 且难度适中, 设计方法普遍适用, 非常适合用于教学。

关键词：集成电路,版图,项目化教学,教学改革

参考文献

[1]刘锡锋.集成电路版图设计项目式教程[M].北京:电子工业出版社, 2014 (9) .

[2]曾庆贵, 姜玉稀.集成电路版图设计教程[M].上海:上海科学技术出版社, 2012 (3) .

集成电路设计实验教学改革探讨 第10篇

1 集成电路设计实验教学现状

目前各高校微电子设计专业均开设了集成电路设计课程并进行了相关的配套实验实践环节。但由于集成电路设计行业的特点, 各高校所用的实验指导书大多是采用自编实验教材, 该方式主要存在以下的缺点。

(1) 实验内容零散。集成电路设计课程本身知识点较多, 内容范围广。该课程要求参与实验的学生不仅仅掌握半导体器件的基本知识、基本的电路设计能力和EDA工具的使用能力, 还要求学生具有对linux操作系统的开发能力, skill和ocean脚本的编写与调试能力等。并且不同类型的集成电路开发流程也不尽相同。一般的自编实验教材无法兼顾到以上所有方面, 这会导致学生学习效果不佳, 并且对实验项目的目的和意义认识不够。

(2) 实验设计环境不统一。集成电路设计区别于其他实验课程最大的不同是该课程需要使用一套完整的集成电路设计开发环境作为学生完成实验的载体。由于现有条件的限制, 目前各高校微电子设计专业所开设的实验课程仅仅局限于点设计环境的设计。即在一整套实验环节中使用了多种设计环境, 每种设计环境仅仅支持一个实验环节。这种现象造成了学生在学习的过程中极易产生困惑, 从而导致实验效果不佳, 同时也无法对后续的实验实践环节起到积极的支撑作用。

(3) 实验内容单调枯燥, 缺乏感性的知识介绍, 无法掌握实验的要点。

(4) 各项实验缺乏协调。以集成电路设计实验中的后端寄生参数的提取、回标和后仿真实验为例, 该实验要求对版图电路进行仿真以及功能验证, 而之前又有专门的电路仿真以及功能验证的实验项目。这种情况造成实验重复, 实验时间安排较不合理。

(5) 缺乏实验的实践应用拓展内容, 各个实验独立介绍并完成, 无法形成以实验研究为基础的应用分析, 难以培养学生的工程应用能力。

2 集成电路设计实验教学的改革思路

针对上述研究现状中存在的问题, 探讨并进行较为科学的系统化的集成电路设计实验改革, 使得在集成电路设计实验教学不仅能完成课程要求的几个独立实验及获得数据结果, 而且由于工程化的项目设计可以将各个实验内容之间紧密联系, 因此更加有利于培养学生的工程设计能力。

该实践教学改革的核心思路是改革目前零散的集成电路设计实验教学方式, 编制出一套完整的可涵盖各种类型集成电路的软件设计环境, 并在这套设计环境的基础上形成一套完整化的针对于数模混合集成电路设计的实验教学体系。该实验教学体系一方面注重了学生工程能力的拓展, 同时优化和完善了实验教学方法。

3 集成电路设计实验教学的改革方案

3.1 实验教学方法多元化

为达到拓展工程应用能力、提高工程素质的目的, 仅靠单一的介绍实验仪器、实验规范等传统实验教学方式是远远不够, 因此, 在实验教学过程中必须注重教学方法的多元化。

(1) 实验之前布置预习及思考问题, 增添师生互动。由于本科实验教学的规范性, 由实验教师讲解、演示实验内容容易使得讲述过程枯燥乏味, 并会使得实验较为片面。因此需要在实验进行前布置合理的思考问题及预习内容, 并且在理论讲授过程中通过实验演示、指导环节进行相应的提问与解释, 使得学生的实验目的明确, 提高教学效果。

(2) 实验基础理论利的讲授可以用动画演示、ppt等多种现代化教育方法进行。实验的目的主要是为了对相关理论知识点进行验证, 因此必须利用适当的教学手段对实验对应的理论基础解释, 避免学生做实验的盲目性。

