集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟精選(九篇)
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第1篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
所謂EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它是以計(jì)算機(jī)為工作平臺，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以EDA工具軟件為開發(fā)環(huán)境，以大規(guī)模可編程邏輯器件PLD(ProgrammableLogicDevice)為設(shè)計(jì)載體，以專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、單片電子系統(tǒng)SOC(SystemOnaChip)芯片為目標(biāo)器件，以電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為應(yīng)用方向的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計(jì)過程[J]。在此過程中，設(shè)計(jì)者只需利用硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionlanguage)，在EDA工具軟件中完成對系統(tǒng)硬件功能的描述，EDA工具便會自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒１M管目標(biāo)系統(tǒng)是硬件，但整個(gè)設(shè)計(jì)和修改過程如同完成軟件設(shè)計(jì)一樣方便和高效。
現(xiàn)代EDA技術(shù)的基本特征是采用高級語言描述，具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。EDA技術(shù)研究的對象是電子設(shè)計(jì)的全過程，有系統(tǒng)級、電路級和物理級各個(gè)層次的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)研究的范疇相當(dāng)廣泛，從ASIC開發(fā)與應(yīng)用角度看，包含以下子模塊：設(shè)計(jì)輸入子模塊、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫子模塊、分析驗(yàn)證子模塊、綜合仿真子模塊和布局布線子模塊等。EDA主要采用并行工程和“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，然后從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方框圖一級進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，并用VHDL等硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述，在系統(tǒng)一級進(jìn)行驗(yàn)證，最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)的物理實(shí)現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐贰?/p>
二、EDA技術(shù)的發(fā)展
EDA技術(shù)的發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段：電子線路的CAD是EDA發(fā)展的初級階段，是高級EDA系統(tǒng)的重要組成部分。它利用計(jì)算機(jī)的圖形編輯、分析和存儲等能力，協(xié)助工程師設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設(shè)計(jì)人員的繁瑣重復(fù)勞動，但自動化程度低，需要人工干預(yù)整個(gè)設(shè)計(jì)過程。
EDA技術(shù)中級階段已具備了設(shè)計(jì)自動化的功能。其主要特征是具備了自動布局布線和電路的計(jì)算機(jī)仿真、分析和驗(yàn)證功能。其作用已不僅僅是輔助設(shè)計(jì)，而且可以代替人進(jìn)行某種思維。
高級EDA階段，又稱為ESDA(電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化)系統(tǒng)。過去傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，設(shè)計(jì)者先對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分塊，直接進(jìn)行電路級的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)高級階段采用一種新的設(shè)計(jì)概念：自頂而下(TOP-Down)的設(shè)計(jì)程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者的精力主要集中在所設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的準(zhǔn)確定義上，EDA系統(tǒng)去完成電子產(chǎn)品的系統(tǒng)級至物理級的設(shè)計(jì)。此階段EDA技術(shù)的主要特征是支持高級語言對系統(tǒng)進(jìn)行描述。可進(jìn)行系統(tǒng)級的仿真和綜合。
三、基于EDA技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
1.電子系統(tǒng)電路級設(shè)計(jì)
首先確定設(shè)計(jì)方案，同時(shí)要選擇能實(shí)現(xiàn)該方案的合適元器件，然后根據(jù)具體的元器件設(shè)計(jì)電路原理圖。接著進(jìn)行第一次仿真，包括數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態(tài)分析。系統(tǒng)在進(jìn)行仿真時(shí)，必須要有元件模型庫的支持，計(jì)算機(jī)上模擬的輸入輸出波形代替了實(shí)際電路調(diào)試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在功能方面的正確性。仿真通過后，根據(jù)原理圖產(chǎn)生的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行PCB板的自動布局布線。在制作PCB板之前還可以進(jìn)行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以將分析后的結(jié)果參數(shù)反標(biāo)回電路圖，進(jìn)行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢驗(yàn)PCB板在實(shí)際工作環(huán)境中的可行性。
可見，電路級的EDA技術(shù)使電子工程師在實(shí)際的電子系統(tǒng)產(chǎn)生之前，就可以全面了解系統(tǒng)的功能特性和物理特性，從而將開發(fā)過程中出現(xiàn)的缺陷消滅在設(shè)計(jì)階段，不僅縮短了開發(fā)時(shí)間，也降低了開發(fā)成本。2.系統(tǒng)級設(shè)計(jì)
系統(tǒng)級設(shè)計(jì)是一種“概念驅(qū)動式”設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員無須通過門級原理圖描述電路，而是針對設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行功能描述。由于擺脫了電路細(xì)節(jié)的束縛，設(shè)計(jì)人員可以把精力集中于創(chuàng)造性概念構(gòu)思與方案上，一旦這些概念構(gòu)思以高層次描述的形式輸入計(jì)算機(jī)后，EDA系統(tǒng)就能以規(guī)則驅(qū)動的方式自動完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)級設(shè)計(jì)的步驟如下：
第一步：按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)劃分。
第二步：輸入VHDL代碼，這是系統(tǒng)級設(shè)計(jì)中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態(tài)圖等)，這種輸入方式具有直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)。
第三步：將以上的設(shè)計(jì)輸入編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件。對于大型設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行代碼級的功能仿真，主要是檢驗(yàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的正確性，因?yàn)閷τ诖笮驮O(shè)計(jì)，綜合、適配要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，在綜合前對源代碼仿真，就可以大大減少設(shè)計(jì)重復(fù)的次數(shù)和時(shí)間，一般情況下，可略去這一仿真步驟。
第四步：利用綜合器對VHDL源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理，生成門級描述的網(wǎng)表文件，這是將高層次描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合優(yōu)化是針對ASIC芯片供應(yīng)商的某一產(chǎn)品系列進(jìn)行的，所以綜合的過程要在相應(yīng)的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后，可利用產(chǎn)生的網(wǎng)表文件進(jìn)行適配前的時(shí)序仿真，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。一般設(shè)計(jì)，這一仿真步驟也可略去。
第五步：利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。
第六步：將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片F(xiàn)PGA或CPLD中。如果是大批量產(chǎn)品開發(fā)，通過更換相應(yīng)的廠家綜合庫，可以很容易轉(zhuǎn)由ASIC形式實(shí)現(xiàn)。
四、前景展望
21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時(shí)期，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，并著眼于數(shù)字邏輯向模擬電路和數(shù)模混合電路的方向發(fā)展。EDA將會超越電子設(shè)計(jì)的范疇進(jìn)入其他領(lǐng)域隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統(tǒng)級芯片(SoC，SystemonChip)方向發(fā)展，借助于硬件描述語言的國際標(biāo)準(zhǔn)VHDL和強(qiáng)大的EDA工具，可減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并縮短周期，隨著VHDL語言使用范圍的日益擴(kuò)大，必將給硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來巨大的變革。
［摘要］本文從EDA技術(shù)的定義及構(gòu)成出發(fā)，系統(tǒng)介紹了EDA技術(shù)的發(fā)展概況，以及基于EDA技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步驟，快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字集成，具有深刻的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
［關(guān)鍵詞］EDA技術(shù)電子系統(tǒng)仿真
二十世紀(jì)后半期，隨著集成電路和計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于電子技術(shù)發(fā)展周期不斷縮短，專用集成電路(ASIC)的設(shè)計(jì)面臨著難度不斷提高與設(shè)計(jì)周期不斷縮短的矛盾。為了解決這個(gè)問題，要求我們必須采用新的設(shè)計(jì)方法和使用高層次的設(shè)計(jì)工具。在此情況下，EDA(ElectronicDesignAutomation即電子設(shè)計(jì)自動化)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。隨著電子技術(shù)的發(fā)展及縮短電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期的要求，EDA技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]譚會生，張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.