(3) 在实验进行过程中, 考虑到能力的培养, 教师的角色需要从指导者向合作者转变。教师可为学生提供多种参考及备选性方案, 并且在实验过程及结果分析中扮演咨询者的角色。总之必须以学生为主体现其主观能动性, 并且在实验过程中提高学生发现、分析、解决问题的能力。

3.2 实验指导书整体化及增加能力拓展性内容

集成电路设计实验指导书重点在于对基础理论知识点的梳理、实验内容与实践应用的结合、通过设计性及选做性实验提高工程设计能力等几方面。指导书具体的要点如表1所示。

(1) 指导书内容根据实验性质, 即演示性实验、必做性实验、设计性实验和综合性选做试验, 内容各有侧重, 体现培养目标的不同, 并适应不同层次的学习需求。

(2) 在传统的实验过程介绍基础之上, 指导书增加视频录像资料, 包括实验过程及工程实际中面对的相关问题;增加重点知识点和应用情况的介绍, 并针对每个实验项目所针对的实际问题提出思考问题。

(3) 为达到拓展能力培训的目的, 设置的实验项目需要结合工程案例资料, 作为学生进行实验设计的基础, 供对有兴趣及有能力的同学选择。

3.3 层次化的实验考核体系

考核体系除了按照常规的出勤情况、实验操作过程、实验报告综合评定成绩外, 需要参考综合性选做实验的情况制定层次化的考核体系。

(1) 必做验证性实验应注重操作过程及实验报告的基本内容评定。包括基本操作过程是否规范, 报告内容是否完整, 对得到的结果分析是否合理。

(2) 必做性设计性实验是在验证性实验之后完成, 由于之前已对操作过程的加以强调, 而对设计性实验更重要的是考查学生对方案的设计是否合理有据, 因此在实验报告考核中增加了方案设计的部分。

(3) 选择性综合实验是针对部分有兴趣拓展工程能力的同学开设的, 故而考勤指标取消。综合性实验要求基于工程实际资料进行方案设计, 所以从中体现出的分析问题及解决问题的能力更为突出, 因此提高了方案设计的比重。不同性质实验最终考核方案如表2所示。

4 结论

集成电路设计 第11篇

[摘 要]专业学位研究生因生源差异大、学成目标不一致等因素，存在其课程教学内容、难易程度不好把握的现状。可以就专业性强的集成电路设计课程，提出面向个体差异，有的放矢的教学思路，探索依托互动、类比、穿插的教学方法和摸底、引导、拔高的教学理念，以提高课程教学效果，达到专业学位工程硕士教学阶段的培养目标。

[关键词]专业学位工程硕士；集成电路设计；有的放矢；教学方法

[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0115-02

一、引言

1997年，国务院学位委员会审议通过《工程硕士专业学位设置方案》，决定在我国设置工程硕士专业学位。[1]20年来，专业学位研究生教育为企业培养了大量技术骨干和技术管理人员。[2]

然而，工程硕士以“进校不离岗”的模式进行在职学习，必然存在学生工作与学习时间相冲突、工程技能培养与办学点实验条件不匹配等多种矛盾，特别是课程学习阶段矛盾突出，亟待解决。

本文在分析现行专业学位工程硕士课程学习阶段所存问题的基础上，以集成电路设计课程为例，提出面向个体差异、有的放矢教学思路，探索依托互动、类比、穿插的教学方法和摸底、引导、拔高的教学理念，以提升专业学位工程硕士的该课程教学效果。

二、专业学位工程硕士课程教学问题分析

拓宽知识领域，更新知识结构，为今后的发展作好铺垫是专业学位研究生重返大学学习的主要目的。但由于他们的工作性质不同、基础不一致、学成目的相异，故存在教与学的矛盾。反映在教学过程中的问题分析如下。

（一）课程设置与知识需求存在差距

尽管学校在制定专业学位工程硕士研究生教学大纲，设置其课程体系时，会着重考虑工程硕士工程技能的培养，但专业学位工程硕士的教学场地往往不在学校，设备条件存在局限性而不能很好体现工程实践环节。学生希望学到能解决实际工程问题的专业知识，但完整课程体系的公共课、专业基础课也不能不设置。另一方面，不同的企业对课程学习需求不同，如集成电路设计公司希望多开设电路方面的课程，而芯片流片/封装企业更希望开设半导体物理、器件、工艺，甚至材料、机械方面的课程。