第2篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
集成電路設(shè)計(jì)公司在招聘版圖設(shè)計(jì)員工時(shí)，除了對員工的個(gè)人素質(zhì)和英語的應(yīng)用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會對新員工做以下要求：熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數(shù)字、模擬）設(shè)計(jì)，了解電路原理，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)；熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)則；掌握主流版圖設(shè)計(jì)和版圖驗(yàn)證相關(guān)EDA工具；完成手工版圖設(shè)計(jì)和工藝驗(yàn)證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設(shè)計(jì)人員除了懂得IC設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識[3]。正因?yàn)槠湫枰莆盏闹R面廣，而國內(nèi)學(xué)校開設(shè)這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設(shè)計(jì)工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師，就成為各設(shè)計(jì)公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4，5]。
二、針對企業(yè)要求的版圖設(shè)計(jì)教學(xué)規(guī)劃
1.數(shù)字版圖設(shè)計(jì)。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計(jì)是由自動布局布線工具結(jié)合版圖驗(yàn)證工具實(shí)現(xiàn)的。自動布局布線工具加載準(zhǔn)備好的由verilog程序經(jīng)過DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫文件和I/O的庫文件，它包括物理庫、時(shí)序庫、時(shí)序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計(jì)時(shí)，一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學(xué)校開設(shè)這門課程，可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫的設(shè)計(jì)，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫，因此對于初學(xué)者而言設(shè)計(jì)好標(biāo)準(zhǔn)單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計(jì)。在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，無論是CMOS還是雙極型電路，主要目標(biāo)并不是芯片的尺寸，而是優(yōu)化電路的性能，匹配精度、速度和各種功能方面的問題。作為版圖設(shè)計(jì)者，更關(guān)心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對需要匹配，應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說仍然是一個(gè)問題，但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設(shè)計(jì)中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)師作為前端電路設(shè)計(jì)師的助手，經(jīng)常需要與前端工程師交流，看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過等，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計(jì)。集成電路逆向設(shè)計(jì)其實(shí)就是芯片反向設(shè)計(jì)。它是通過對芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理，實(shí)現(xiàn)對芯片技術(shù)原理、設(shè)計(jì)思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機(jī)制等方面的深入洞悉。因此，對工藝了解的要求更高。反向設(shè)計(jì)流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗(yàn)證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗(yàn)證及后仿真等。設(shè)計(jì)公司對反向版圖設(shè)計(jì)的要求較高，版圖設(shè)計(jì)工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元電路工作原理。
三、教學(xué)實(shí)現(xiàn)
第3篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)；項(xiàng)目成本管理
一、前言
2016年以來，全球經(jīng)濟(jì)增速持續(xù)放緩，傳統(tǒng)PC業(yè)務(wù)需求進(jìn)一步萎縮，智能終端市場的需求逐步減弱。美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，同年1～6月全球半導(dǎo)體市場銷售規(guī)模依舊呈現(xiàn)下滑態(tài)勢，銷售額為1，574億美元，同比下降5.8%。國內(nèi)，經(jīng)過國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金實(shí)施的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》將近兩年的推動，適應(yīng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境和投融資環(huán)境基本形成，我國的集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持高位趨穩(wěn)、穩(wěn)中有進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2016年1～6月全行業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售額為1，847.1億元，同比增長16.1%，其中，集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)繼續(xù)保持較快增速，銷售額為685.5億元，同比增長24.6%，制造業(yè)銷售額為454.8億元，同比增長14.8%，封裝測試業(yè)銷售額為706.8億元，同比增長9.5%。國務(wù)院在2000年就開始下發(fā)文件鼓勵軟件和集成電路企業(yè)發(fā)展，從政策法規(guī)方面，鼓勵資金、人才等資源向集成電路企業(yè)傾斜；2010年和2012年更是聯(lián)合國家稅務(wù)總局下發(fā)文件對集成電路企業(yè)進(jìn)行稅收優(yōu)惠激勵。2013年國家發(fā)改委等五部門聯(lián)合下發(fā)發(fā)改高技［2013］234號文，凡是符合認(rèn)定的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)均可以享受10%的所得稅優(yōu)惠政策。近年來又通過各個(gè)部委、省、市和集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金對國內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)行大幅度的、多項(xiàng)目的資金扶持，以期能縮短與發(fā)達(dá)國家的差距。因此，對于這樣一個(gè)高投入、高技術(shù)、高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，國家又大力以項(xiàng)目扶持的產(chǎn)業(yè)，做好項(xiàng)目的成本管理非常必要。
二、項(xiàng)目成本管理流程
對項(xiàng)目的成本管理一般分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：（一）項(xiàng)目成本預(yù)測。成本預(yù)測是指通過分析項(xiàng)目進(jìn)展中的各個(gè)環(huán)節(jié)的信息和項(xiàng)目進(jìn)展具體情況，并結(jié)合企業(yè)自身管理水平，通過一定的成本預(yù)測方法，對項(xiàng)目開展過程中所需要發(fā)生的成本費(fèi)用及在項(xiàng)目進(jìn)展過程中可能發(fā)生的合理趨勢和相關(guān)的成本費(fèi)用作出科學(xué)合理的測算、分析和預(yù)測的過程。對項(xiàng)目的成本預(yù)測主要發(fā)生在項(xiàng)目立項(xiàng)申請階段，成本預(yù)測的全面準(zhǔn)確對項(xiàng)目的進(jìn)展具有重要作用，是開展項(xiàng)目成本管理的起點(diǎn)。（二）項(xiàng)目成本計(jì)劃。成本計(jì)劃是指在項(xiàng)目進(jìn)展過程中對所需發(fā)生的成本費(fèi)用進(jìn)行計(jì)劃、分析，并提出降低成本費(fèi)用的措施和具體的可行方案。通過對項(xiàng)目的成本計(jì)劃，可以把項(xiàng)目的成本費(fèi)用進(jìn)行分解，將成本費(fèi)用具體落實(shí)到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)和實(shí)施的具體步驟。成本計(jì)劃要在項(xiàng)目開展前就需要完成，并根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)展情況，實(shí)施調(diào)節(jié)成本計(jì)劃，逐步完善。（三）項(xiàng)目成本控制。成本控制是指在項(xiàng)目開展過程中對項(xiàng)目所需耗用的各項(xiàng)成本費(fèi)用按照項(xiàng)目的成本計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督、控制和調(diào)節(jié)，及時(shí)預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和調(diào)整項(xiàng)目進(jìn)行過程中出現(xiàn)的成本費(fèi)用偏差，把項(xiàng)目的各項(xiàng)成本費(fèi)用控制在既定的項(xiàng)目成本計(jì)劃范圍內(nèi)。成本控制是對整個(gè)項(xiàng)目全程的管控，需要具體到每個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)，根據(jù)成本計(jì)劃，把項(xiàng)目成本費(fèi)用降到最低，并不斷改進(jìn)成本計(jì)劃，以最低的費(fèi)用支出完成整個(gè)項(xiàng)目，達(dá)到項(xiàng)目的既定成果。（四）項(xiàng)目成本核算。成本核算是指在項(xiàng)目開展過程中，整理各項(xiàng)項(xiàng)目的實(shí)際成本費(fèi)用支出，并按照項(xiàng)目立項(xiàng)書的要求進(jìn)行費(fèi)用的分類歸集，然后與項(xiàng)目成本計(jì)劃中的各項(xiàng)計(jì)劃成本進(jìn)行比對，找出差異的部分。項(xiàng)目的成本核算是進(jìn)行項(xiàng)目成本分析和成本考核的基礎(chǔ)。（五）項(xiàng)目成本分析。成本分析是指在完成成本核算的基礎(chǔ)上，對整個(gè)完工項(xiàng)目進(jìn)行各項(xiàng)具體的成本費(fèi)用分析，并與項(xiàng)目成本計(jì)劃進(jìn)行差異比對，找出影響成本費(fèi)用波動的原因和影響因素。成本分析是通過全面分析項(xiàng)目的成本費(fèi)用，研究成本波動的因素和規(guī)律，并根據(jù)分析探尋降低成本費(fèi)用的方法和途徑，為新項(xiàng)目的成本管理提供有效的保證。（六）項(xiàng)目成本考核。成本考核是指在項(xiàng)目完成后，項(xiàng)目驗(yàn)收考核小組根據(jù)項(xiàng)目立項(xiàng)書的要求對整個(gè)項(xiàng)目的成本費(fèi)用及降低成本費(fèi)用的實(shí)際指標(biāo)與項(xiàng)目的成本計(jì)劃控制目標(biāo)進(jìn)行比對和差異考核，以此來綜合評定項(xiàng)目的進(jìn)展情況和最終成果。
三、集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)項(xiàng)目流程
集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)是一個(gè)新型行業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)，跟常規(guī)企業(yè)的工作流程有很大區(qū)別集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)項(xiàng)目組在收到客戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求后，根據(jù)產(chǎn)品需求進(jìn)行IC設(shè)計(jì)和繪圖，設(shè)計(jì)過程中需要選擇相應(yīng)的晶圓材料，以便滿足設(shè)計(jì)需求。設(shè)計(jì)完成后需要把設(shè)計(jì)圖紙制造成光刻掩膜版作為芯片生產(chǎn)的母版，在IC生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過光刻掩膜版在晶圓上生產(chǎn)出所設(shè)計(jì)的芯片產(chǎn)品。生產(chǎn)完成后進(jìn)入下一環(huán)節(jié)封裝，由專業(yè)的封裝企業(yè)對所生產(chǎn)的芯片進(jìn)行封裝，然后測試相關(guān)芯片產(chǎn)品的參數(shù)和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，初步測試完成后，把芯片產(chǎn)品返回集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，由設(shè)計(jì)企業(yè)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠前的測試和檢驗(yàn)，最后合格的芯片才是項(xiàng)目所要達(dá)到成果。對于集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)來說，整個(gè)集成電路的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程都需要全方位介入，每個(gè)環(huán)節(jié)都要跟蹤，以便設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能符合要求，一旦一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，例如合格率下降、封裝不符合要求等，設(shè)計(jì)的芯片可能要全部報(bào)廢，無法返工處理，這將會對集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)帶來很大損失。因此，對集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的項(xiàng)目成本管理尤為重要。
四、IC設(shè)計(jì)企業(yè)的項(xiàng)目成本管理
根據(jù)項(xiàng)目管理的基本流程，需要在IC項(xiàng)目的啟動初期，進(jìn)行IC項(xiàng)目的成本預(yù)測，該成本預(yù)測需要兼顧到IC產(chǎn)品的每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，由于IC的生產(chǎn)環(huán)節(jié)無法返工處理，因此在成本預(yù)測時(shí)需要考慮失敗的情況，這將加大項(xiàng)目的成本費(fèi)用。根據(jù)成本預(yù)測作出項(xiàng)目的成本計(jì)劃，由項(xiàng)目組按照項(xiàng)目成本計(jì)劃對項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成本管控，一旦發(fā)現(xiàn)有超過預(yù)期的成本費(fèi)用支出，需要及時(shí)調(diào)整成本計(jì)劃，并及時(shí)對超支的部分進(jìn)行分析，降低成本費(fèi)用的發(fā)生，使項(xiàng)目回歸到正常的軌道上來。成本控制需要考慮到IC的每個(gè)環(huán)節(jié)，從晶圓到制造、封裝、測試。項(xiàng)目成本核算是一個(gè)比較艱巨的工作。成本核算人員需要根據(jù)項(xiàng)目立項(xiàng)書的要求，對項(xiàng)目開展過程中發(fā)生的一切成本費(fèi)用都需要進(jìn)行分類歸集。由于IC產(chǎn)品的特殊性，產(chǎn)品從材料到生產(chǎn)、封裝、測試，最后回到集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)都是在第三方廠商進(jìn)行，每一個(gè)環(huán)節(jié)的成本費(fèi)用無法及時(shí)掌握，IC產(chǎn)品又有其特殊性，每種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，不僅依賴于設(shè)計(jì)圖紙，而且依賴于代工的工藝水平，每個(gè)批次的合格率并不盡相同，其成品率通常只有在該種產(chǎn)品的所有生產(chǎn)批次全部回到設(shè)計(jì)企業(yè)并通過質(zhì)量的合格測試入庫后時(shí)才能準(zhǔn)確得出。然而，設(shè)計(jì)企業(yè)的產(chǎn)品并不是一次性全部生產(chǎn)出來，一般需要若干個(gè)批次，因此在IC制造階段無法準(zhǔn)確知道晶圓上芯片的準(zhǔn)確數(shù)量，只能根據(jù)IC生產(chǎn)企業(yè)提供的IC產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行預(yù)估核算，在后面的封裝和測試環(huán)節(jié)，依然無法準(zhǔn)確獲得IC產(chǎn)品的準(zhǔn)確數(shù)量。在IC產(chǎn)品完全封裝測試返回設(shè)計(jì)企業(yè)后，才能在專業(yè)的設(shè)備下進(jìn)行IC產(chǎn)品數(shù)量的最終確定，然而項(xiàng)目核算需要核算每一個(gè)環(huán)節(jié)的成本。因此，核算人員需要根據(jù)IC產(chǎn)品的特點(diǎn)或者前期的IC產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)量的估算進(jìn)行核算，待項(xiàng)目完成后再進(jìn)行差異調(diào)整。在成本費(fèi)用的分類和核算上，如果有國家撥款的項(xiàng)目，需要對項(xiàng)目所使用的固定資產(chǎn)進(jìn)行固定資產(chǎn)的專項(xiàng)輔助核算，在專項(xiàng)核算中需要列明購買固定資產(chǎn)的名稱、型號、數(shù)量、生產(chǎn)廠商、合同號、發(fā)票號、憑證號等，登記好項(xiàng)目所用的固定資產(chǎn)臺賬，以便在項(xiàng)目完工后，項(xiàng)目驗(yàn)收能如期順利通過。項(xiàng)目成本分析和項(xiàng)目成本考核是屬于項(xiàng)目管理完工階段需要做的工作，根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)展中發(fā)生的成本費(fèi)用明細(xì)單，與成本計(jì)劃進(jìn)行分類比對和分析，更好地對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行價(jià)值評定，找出差異所在，確定發(fā)生波動的原因，以便對項(xiàng)目的投資收益進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，確定項(xiàng)目和項(xiàng)目組人員的最終成果。
五、總結(jié)
項(xiàng)目成本管理是集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)非常重要的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)；而集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)是一個(gè)技術(shù)發(fā)展、技術(shù)更新非常迅速的行業(yè)，IC設(shè)計(jì)企業(yè)要在這個(gè)競爭非常激烈的行業(yè)站住腳跟或者有更好的發(fā)展，就必須緊密把握市場變化趨勢，不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、改進(jìn)技術(shù)或工藝，及時(shí)調(diào)整市場需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向，持續(xù)不斷地通過科學(xué)合理的成本控制方法，從技術(shù)上和成本上建立競爭優(yōu)勢；同時(shí)，充分利用國家對于集成電路產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠政策，特別是對集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的優(yōu)惠政策，加大對重大項(xiàng)目和新興產(chǎn)業(yè)IC芯片應(yīng)用的研發(fā)和投資力度；合理利用中國高等院校、科研院所在集成電路、電子信息領(lǐng)域的研究資源和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的發(fā)展思路，縮短項(xiàng)目的研發(fā)周期；通過各種途徑加強(qiáng)企業(yè)的項(xiàng)目成本控制，來提高中國IC設(shè)計(jì)企業(yè)整體競爭實(shí)力，縮短與國際廠商的差距。
主要參考文獻(xiàn)：
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第4篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；概論性課程；教學(xué)改革；集成電路；信號完整性
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0166-02
The Research for the Introduction Course Based on the Project-Based Pedagogy ― In "An Introduction to Integrated Circuits" Case
YANG Ling-ling1，3， XIE Xing2， SUN Ling3， SUN Hai-yan3
（1.Xinglin College， Nantong University， Nantong 226019， China； 2.Engineering Training Center， Nantong 226019， China； 3. Jiangsu Key Laboratory of ASIC Design， Nantong University， Nantong 226019， China）
Abstract： In view of the problems arising from the teaching process of the introduction course， this article， based on the project-based pedagogy， proposes education reforms in an introduction for integrated course. At the same time， combined with teaching for the signal integrity of the integrated package ，the application of the project-based pedagogy is analyzed and explored.In summary， the results shows that it is useful to improve the abilities of understanding and the innovating greatly for students，which also enhance the quality of teaching，by using he project-based pedagogy in teaching of the introduction course.