（二）课程内容与个体需求存在矛盾

在课程设置完全相同的班里又存在教学内容与个体需求之间的矛盾。首先，同学中存在本专业和非本专业本科毕业学生差别，其基础差异较大。前者往往希望老师上课内容讲得深，而后者更希望老师讲得浅显易懂。其次，不同学生参加工作时间长短不同。工作时间长的学生害怕数学、英语等公共课，但对专业课深度要求高。工作时间短的学生，希望老师把教材中每个知识点串起来讲，以便快速消化课堂内容，形成系统知识。第三，不同工种的学生对知识的需求也不一样。从事技术工作的学生希望能学到可直接指导他们解决工程问题的专业知识，而少数从事非技术工作的学生往往对专业性强、难度大的课程有畏惧心理，更喜欢概论性课程。这让老师在把握课程内容范围与深浅程度上困难较大。

（三）教学效果与时间安排存在冲突

专业学位工程硕士是以“在校不离岗”的模式进行在职攻读学位的，大部分专业学位研究生都是企业的技术骨干，无法脱产学习。工程硕士上课时间基本都集中在周末，且通常是一门课程上完再进行第二门课程的学习。由于授课时间过分集中，对于天天上班的工程硕士们来说，很难及时消化、吸收所学的新知识；即便是周末，有时也因出差、开会等无法保障上课时间，这就难以确保学习效果。学生上课出勤率不高、互动环节不积极，从一定程度上也挫伤了教师上课的积极性，降低授课质量。

三、集成电路设计课程特性

集成电路产业关乎国家经济建设和社会发展，是国家核心竞争力的重要体现。大力发展我国集成电路产业，加速培养我国集成电路设计人才迫在眉睫。集成电路设计是集成电路专业学位工程硕士的重要专业课程之一。

（一）综合性强、难度大

集成电路设计包括模拟和数字集成电路的设计。数字集成电路设计过程中不仅要考虑电路实现的逻辑功能，还要考虑所在系统的整体功能、功耗、延时等。因此，除了数字集成电路、VHDL语言之外，往往还要求具备数字信号处理、控制理论等方面知识。模拟集成电路的设计不仅要考虑其功能的实现，还要考虑增益、功耗、噪声、输入/输出阻抗、速度等的折中。模拟集成电路的性能对工艺、电路参数依赖性很强，因此其电路设计非常考究。

事实上，集成电路设计是一门综合性很强的课程，它不仅涉及电路、系统知识，还涉及器件、工艺、版图。一个优秀的集成电路设计师一定具备深厚的器件功底，精通工艺过程和版图艺术。因此，集成电路设计课程的学习首先体现出“难”字。

（二）专业性强、类推难

集成电路与板级电路的实现手段不一样。板级电路在完成其电路设计后，会先设计如图1所示的PCB版图，经1周左右的外协加工、元器件焊接即可得到实际电路。具备基本电路知识的人都可借助万用表等工具还原电路原理图，再根据PCB板上元器件的型号及其数据表分析出该电路的基本功能。

而对于集成电路来说，集成电路需要在专用工艺线上进行流片加工（加工制造）。流片加工前，需要设计如图2所示的集成电路版图，形成GDS-II文件。GDS-II文件交付代工厂，经过2-3个月才能完成流片加工。集成电路中所有晶体管、电阻、电容等元件连同它们之间的连线是在一块或几块很小的半导体基片上一同制作出来的。显然，对于图2所示的集成电路，若非集成电路领域专业人员，很难还原出其电路原理图来。因此，集成电路专业性极强。

四、有的放矢的课程教学方法探讨

针对专业学位工程硕士培养中存在的问题，已有不少老师就课程设置、教学管理等进行了研究[2-5]，本文从任课教师的角度，就专业性强、起点要求高的集成电路设计课程，提出了面向个体需求、有的放矢的教学思路和教学方法。