Key words： project-based pedagogy； introduction course； teaching reform； integrity circuit； signal integrity
概性課程一般設(shè)置在新生入學(xué)之初，引導(dǎo)新生正確認(rèn)識和理解專業(yè)的性質(zhì)、特點(diǎn)以及在社會發(fā)展中的作用。《集成電路概論》課程，作為集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)的一門概論性課程，可引導(dǎo)新生正確認(rèn)識和理解本專業(yè)的性質(zhì)以及今后在社會發(fā)展中的作用，為學(xué)生較好的開展后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)可幫助學(xué)生提早進(jìn)入專業(yè)的學(xué)習(xí)中，掌握基本概念及術(shù)語，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)[1][2]。因此如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂的教學(xué)效果，一直是我們教師所關(guān)注的重點(diǎn)[3]。
1 教學(xué)現(xiàn)狀
1.1教學(xué)對象知識匱乏
概論性課程的教授對象一般是剛進(jìn)入大學(xué)校門的大一新生，對于專業(yè)知識的了解與掌握基本為零。而集成電路概論課程，研究內(nèi)容較龐雜，包括集成電路材料與器件物理、制造工藝、版圖設(shè)計(jì)以及封裝測試等知識點(diǎn)，技術(shù)術(shù)語及基本概念較多。因此，對于知識基礎(chǔ)匱乏的大一新生來學(xué)習(xí)這樣一門課程，存在一定的難度。
1.2教學(xué)內(nèi)容龐雜、陳舊
集成電路概論課程的教學(xué)內(nèi)容主要選自教材，研究內(nèi)容較多，包括集成電路材料與器件物理、制造工藝、版圖設(shè)計(jì)以及封裝測試等知識點(diǎn)，技術(shù)術(shù)語及基本概念較多。對于這些抽象與復(fù)雜的知識點(diǎn)，大一新生這樣一類特殊的授課對象，很難去很好地理解與掌握。其次書本教材中的教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)前沿及實(shí)際應(yīng)用涉及較少。例如對于集成電路封裝特性分析這一知識點(diǎn)，書本僅僅去介紹封裝熱分析，電特性分析，而現(xiàn)在隨著封裝研究的不斷深入，封裝中的電磁特性已成為必不可少的分析熱點(diǎn)之一。如果我們單純只去按照書本來講解，使得教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)在實(shí)際前沿分析熱點(diǎn)脫節(jié)，無法使學(xué)生獲得最新的知識，也就很難培養(yǎng)他們的創(chuàng)新理念，失去了開設(shè)概論課程的最終意義。
1.3教學(xué)方法過于單一
現(xiàn)在集成電路概論課程主要還是以教師為中心的課堂講解的教學(xué)模式。這種教學(xué)方法一方面很難使得學(xué)生去理解與掌握抽象的理論知識；另一方面，學(xué)生一直處于接收狀態(tài)，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，不能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性[4][5]。
2 教學(xué)改革方案
傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在一些問題，我們可以采用項(xiàng)目教學(xué)法。它是指緊扣教學(xué)大綱以及課堂教學(xué)的目標(biāo)和要求，學(xué)生圍繞某個(gè)具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目而進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)活動。教學(xué)中充分選擇并利用最優(yōu)化的教學(xué)資源，在學(xué)習(xí)中讓學(xué)生完全參與進(jìn)來，實(shí)踐體驗(yàn)、消化吸收和探索創(chuàng)新，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[6]。
項(xiàng)目教學(xué)方法主要可分為項(xiàng)目選擇與設(shè)計(jì)、計(jì)劃制定與實(shí)施、作品提交與交流和總結(jié)評價(jià)四個(gè)大的方面[7]。根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施步驟，結(jié)合實(shí)際的概論性課程的教學(xué)研究，可分析如下。
2.1項(xiàng)目選擇與設(shè)計(jì)
項(xiàng)目選擇與設(shè)計(jì)即分析與整個(gè)課程教學(xué)內(nèi)容，選擇與確定項(xiàng)目任務(wù)；概論性課程教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)龐雜，且復(fù)雜與抽象。大一新生這樣一類特殊的授課對象，很難很好去理解與掌握。因此我們在選擇內(nèi)容上既要考慮教學(xué)目標(biāo)，以書本知識為依據(jù)，又要考慮教學(xué)效果，從與我們生活比較相關(guān)的內(nèi)容著手，給學(xué)生一定的創(chuàng)新空間和求知欲。
2.2計(jì)劃制定與實(shí)施
根據(jù)設(shè)定的教學(xué)項(xiàng)目，確定教學(xué)步驟和教學(xué)程序。按照小組形式，根據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容以及實(shí)施計(jì)劃方案，有條不紊地開展教學(xué)活動。此過程中，小組成員之間可相互討論交流，也可向老師咨詢，從而順利完成項(xiàng)目；
2.3 作品提交與交流
每組對于自己的研究內(nèi)容，可以多種形式呈現(xiàn)，比如：PPT總結(jié)、實(shí)物制作、動畫以及實(shí)物等等。同時(shí)對于作品，可以加入提問環(huán)節(jié)，相互交流，以達(dá)到教學(xué)基本目標(biāo)。
2.4 總結(jié)評價(jià)
考核評估，我們以學(xué)生的能力為中心，先由學(xué)生對自己的工作自我評估，再由每組組員進(jìn)行相互的評分，最終教師進(jìn)行總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行最終的考核。
3 項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于集成電路概論課程教學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)例
項(xiàng)目教學(xué)法以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目選取為關(guān)鍵，在項(xiàng)目教學(xué)過程中把書本的教學(xué)內(nèi)容融入到項(xiàng)目中，通過獨(dú)立思考、交流等教學(xué)形式，同時(shí)以學(xué)生的能力為評價(jià)體系的評價(jià)方式[8]。本文，以《集成電路概論》課程中集成電路封裝一章的教學(xué)為實(shí)例，結(jié)合實(shí)際的教學(xué)條件，設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)案例，如下圖1所示。圖1中主要闡述了項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于集成電路概論課程教學(xué)中的主要流程，可具體分析如下。
3.1選擇教學(xué)內(nèi)容（項(xiàng)目內(nèi)容）
確立具體項(xiàng)目，得對實(shí)際的教學(xué)條件進(jìn)行分析。南通大學(xué)江蘇省專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室擁有一整套ANSYS封裝設(shè)計(jì)與分析軟件，如ANSYS Designer SI 、ANSYS SIwave以及ANSYS HFSS等，本項(xiàng)目可選擇封裝信號完整性一部分的內(nèi)容，借助于軟件的設(shè)計(jì)與仿真分析，幫助學(xué)生從抽象到具體，更好地掌握封裝知識。
3.2制定與實(shí)施具體教學(xué)計(jì)劃
首先將班級同學(xué)進(jìn)行分組，確立各組的研究內(nèi)容以及要求；第二部分教師講解，包括信號完整性基本知識的講解以及借助軟件的仿真演示；第三部分學(xué)生通過多種途徑收集各自課題的資料，進(jìn)行整理和歸納，同時(shí)借助于軟件學(xué)會去進(jìn)行仿真分析，這個(gè)過程不但使得學(xué)生對于封裝知識有了一個(gè)較為全面的認(rèn)識，同時(shí)還使得學(xué)生對軟件的基本使用有了基本了解，充分給出了學(xué)生大膽實(shí)踐，勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)空間，在這個(gè)過程中教師也要多給學(xué)生指導(dǎo)學(xué)習(xí)思路，及時(shí)指導(dǎo)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；
3.3成果展示
每組同學(xué)結(jié)合自己的研究內(nèi)容，采用PPT結(jié)合軟件仿真等形式，對于研究成果進(jìn)行展示，同時(shí)老師及班級其他同學(xué)可進(jìn)行提問與交流，讓學(xué)生在交流展示中提高自己的應(yīng)變能力，提高學(xué)生的成就感。
3.4考核評估
最后一部分考核評估，項(xiàng)目教學(xué)法的考核核心以能力為中心。教師根據(jù)學(xué)生得成果展示質(zhì)量以及回答問題的靈活應(yīng)變能力，給這一部分的學(xué)習(xí)情況打分。通過這種考核方式，來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，從而鼓勵學(xué)生做好下部分知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
4 結(jié)
本文主要以集成電路概論課程教學(xué)為例，介紹了項(xiàng)目教學(xué)法在概論性課程中的應(yīng)用與探索。分析了課程教學(xué)現(xiàn)狀以及實(shí)際的教改方案，實(shí)際教學(xué)效果表明，引入項(xiàng)目教學(xué)法可以使得學(xué)生加深對一些抽象知識的理解與掌握，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，同時(shí)提升了靈活運(yùn)用知識的能力。
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第5篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
關(guān)鍵詞：集成電路布圖設(shè)計(jì)；獨(dú)創(chuàng)性；反向工程。
1集成電路布圖設(shè)計(jì)獨(dú)創(chuàng)性
集成電路布圖設(shè)計(jì)，簡稱布圖設(shè)計(jì)（Layout Design），是制造集成電路產(chǎn)品中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。世界知識產(chǎn)權(quán)組織《集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)條約》規(guī)定：布圖設(shè)計(jì)是指集成電路中多個(gè)元件，其中至少有一個(gè)是有源器件和部分或全部集成電路互聯(lián)的三維配置，或者是指為集成電路的制造而準(zhǔn)備的這樣的三維配置。三維配置可以體現(xiàn)獨(dú)創(chuàng)性，按照我國《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條列》第四條獨(dú)創(chuàng)性是指“其創(chuàng)作者的智力勞動成果，并且在創(chuàng)作時(shí)，該布圖設(shè)計(jì)在布圖設(shè)計(jì)的創(chuàng)作者和集成電路制造者中不是公認(rèn)的常規(guī)設(shè)計(jì)。”從這個(gè)定義可以看出滿足獨(dú)創(chuàng)性必須達(dá)到兩個(gè)條件：1是在行為上，要求是其創(chuàng)作者運(yùn)用自己智力的精心之作，即非抄襲的；2要得到業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)不屬于當(dāng)時(shí)他們所認(rèn)為的常規(guī)的設(shè)計(jì)。這兩 個(gè)條件同時(shí)并存，后者是前者的結(jié)果。1
2 集成電路布圖設(shè)計(jì)獨(dú)創(chuàng)性的判斷
美國發(fā)生過兩起著名的布圖設(shè)計(jì)侵權(quán)案例，Brooktree V Advanced Micro Devices案和Altera v. Clear Logic案。這兩起案件對如何判斷布圖設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性具有重要的指導(dǎo)意義。基本確立了“書面痕跡”和“實(shí)質(zhì)相似”標(biāo)準(zhǔn)。在Brooktree案中原告Brooktree公司（以下簡稱B）稱Advanced Micro Devices（以下簡稱AMD）公司剽竊了其布圖設(shè)計(jì)中的核心單元，即帶有 10 個(gè)晶體管的 SRAM，因此對 AMD公司提起侵權(quán)訴訟。AMD公司則認(rèn)為只復(fù)制了上述掩膜作品的80%沒有全部復(fù)制,并且其掩膜作品是在反向工程的基礎(chǔ)上得出不構(gòu)成侵權(quán)。在Alter案件中，Alter公司認(rèn)為Clear Logic公司復(fù)制了其芯片中晶體管集群組件的位置布置。Clear Logic公司則認(rèn)為芯片中晶體管集群組件的位置布置只是一種方法或概念，不受《芯片保護(hù)法》的保護(hù)，同時(shí)也以反向工程進(jìn)行抗辯。
（一）實(shí)質(zhì)相似標(biāo)準(zhǔn)。在Brooktree案中，地區(qū)法院在給陪審團(tuán)的指示中寫道：《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》不僅禁止對整個(gè)布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)制，而且禁止對布圖設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)部分進(jìn)行復(fù)制。最后陪審團(tuán)根據(jù)地方法院指示的內(nèi)容以及雙方的爭論、舉證，認(rèn)定了被告AMD的布圖設(shè)計(jì)與原告Brooktree的布圖設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)相似，因此認(rèn)定AMD構(gòu)成侵權(quán)。法院還認(rèn)為，盜用布圖設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)部分就會構(gòu)成侵權(quán)便會構(gòu)成侵權(quán)，并不需要證明兩個(gè)布圖設(shè)計(jì)的每一個(gè)部分都相似。因此AMD的主張說只復(fù)制了80%，沒有全部復(fù)制而不構(gòu)成侵權(quán)并不成立。在Altera案件中，法院同樣認(rèn)為：“正如一個(gè)人抄襲了一本書的一章就能夠構(gòu)成侵權(quán)一樣，一個(gè)人如果復(fù)制了一個(gè)布圖設(shè)計(jì)相當(dāng)重要的一部分也需要承擔(dān)侵權(quán)責(zé)任。”Clear Logic的產(chǎn)品與Altera的三塊集成電路布圖設(shè)計(jì)構(gòu)成實(shí)質(zhì)相似，因此法院最后宣判Clear logic構(gòu)成侵權(quán)。
(二) 書面痕跡標(biāo)準(zhǔn)。書面痕跡標(biāo)準(zhǔn)也稱“辛苦和投入標(biāo)準(zhǔn)”標(biāo)準(zhǔn)，指在集成電路布圖設(shè)計(jì)反向工程中對原設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究，并付出了大量的辛苦和投入并有自己的獨(dú)創(chuàng)性智力勞動，那么這樣的作品是受到法律保護(hù)。在Brooktree案中AMD指出，自己在開發(fā)過程中進(jìn)行了很多投入，同時(shí)提供了書面痕跡來證明自己所進(jìn)行的是反向工程而不是簡單的復(fù)制，通過書面痕跡可以看出，AMD的卻花費(fèi)了很多的時(shí)間和精力來分析B的布圖設(shè)計(jì)，但是并沒有成功，AMD曾嘗試設(shè)計(jì)過6個(gè)晶體管和 8 個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)的布圖設(shè)計(jì)，但最終并沒能正確分析出B布圖設(shè)計(jì)核心單元使用的是10個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)，AMD后來只是通過Brooktree另一家競爭公司的職員得知了這個(gè)結(jié)構(gòu)。AMD在得知10個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)后并沒有進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)便很快生產(chǎn)出與B實(shí)質(zhì)相同的SRAM單元，法院最后認(rèn)定AMD的確在某種程度上進(jìn)行了獨(dú)立的創(chuàng)作，但不能完全因此獲得獨(dú)創(chuàng)性，AMD并沒有采取其他的可替代的晶體管配置，只是簡單復(fù)制了B的布圖設(shè)計(jì)，因此不能認(rèn)定是反向工程不具有獨(dú)創(chuàng)性。毫無疑問，書面痕跡對于被告來說確實(shí)是證明反向工程的最好證據(jù)，但是書面痕跡只能證明被告在研究、分析原告布圖設(shè)計(jì)過程中所付出的辛苦和投入，如果過于注重書面痕跡，就會導(dǎo)致僅將反向工程的成立建立在被告所作的投入上。這樣很有可能侵權(quán)者花費(fèi)大量的時(shí)間和精力對先前布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和研究產(chǎn)生了大量的書面痕跡，而目的只是為了生成在先布圖設(shè)計(jì)的復(fù)制件，這與布圖設(shè)計(jì)的立法保護(hù)目的是相違背的，立法目的在于促進(jìn)競爭和科技創(chuàng)新，如果只是簡單的進(jìn)行了重復(fù)性的工作，沒有自己的獨(dú)創(chuàng)性勞動，這樣的作品是不受到保護(hù)。因此書面痕跡只能作為分析和評價(jià)的證據(jù)，但是不能作為第二布圖設(shè)計(jì)就具有獨(dú)創(chuàng)性的這樣一個(gè)結(jié)論。并且反向工程的目的是為了讓競爭者提供第二來源的芯片，使與其在先的芯片兼容或者對現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)做出改進(jìn)。
(三)兼用標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)由Lee Hsu 提出，該標(biāo)準(zhǔn)在判斷被控布圖設(shè)計(jì)是否具有獨(dú)創(chuàng)性時(shí)包含兩個(gè)步驟。第一步，首先根據(jù)被告提出的文檔和資料來判斷被告在分析、評價(jià)先前布圖設(shè)計(jì)中付出了多大的努力，如果被告不能提供資料和證據(jù)，那么他就不是在進(jìn)行反向工程，反向工程不成立。第二步，如果被告成功證明了第一步，那么接下來還需要證明第二步，即證明自己的布圖設(shè)計(jì)與原告的布圖設(shè)計(jì)并不實(shí)質(zhì)相同。也就是說要有設(shè)計(jì)者的智力創(chuàng)作勞動，與原設(shè)計(jì)有一點(diǎn)點(diǎn)的差異性，微小的差異性就能達(dá)到。這種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)相同的判斷方法是：一個(gè)理性的專家站在被告的立場僅通過對原告的布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)分析便能夠設(shè)計(jì)出在形狀、功能上與原告布圖設(shè)計(jì)兼容的布圖設(shè)計(jì)，而不需要采用任何與原告布圖設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)相似的部分，那么這時(shí)如果被告采用了與原告布圖設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)相似的部分，則兩個(gè)布圖設(shè)計(jì)構(gòu)成實(shí)質(zhì)相同，反向工程不成立。2
這種標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)特在于要借助專家證人的作證，法官不能獨(dú)立判斷，因?yàn)榧呻娐凡紙D設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，引入專家證人這是可取的，在專利侵權(quán)案件中也是經(jīng)常引入專家證人才能更好的公正的解決案件。一方面對于集成電路領(lǐng)域的專家證人來說，在對原告的布圖設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析之后，認(rèn)為是否還有其他的途徑來設(shè)計(jì)在性能，功能，和形狀上相兼容的布圖設(shè)計(jì)這是比較容易判斷的，比完全從布圖設(shè)計(jì)的元件擺放，連線來判斷兩個(gè)設(shè)計(jì)方面的差異來說，這方面的判斷相對來說要容易得多；另一方面也減少了法官對集成電路布圖設(shè)計(jì)專業(yè)領(lǐng)域不是很熟悉的困境，一般法官和陪審團(tuán)對專業(yè)領(lǐng)域都不是很熟悉，這就需要借助專家證人的證詞。
還有學(xué)者提出了性能優(yōu)越標(biāo)準(zhǔn)和功能改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，這兩種標(biāo)準(zhǔn)要求第二布圖設(shè)計(jì)要比第一布圖設(shè)計(jì)在性能上或者功能上更加優(yōu)越或者有所改進(jìn)，才能具有獨(dú)創(chuàng)性。這種兩種標(biāo)準(zhǔn)明顯對反向工程提出了更高的要求，鑒于反向工程的一個(gè)重大目的是讓市場提供與在先集成電路兼容的第二資源集成電路，從而使公眾有所選擇從中獲益。而性能優(yōu)越標(biāo)準(zhǔn)和功能改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對反向工程提出了更高的要求，部分違反了反向工程的立法目的。
王桂海 羅蘇平 集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)及司法鑒定探討 [J]中國司法鑒定 2006（10）
2Lee Hsu: “Reverse Engineering Under The Semiconductor Chip Protection Act: Complications For Standard of Infringement”
第6篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
【關(guān)鍵詞】微電子;實(shí)踐教學(xué);學(xué)科競賽
隨著社會的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對新入職員工的專業(yè)能力要求也隨行業(yè)競爭激烈而大幅提高。企業(yè)招聘新入職員工最重要的一項(xiàng)工作是考核新員工的實(shí)際動手能力能否勝任企業(yè)的職位要求。新入職員工大部分是應(yīng)屆本科畢業(yè)生，他們在學(xué)校四年的學(xué)習(xí)生活中，動手能力是否得到有效訓(xùn)練成為他們求職工作的關(guān)鍵。因此，良好的實(shí)踐教學(xué)體系和方法對于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力并幫助其順利求職作用巨大，值得教育工作者下功夫研究如何改進(jìn)教學(xué)方法，提高實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)效果。
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)課程體系主要依托一門主干課，前期學(xué)習(xí)理論知識，待理論課程學(xué)習(xí)完畢，教師在課堂上做演示性示范如何做試驗(yàn)，學(xué)生依照老師的方法按部就班將試驗(yàn)復(fù)制出來，這個(gè)過程出現(xiàn)的結(jié)果必須與老師演示的一致，否則學(xué)生必需查找原因改正錯(cuò)誤。進(jìn)入新世紀(jì)，各類學(xué)科的發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)理論和方法僵化，已不能適應(yīng)社會的需要，亟需從教學(xué)思路、方法和措施得到改進(jìn)。北方工業(yè)大學(xué)微電子系經(jīng)過充分調(diào)研、到用人企業(yè)走訪，逐步建立了一套新的人才教育培養(yǎng)模式：以學(xué)生競賽活動為抓手，通過競賽檢驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)水平的倒逼機(jī)制，最終建立基礎(chǔ)扎實(shí)、面向?qū)嵺`、考核靈活、形式多樣的實(shí)踐教學(xué)體系，更好的適應(yīng)時(shí)代形勢和企業(yè)需求，培養(yǎng)出實(shí)踐動手能力強(qiáng)的應(yīng)用創(chuàng)新人才。