（一）摸底、引导、拔高的教学理念

专业学位工程硕士生源差异大给教师授课带来了很大挑战。因此，课程讲授之初，教师需充分了解学生工作性质、基础掌握程度，做好“摸底”工作，从而把握好授课难易程度，及时调整课件内容。同时，在课程讲授过程中，教师应就企业主营方向、实际工程问题，“引导”更多的学生对工程问题所涉及的基础知识感兴趣，进而再对这些知识进行讲述，切忌照本宣科、枯燥填鸭。

专业学位工程硕士中不乏技术高手、业务能人，针对多数学生制订的教案不能满足这类学生的期望。引入行业发展方向、技术动态趋势来“拔高”学生综合能力，无疑可提高课程教学效果。

（二）互动、类比、穿插的教学方法

“摸底、引导、拔高”均是基于对学生充分了解的有的放矢的教学理念，因此，与学生充分“互动”是实施“摸底、引导、拔高”的根本。只有课前充分“摸底”、课间适时“互动”，才能做到有的放矢的“引导”和“拔高”。

一味迎合学生，不顾专业知识的系统性、严谨性和科学性的教学是不负责任的做法。由浅入深，采用“类比”的方法把前后相关、同类可比的知识衔接起来，做到纲举目张、知识融会贯通颇为重要。

无论就工程技术问题“引导”学生对课程感兴趣，还是就行业发展方向、技术动态趋势、交叉学科基础来“拔高”学生综合能力，都应该反对照本宣科的死板教学方法，要“穿插”书本之外知识，这是提升教学效果的重要途径。

五、结束语

专业学位研究生教学过程中存在课程设置与知识需求、课程内容与个体需求、教学效果与时间安排等矛盾。本文就难度大、专业性强的集成电路设计课程的教学工作，提出了面向个体差异、有的放矢的教学思路，通过案例分析，探索了“摸底、引导、拔高”的教学理念，借助互动教学、知识点分类比较、穿插行业技术动态和工程应用等教学方法，充分调动专业学位工程硕士生学习的积极性、主动性，能有效提高课程教学效果，确保教学质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 学位[1997]54号.国务院学位委员会、国家教育委员会关于实施《工程硕士专业学位设置方案》的通知[EB/OL].hee. ctgu.edu.cn/upload...2011-05-29.

[2] 张士峰.工程硕士培养存在的问题与思考[J].高等教育研究学报，2008（1）：81-82.

[3] 王应密，朱敏，陈小平.全日制与非全日制工程硕士培养方式的差异分析[J].大学（学术版），2011（6）：27-31.

[4] 别敦荣，陶学文.我国专业学位研究生教育质量保障体系的反思与创新[J].高等教育研究，2009（3）：42-48.

[5] 王玲.专业学位硕士研究生教学质量管理体系建设[J]. 大学教育，2014（13）：177-178.

集成电路设计 第12篇

随着集成电路设计越来越复杂、集成度越来越高, 其功耗也随之增大, 低功耗设计成为一个重要目标。集成电路的功耗主要来源于开关功耗、短路功耗和漏电流功耗, 其中动态功耗是一个主要组成部分, 在CMOS电路中, 对结点电容的充放电功耗占总功耗的80%以上, 所以降低集成电路功耗最重要就是减少这部分功耗。由于集成电路制作工艺及对噪声容限的要求等因素, 使这些措施对功耗的降低受到限制。

近年来, 一些研究者采用逻辑赋值, 并通过回收结点电容的电荷至电源实现能量恢复, 从而达到降低功耗的目的。由于能量恢复型电路的工作过程类似于物理学的绝热过程, 因此又被称为绝热电路[1]。

绝热电路的技术主要采用脉冲电压源为电路供电, 由于电源中的电感和电路中的结点电容构成振荡回路, 它可以将电路用过的电荷回放给电源存储起来以备下次再使用。绝热电路技术一般分为全绝热电路和半绝热电路。前者可达到零功耗, 但实现的难度比较大, 后者结构相对简单, 用到的脉冲电源相对较少, 比较容易实现。

2 绝热电路

对于能量恢复型电路, 当电路的有效输出信号被后级电路取用后, 如何控制贮存在输出结点上的电荷返回至电源, 从而实现能量的有效恢复。先看一种最简单的结构, 如图1所示:

初始状态输出结点电容C 上的电压为零。我们这里分两种情况进行分析:首先当clky从零开始上升时, 假设此时输入信号已为稳定, x = 1, 则输出y 将跟随clky 缓慢上升, 实现对电容C 的绝热充电, 电路注入能量, 当充电至峰值时, 电路进入保持阶段, 此时稳定的输出信号可对后级电路作用。当输出被后级电路取用后, 需要保证该结点电容上的电荷能及时跟随clky 的下降而将电荷回收至电源, 实现能量恢复。

在这里是通过确保输入信号x 在向电路注入能量至恢复能量的整个过程中保持稳定不变来实现的;再者, 当clky从零开始上升时, 若输入信号x = 0, 则输出将保持低电平不变, 但x的值也必须一直回到低电平。当对输出进行赋值后均要恢复到一个已知的状态, 在图1 (b) 中clky = 0时, 输出y总能回到0。这样, 当电路在下一个状态转变时就不会发生开关两端电压的突然接入的情况, 避免了开关两端产生较大的压降而导致非绝热能耗。

从上面的分析可以看出关键在于控制信号x, xq在开关过程中保持恒定, 而在这个过程中要使控制信号保持不变有一些不同的方法, 这些不同的方法也就对应着不同结构类型的绝热电路, 其中包括逐级收缩级联结构、可逆逻辑及存储方案结构[2]等。

下面介绍几种先进的绝热电路, 可以看到, 绝热电路的优点是非常明显的:

文献[3]中作者提出了一种新型的自举式Adiabatic逻辑电路—Pass Transistor- Bootstrap Charge Recovery logic (PT 2BCRL ) , 该电路的操作分为两级, 第一级负责逻辑值的运算, 采用传统的ECRL电路, 第二级电路利用自举效应经NMOS管对负载进行充放电, 使得其充放电为一个全绝热过程;另外, 第一级电路通过一个互补传输门与第二级电路相连, 从而可以使该电路的能量传输和恢复效率都显著得到提高。

文献[4]中提出的一种新的能量恢复型电路。该电路由交叉耦合的CMOS传输门完成逻辑运算与能量恢复, 对负载的驱动为全绝热过程。TGAL电路的输出始终处于箝位状态, 在整个输出期间不存在悬空现象, 信号传输效果也非常好。其中分析了TGAL反相器的能耗, 并与静态CMOS电路及部分文献中绝热电路进行了比较。应用MOSIS的0.25 um CMOS工艺的模拟结果表明, 与传统CMOS电路相比, TGAL电路在100MHz工作频率时可以节省80%以上的功耗。

除了在基本逻辑单元上的应用, 绝热电路还有很多其他的应用。文献[5]中研究了采用三相交流电源的绝热时序电路, 一种绝热触发器。在绝热电路中, 采用不同的逻辑结构输出信号将与输入信号之间具有不同的相位。例如, 2N2P电路的输出信号相位滞后输入信号相位1/4个时钟周期, 而PAL电路的输出与输入信号的相位差为1/2个时钟周期。

绝热电路的这种移相特性使绝热触发器的设计需采用与传统CMOS触发器不同的形式, 把具有移相功能的绝热电路级连起来, 则可构成绝热D型触发器。例如, 2N-2N2P电路经三级级连后, 可以形成D型触发器, 因为2N-2N2P电路可以实现移相三分之一时钟周期的功能, 所以输出信号的相位恰好滞后输入信号一个时钟周期, 从而使当前时钟周期的输出信号逻辑值等于前一时钟周期的输入, 实现D型触发器的功能。图2所示的绝热D型触发器, 电路由三相功率时钟驱动如图2 (a) 。图中上方是由双传输门绝热逻辑电路 (DTGAL) 实现的三个反相器构成一个反相器链, 图中右下方的缓冲器由2N-2N2P电路实现, 其输出用来提供第三级反相器的反馈信号, 以控制第三级反相器输出节点的能量恢复。为了实现正确的逻辑功能, 必须保证每一级反相器的功率时钟的相位比前一级滞后120度。采用0.25um CMOS工艺, 峰值为2.5V的100MHz三相功率时钟, 对绝热D触发器进行SPICE模拟, 当输入信号D=“1010...”时, 模拟结果如图2 (b) 所示。从模拟的波形图可以看出每一级反相器的输出信号的相位与输入依次相差了120度。输出信号Q与输入信号D正好相差一个时钟周期, 符合传统D触发器的功能。从图2 (b) 我们还可以看出, DTGAL触发器仅在FQ节点有非绝热能耗, 由于FQ为内部节点, 其电容远小于输出节点电容, 所以从感性上可以判断DTGAL触发器的功耗将明显低于基于2N-2N2P等组成的触发器。