我們以《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程為示范，學(xué)生利用這門課學(xué)習(xí)得到的專業(yè)知識和技能，參加工程背景深厚的“北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，通過大賽的成績反饋，實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)老師會按照實(shí)際需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法，以適應(yīng)實(shí)際水平近似工程設(shè)計(jì)的大賽。學(xué)生通過比賽可以評估自己知識結(jié)構(gòu)的短板和實(shí)踐動手能力的欠缺，在后續(xù)課程中學(xué)習(xí)中能目標(biāo)明確、態(tài)度端正的的學(xué)習(xí)專業(yè)知識和技能，清晰自己的求職定位和職業(yè)規(guī)劃。我們秉承以賽促學(xué)、以學(xué)助賽的教育理念，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，為實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生競賽互動發(fā)展、相互促進(jìn)探索出一條新的道路。
《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程是一門訓(xùn)練學(xué)生掌握版圖設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)課。我們首先改變教學(xué)方式，依據(jù)實(shí)踐第一的原則，聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的集成電路設(shè)計(jì)公司的工程師為主講教師實(shí)際操作EDA軟件，學(xué)校老師為輔講解設(shè)計(jì)理論，遵循工程性項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，從一個(gè)具體的經(jīng)典通用集成電路模塊入手為學(xué)生講解電路結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法、仿真驗(yàn)證流程、版圖設(shè)計(jì)技巧和步驟，引導(dǎo)學(xué)生以系統(tǒng)的角度和觀點(diǎn)來看待集成電路版圖設(shè)計(jì);同時(shí)改變以往老師理論講得多，學(xué)生動手機(jī)會少的學(xué)習(xí)模式，以學(xué)生為實(shí)踐教學(xué)主體，教師引導(dǎo)學(xué)生從最基本的模塊開始動手設(shè)計(jì)，從小到大，循序漸進(jìn)，將十幾種基本模塊全部動手設(shè)計(jì)一遍并通過驗(yàn)證，最終能根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的課程要求，采用主流芯片加工廠的通用生產(chǎn)工藝，獨(dú)立完成一個(gè)功能完備、結(jié)構(gòu)簡單的集成電路版圖，避免了以往的滿堂灌，大而全的教學(xué)方式，讓學(xué)生從工藝、材料、封裝、測試等基本加工程序去理解一塊集成電路生產(chǎn)的全過程，以及版圖在其中所承擔(dān)的角色和為什么這樣設(shè)計(jì)的物理原理，這將為學(xué)生今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和職業(yè)教育奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
通過學(xué)科競賽，實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容也需要改變。以往的實(shí)踐教學(xué)課程，偏重理論教學(xué)，缺乏實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)題目陳舊，脫離生產(chǎn)實(shí)際，學(xué)生上交實(shí)習(xí)報(bào)告作為最終的評分依據(jù)，這無法反映學(xué)生對于課程真實(shí)的接受程度，無法考核學(xué)生的實(shí)際動手能力。競賽題目一般反映學(xué)科發(fā)展實(shí)時(shí)的技術(shù)要求和趨勢，同時(shí)反映企業(yè)界目前關(guān)心的技術(shù)問題和熱點(diǎn)。實(shí)踐教學(xué)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容可以參考競賽題目所反映出的共性問題加以修訂原有的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生接受真實(shí)工程背景、時(shí)效性強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐性教育和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的優(yōu)良學(xué)風(fēng)，促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)同發(fā)展的新教育理念很有意義。
北方工業(yè)大學(xué)微電子專業(yè)的學(xué)生通過參加幾屆“北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽”，不僅鍛煉了實(shí)踐動手能力，也取得了良好的競賽成績;同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式更加適應(yīng)國家和企業(yè)對人才新的要求。因此，北方工業(yè)大學(xué)微電子系提出的學(xué)科競賽和實(shí)踐教學(xué)相互融合，共同發(fā)展的教育思路和人才培養(yǎng)模式做出了有益探索，值得更進(jìn)一步的研究和推廣。
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第7篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路 故障檢測 診斷
當(dāng)前，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的建設(shè)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)迅速發(fā)展，促使數(shù)字技術(shù)主導(dǎo)高科技產(chǎn)品層出不窮，同時(shí)已經(jīng)滲透到我們的日常生活中。但是在電子電路工作的過程中，會存在內(nèi)部或者外部原因造成電路出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致電路不能正常的工作。因此電子工程設(shè)計(jì)人員一項(xiàng)重要的任務(wù)就是要對工作電路進(jìn)行檢修、檢測以及故障的診斷與排除。在實(shí)際生活中，數(shù)字電路故障檢測與診斷在電路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的過程中具有重要的意義。對數(shù)字電路進(jìn)行檢修與診斷，對及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修復(fù)數(shù)字電路中出現(xiàn)的問題具有重要影響。同時(shí)還能夠重新配置數(shù)字電路系統(tǒng)，有助于數(shù)字電路生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與改進(jìn)。分析數(shù)字電路故障檢測與診斷，能夠提高數(shù)字電路的質(zhì)量、效率與可靠性。
1 數(shù)字電路以及故障的特點(diǎn)
數(shù)字信號主要是在時(shí)間與數(shù)值方面具有離散的信號，而數(shù)字電路就是用來處理和改變這些離散信號。其工作的原理就是利用這兩種狀態(tài)的元器件表示離散信號。這樣看起來較為復(fù)雜，但是基本的電路單元較為簡單。數(shù)字電路的元器件參數(shù)值方面具有較大的差異。因而不會出現(xiàn)由于電壓不高不低的電平。除去三態(tài)門之外，通常輸出的電平要么是低電平或者是高電平。因此，這兩種電平稱為了解數(shù)字電路的主要特征。由此可見，檢測事物存在一定的復(fù)雜性。并且其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在待測電路存在大量的輸出與輸入變量，可能大于一百個(gè)變量。同時(shí)電路相應(yīng)又具有時(shí)序性，有的還存在組合型。所集成的電路元器件與門都被安裝在芯片里面，不能度邏輯電平、輸入輸出波形進(jìn)行檢測。類似模擬集成電路，僅僅可以在芯片的外部對其測試，而不能對數(shù)字IC內(nèi)部電路進(jìn)行測試。所以，必須及時(shí)尋找出一種能夠簡單的完成對芯片內(nèi)部進(jìn)行檢測的方法。
2 數(shù)字電路故障產(chǎn)生的原因
在數(shù)字電路運(yùn)行的過程中，產(chǎn)生故障的原因有很多種。但是較為常見的故障筆者認(rèn)為有這么幾種。首先，就集成數(shù)字電路而言，負(fù)載能力范圍具有一定性。常規(guī)與非門的輸出低電壓可以帶同類們的最大限度為10個(gè)。但是實(shí)際生活中這個(gè)輸出電壓所帶門遠(yuǎn)大于理論值。這樣就容易導(dǎo)致電路輸出低電壓，造成電路破壞，使得電路不能穩(wěn)定運(yùn)行。為避免這種情況的發(fā)生就需要使用負(fù)載的集成電路。其次，集成電路運(yùn)行效率較低。在集成電路運(yùn)行的過程中唯有第一組信號通過集成電路，并在電路內(nèi)部延時(shí)作用下穩(wěn)定輸出端時(shí)，另外一組信號才能進(jìn)入。由此可見，造成電路運(yùn)行效率低下的主要原因就在于電路內(nèi)部延時(shí)。如果輸入脈沖很高時(shí)也會導(dǎo)致輸出端不穩(wěn)定。檢測這一問題的過程相對復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)邏輯電路時(shí)要采用運(yùn)行效率高的集成電路。
3 數(shù)字電路故障檢測與診斷策略
在數(shù)字電路檢修的過程中，針對其中的故障需要采取有效的診斷策略，提高數(shù)字電路運(yùn)行的效率。這樣不僅保證電路運(yùn)行的質(zhì)量，還能夠減少檢修的次數(shù)。
3.1 隔離故障檢測與診斷
在檢測數(shù)字電路問題的過程中，第一步就應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障的基本特點(diǎn)，最大限度的減少問題的區(qū)域，也就是將故障診斷與檢測進(jìn)行隔離。這一環(huán)節(jié)對數(shù)字電路檢測具有十分重要的意義。在檢測的過程中，其檢測關(guān)鍵之處就是邏輯診斷與檢測。通常而言，如果電路信號消失，那么可以使用檢測探頭完成電路信號連接的線路實(shí)施診斷與檢測工作，從而快速找到消失的電路信號，并且檢測探頭上都安裝了邏輯存儲裝置。這樣就能夠?qū)?shù)字電路上具體的信號進(jìn)行診斷與檢測。如果出現(xiàn)電路信號，就會被檢測器上的邏輯儲存裝置記錄下來，并通過顯示器顯示出來。從這一點(diǎn)就充分說明了數(shù)字電路上的脈沖信號能夠被檢測與診斷。通過縮小點(diǎn)路鼓掌范圍，來找到電路故障的具置。另外一種就是能夠有效的診斷和檢測數(shù)字故障的方法就是邏輯分析。在檢測的過程中利用邏輯分析儀對數(shù)字電路的設(shè)備進(jìn)行檢測，分析電路運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及其輸出情況。
3.2 定位檢測與診斷