3 绝热电路在集成电路中的应用分析

绝热电路在集成电路的低功耗设计中也有着非常重要的用途。

文献[6]提出了一种绝热电路, 并以该绝热电路为驱动, 设计了一种低功耗绝热SRAM。由于提出的绝热电路能以完全绝热的方式回收位线和字线上开关电容的电荷, 因此使该SARM的功耗大大减小。采用0.25um TSMC工艺, 在时钟频率25-200Mhz范围内对绝热SRAM进行了能耗和功能的仿真, 结果显示, 与用传统的CMOS电路设计的SRAM相比, 功耗降低80%左右。

文献[7]采用绝热电路的方法设计了一种可用于PDA或手持设备的16位微处理器核, 该处理器电路采用ECRL (efficient charge recovery logic) 结构设计, 主要包含了控制单元、寄存器组、移位器和ALU, 处理器的结构框图如图3所示

(a) 处理器结构框图 (b) 4相AC时钟

在此处理器核绝热电路中, 需要AC信号来将能量有效的反馈回电源, 这里采用一个4相的AC时钟, 如图3 (b) 所示。

该处理器采用0.35u工艺设计, 通过测试, 基于绝热电路ECRL结构的16位处理器与采用传统CMOS结构的处理器相比, 当其工作在200MHz的频率时功耗可以降低60%-70%。

4 总结

绝热电路的提出为大规模数字集成电路的低功耗设计实现提供了一种新的途径。从本文的讨论看到, 能量恢复型电路利用延长开关工作时间, 减小流过MOS器件的电流, 从而降低消耗在器件沟道电阻上的能量, 另外通过回收贮存于输出节点上的电荷, 从而达到显著降低功耗并实现能量的重复利用的目的。

本文介绍了几种不同类型的能量恢复型电路的例子, 可以看到他们在降低电路功耗的作用上非常明显。但是, 其电路本身结构比较复杂, 并且对时钟源的要求也较高, 仅对逻辑功能不太复杂的电路设计适用。

能量恢复型CMOS电路作为一种全新类型的数字电路, 与采用直流能源的传统CMOS电路相比, 其设计具有一定的难度。在对基本电路单元的结构设计中, 门电路应是实现绝热计算的基础, 因此对它的研究非常重要。而能量恢复型电路的一个特点是其信号具有钟控形式, 而非传统的电平形式, 所以可从信号形式及相应处理特点等基础研究出发, 将对具体电路结构的设计具有指导作用。而采用交叉存储的方案则可用于能量恢复型触发器的设计中。如果上述几项研究能取得进展, 则绝热电路将在实际电路中得到更广泛的应用。

参考文献

[1]C, Svensson L J, Koller J G, etal.Lowpower digital system s based on adiabatic-switching princip les.IEEE Trans on VL-SI systems.

[2]Kaushik Roy LOW-POWER CMOS VlSI CIRCUIT DESIGN Purdue university.

[3]李晓民, 仇玉林, 陈潮枢.一种新型的绝热低功耗逻辑电路.中国科学院微电子中心.

[4]胡建平, 汪鹏君, 夏银水.一种交叉耦合低功耗传输门绝热逻辑电路.宁波大学信息科学与工程学院,

[5]邬杨波, 胡建平.采用三相交流电源的低功耗绝热时序电路.宁波大学信息科学与工程学院,

[6]董惠英, 胡建平, 蓝艇.低功耗绝热SRAM.宁波大学信息科学与工程学院,