在數(shù)字電路出現(xiàn)故障的過程中，其最為關(guān)鍵的步驟就是檢測故障，將故障進(jìn)行定位。一般情況下，在電路故障范圍縮小到一定范圍時(shí)，直至縮小到某一電路元件時(shí)，就能夠使用邏輯探頭、脈沖檢測儀等對數(shù)字電路的故障進(jìn)行分析，并就其產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。通過這種方法就能夠檢測出故障的具置。利用邏輯信號對數(shù)字電路的脈沖信號進(jìn)行檢測，分析電路輸出與輸入信號的情況。依據(jù)獲取的信號判定數(shù)字電路運(yùn)行的情況。研究表明，數(shù)字電路在日常的工作中，都會存在低電壓與高電壓。這兩者在運(yùn)行的過程中能夠互相轉(zhuǎn)換。使用邏輯探頭等儀器進(jìn)行檢測，如果有信號就能夠判斷出工作電路是正常。通常情況下，數(shù)字電路偶爾也會出現(xiàn)故障。因此，電路信號的時(shí)需不需要經(jīng)常檢測。
4 結(jié)語
總而言之，在數(shù)字電路獲得廣泛應(yīng)用的過程中，在一定程度上對提高電器使用與質(zhì)量具有重要的影響。同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)了電器產(chǎn)品性能的提高。但是，在此環(huán)節(jié)中我們應(yīng)當(dāng)充分的認(rèn)識到，數(shù)字電路正常運(yùn)行離不開故障的檢測與診斷。重視數(shù)字電路檢測與診斷，能夠全面提高數(shù)字電路應(yīng)用水平與運(yùn)行質(zhì)量。
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作者簡介
馬均（1990-），男，咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)本科在讀。
第8篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其中電子電路設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，掌握單元電路的設(shè)計(jì)方法是每個(gè)電子工程師必備的能力。具體介紹了單元電子電路設(shè)計(jì)步驟及幾種重要單元電路的設(shè)計(jì)方法。
電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)技能的訓(xùn)練及培養(yǎng)，是提高工程人員的素質(zhì)和能力的必要手段。在電子信息類教學(xué)中，電子電路設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，著重讓學(xué)員從理論學(xué)習(xí)過渡到實(shí)際的應(yīng)用，為以后從事技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，然后對方案中的各個(gè)部分進(jìn)行單元的設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各個(gè)部分連接在一起，畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的完整的系統(tǒng)電路圖。因此，掌握單元電路的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際設(shè)計(jì)電路的能力，是電子工程師必備的能力。
一、電子技術(shù)及單元電路概念
所謂電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)的原理，運(yùn)用電子器件設(shè)計(jì)和制造某種特定功能的電路以解決實(shí)際問題的一門學(xué)科。包括信息電子技術(shù)和電路電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。電子技術(shù)是對電子信號進(jìn)行處理的技術(shù)，處理的方式有信號的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。
電子電路是由兩部分組成，即電子元件和電子器件。電子原件是指電子設(shè)備中的電阻器、電容器、變壓器和開關(guān)等，而電子器件通常由電子管、離子管、晶體管等構(gòu)成。電子電路按組成方式可分為分立電路和集成電路。單元電路是整個(gè)電子電路系統(tǒng)的一部分，常用的單元電路有放大電路，整流電路，震蕩電路，檢波電路，數(shù)字電路。總體來說是與門，非門，或門及其組合的計(jì)數(shù)電路，觸發(fā)器，加減運(yùn)算器等。單元電路的設(shè)計(jì)訓(xùn)練是為了能提高整體電子電路的設(shè)計(jì)水平。
二、單元電路的設(shè)計(jì)步驟
1.明確任務(wù)
單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo)，這是單元電路設(shè)計(jì)最基本的條件。通過計(jì)算電壓放大的倍數(shù)、輸入及輸出電阻的大小，并且根據(jù)電路設(shè)計(jì)的簡單明了、成本低、體積小、可靠性高等特點(diǎn)進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)。
2.參數(shù)計(jì)算
參數(shù)計(jì)算是為了保證單元電路的功能指標(biāo)達(dá)到所需的要求，參數(shù)計(jì)算需要電子技術(shù)知識，對這方面的理論要求很高。例如，放大器電路中我們通常需要計(jì)算各電阻值以及他們的放大倍數(shù)；振蕩器中我們通常需要計(jì)算電阻電容以及震蕩頻率。進(jìn)行參數(shù)計(jì)算時(shí)，同一個(gè)電路可能得出不止一組數(shù)據(jù)，我們要注意選擇數(shù)據(jù)的方法，選擇的這組數(shù)據(jù)需要完成電路設(shè)計(jì)的要求，并且在實(shí)踐中能真正可行。
3.畫出電路圖
為詳細(xì)表述單元電路與整機(jī)電路的連接關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)需要繪制完整的電路圖。通過單元電路之間的相互配合和前后之間的關(guān)系使得設(shè)計(jì)者盡量簡化電路結(jié)構(gòu)。例如對于單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計(jì)，在各單元電路確定以后，還要認(rèn)真仔細(xì)地考慮它們之間的級聯(lián)問題，從而到達(dá)減少浪費(fèi)，從而降低工作量。注意各部分輸入信號、輸出信號和控制信號的關(guān)系，模擬輸入、輸出，使得輸入、輸出、電源、通道間全隔離，將
轉(zhuǎn)貼于
直流電流、電壓信號分成多路相同或不同的電流、電壓信號，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備同時(shí)采集控制。
（1）注意電路圖的可讀性
繪圖時(shí)盡量把主電路圖畫在一張紙上，比較獨(dú)立和次要部分畫在令一張紙上，圖的端口和兩端做好標(biāo)記，標(biāo)出各圖紙之間信號的引入及引出。
（2）注意信號的流向及圖形符號
一般從輸入端和信號源畫起，又左至右或者由上至下按信號的流向依次畫出單元電路。圖中應(yīng)加適當(dāng)?shù)臉?biāo)注，并且圖形符號要標(biāo)準(zhǔn)，
（3）注意連接線畫法
各元件之間的連接線應(yīng)為直線，并且盡量減少交叉。通常情況下連接線應(yīng)水平或垂直布置，無特殊情況不畫斜線，互相連接的交叉用原點(diǎn)表示。
三、幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法
單元電路的設(shè)計(jì)是否合理，能夠關(guān)系到整個(gè)電子電路的設(shè)計(jì)是否能夠正常運(yùn)行。因此，各個(gè)單元設(shè)計(jì)的工程師紛紛致力于單元電路的設(shè)計(jì)。
1.對于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)
穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)最后經(jīng)過穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)。在單元電路中，對于串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路大體上可分為調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。經(jīng)過這樣設(shè)計(jì)的線路，具有過流及短路保護(hù)功能，當(dāng)負(fù)載電流到達(dá)限額是能起到保護(hù)電路的功能工作。其具體設(shè)計(jì)方法為：對于整流出來的直流電是很少用來直接帶動負(fù)載，還必須濾波后降低其紋波系數(shù)，但這種電路不能起到穩(wěn)壓的作用。所以穩(wěn)壓電源都應(yīng)滿足一定的技術(shù)指標(biāo)。
2.單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計(jì)
各單元電路確定以后，還要認(rèn)真仔細(xì)地考慮它們之間的級聯(lián)問題。如電器特性的相互匹配、信號耦合方式、時(shí)序配合以及相互干擾等問題。
對于電氣性能相互匹配的問題有些涉及到的是模擬單元電路之間的匹配，有的涉及到的是數(shù)字單元電路之間的匹配，有的則需要兩者兼顧。從提高放大倍數(shù)和負(fù)載能力考慮，希望后一級的輸入電阻要大，前一級的輸入電子要小，但從改善頻率響應(yīng)角度考慮，則剛好相反。
信號耦合方式有直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光耦合。直接耦合方式最簡單，但是在靜態(tài)情況下，存在兩個(gè)單元電路的相互影響，因此在電路分析時(shí)應(yīng)加以考慮。
時(shí)序配合的問題比較復(fù)雜，先對系統(tǒng)中各個(gè)單元電路的信號關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定系統(tǒng)的時(shí)序，以確保系統(tǒng)正常工作下的信號時(shí)序。最后設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)該時(shí)序的方法。
3.對于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)
運(yùn)算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元，在實(shí)際電路中通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。運(yùn)放是一個(gè)從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實(shí)現(xiàn)，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)中，其基本參數(shù)應(yīng)當(dāng)選擇單、雙電源供電，電源電流。而且應(yīng)當(dāng)輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻。并且轉(zhuǎn)換速率、建立時(shí)間。設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識、對待各種參數(shù)，不盲目片面追求指標(biāo)的先進(jìn)。其中值得引起重視的是：依據(jù)推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹瘢@是為了消除運(yùn)放的高頻自激，同時(shí)為了減小消振困難這一情況，應(yīng)盡量避免兩級以上放大級級連。
第9篇：集成電路的設(shè)計(jì)方法及步驟范文
關(guān)鍵詞：地線；印刷板；環(huán)路；總線；控制
中圖分類號：TP336文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)26-6379-02
Research On Improving the Performance Index of PCB
LIU Shuang-qing, XIE Bao-ling
(The Basis of the Department of Computing in the Army Officer Academy, Heifei 230031, China)
Abstract: This paper starts from the detailed design of printing circuit boards,standardizes the ground wire’s design and optimiz? es the design of electromagnetic compatibility thermal effect and layout,thus improves the reliability and stability of printing cir? cuit.
Key words: ground wire; PCB; loop; bus; control
目前各類電子設(shè)備上的電子元器都是以印刷電路板為基體，通過焊接固定在PCB板上。電子產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中會出現(xiàn)一些無法預(yù)知的問題，有時(shí)問題與PCB板電路原理圖的設(shè)計(jì)沒任何關(guān)系，也就是說原理圖是正確的。通過試驗(yàn)分析，PCB板設(shè)計(jì)不當(dāng)，會影響電子設(shè)備的可靠性。為了提高PCB板的可靠性和穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)過程中必須采用正確的設(shè)計(jì)步驟和方法。
1 PCB板器件布置
PCB板大小要根據(jù)元器件的多少來確定，面積過大會增加覆銅線的長度，引起阻抗增大，抗噪聲能力下降，成本也得到相應(yīng)的提高；如果設(shè)計(jì)過小，會影響散熱，同時(shí)會受到臨近線條的干擾。
在器件整體布置時(shí)，應(yīng)把與該器件相關(guān)的電路盡量放在一塊，這樣會提高PCB板的抗噪聲效果。如圖1所示。CPU附近的晶振、時(shí)鐘發(fā)生器很容易產(chǎn)生噪聲，在設(shè)計(jì)時(shí)把它們放在一塊。噪音較大的元器件、大電流電路應(yīng)盡量遠(yuǎn)離邏輯電路，如果不影響產(chǎn)品的封裝，可以考慮另做電路板，這一點(diǎn)至關(guān)重要。
2配置去耦電容
在以直流為電源的回路中，所帶負(fù)載大小的變化會產(chǎn)生電源噪聲。數(shù)字電路中高低電平的轉(zhuǎn)換會引起很大的尖峰電流，產(chǎn)生瞬變的噪聲電壓。合理的配置去耦電容會降低負(fù)載變化所影起的噪聲，具體配置如下：
1)采用10～100uF的電解電容器跨接在電源的輸入端，如果PCB板尺寸足夠大，為了提高抗干擾性能，在電源端接100uF的電解電容器。
2）為了減少電源對集成電路的影響，在其電源端接上一獨(dú)石電容或瓷片電容，電容大小為0.01uF。有時(shí)在設(shè)計(jì)PCB板時(shí)，為了降低成本，將多片集成芯片緊挨在一起。不可能給每一芯片接上一電容，通常將幾個(gè)芯片分成一組，以組為單位接上一個(gè)容量為10uF的鉭電解電容器。
3）ROM、RAM等存儲型器件關(guān)斷時(shí)電流變化大，抗噪聲能力弱，用一個(gè)去耦電容直接接在電源和地之間。
4）設(shè)計(jì)去耦電容時(shí)，引腳越短越好，尤其是在設(shè)計(jì)高頻電路時(shí)，最后采用貼片電容。
3電磁兼容性設(shè)計(jì)
電磁兼容性是指電子設(shè)備抗電磁干擾的一個(gè)重要指標(biāo)。為了提高電子設(shè)備對外界的抗干擾能力，確保其在特定的電磁環(huán)境中工作正常，減小對其它設(shè)備的電磁干擾而采取的一個(gè)設(shè)計(jì)方法。
3.1導(dǎo)線寬度
PCB板中的導(dǎo)線具有一定的電感量，這個(gè)電感量的大小與其寬度成反比，與導(dǎo)線的長度成正比。在實(shí)際電路中的時(shí)鐘引線、總線常常會產(chǎn)生很大的瞬變電流，這種導(dǎo)線要盡可能的短。1.5mm左右的印刷導(dǎo)線完全可以滿足分立元件電路的要求；0.2～1.0mm之間印刷導(dǎo)線可以滿足集成電路要求。
3.2布線策略
為了減少導(dǎo)線電感量，設(shè)計(jì)時(shí)可以采用平行走線，但這樣設(shè)計(jì)會增加分布電容。具體設(shè)計(jì)時(shí)在PCB板的一面橫向布線，另一面縱向布線，在交叉位置用過孔相連。設(shè)計(jì)時(shí)避免長距離的平行走線，這樣會減小PCB板中導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的干擾，在設(shè)計(jì)時(shí)讓線與線之間保持足夠大的距離，條件允許的情況下，在敏感的信號線之間增加一條接地線，信號線與電源線做到不交叉，這樣會減小電源對信號的影響。
4地線設(shè)計(jì)
地線的設(shè)計(jì)和電源一樣重要，合理安排接地方式和接地點(diǎn)的位置。把不同電氣特性的地分開設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)地線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1）分開設(shè)計(jì)數(shù)字電路和模擬電路，在實(shí)際設(shè)計(jì)PCB板時(shí)往往會有高速邏輯電路和低速的線性電路，盡可能的將它們分開設(shè)計(jì)，邏輯電路應(yīng)該接邏輯地，線性電路應(yīng)該接電源地，必須強(qiáng)制將它們分開接地。電源地線上的電流大，為了減小接地電阻，盡可能的加粗電源的地線。
2）在不影響設(shè)計(jì)器件布局的情況下，地線盡可能的加粗。地線設(shè)計(jì)過細(xì)，地線的電阻會變的很大，地線上的壓降和電流成正比，點(diǎn)與點(diǎn)之間的電位發(fā)生改變。特別是對時(shí)鐘信號影響最大，在對時(shí)鐘周期要求較高的數(shù)字電路中，有可能影響電路的正常工作，電路的抗噪能力差。因此在設(shè)計(jì)PCB板的地線時(shí)應(yīng)加大接地線面積，使它能通過PCB板3倍的允許電流，設(shè)計(jì)的地線應(yīng)大于3mm。
3）設(shè)計(jì)數(shù)字地時(shí)，采用環(huán)形接地。隨著集成電路的廣泛應(yīng)用，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用集成電路，有時(shí)PCB上放置了很多集成芯片，這樣空間有限，地線不能設(shè)計(jì)太粗。如果在它們周圍有能耗高的元件時(shí)，地線上會產(chǎn)生很大的電位差，抗噪聲能力降低。采用環(huán)形接地可以減小接地點(diǎn)的電位差，提高PCB板的抗噪聲能力。
5熱設(shè)計(jì)
元器件在PCB板合理安裝能提高設(shè)計(jì)的散熱能力，其器件在PCB板上的排列要科學(xué)合理，不能過于隨意。
在放置集成芯片時(shí)，當(dāng)電子設(shè)備采用空氣對流散熱時(shí)，在對集成芯片布局時(shí)采用縱向排列，如圖2所示；當(dāng)電子設(shè)備采用強(qiáng)制散熱時(shí)，在對集成芯片布局時(shí)采用橫向排列，如圖3所示。PCB板上的元器件應(yīng)根據(jù)其發(fā)熱的高低和散熱的程度分開排列。冷卻氣流的最上游放置發(fā)熱量小或耐熱性差的器件，冷卻氣流最下游放置發(fā)熱量大或耐熱性好的器件。
大功率器件水平排列時(shí)，將其設(shè)置在PCB板的邊沿，以便縮短傳熱路徑；在垂直排列時(shí)，將其設(shè)置在印制板上方，這樣可以減小其溫度對其它器件的影響。
溫度比較敏感的器件應(yīng)特別注意，器件的溫度對它的電氣性能影響較大，不能把它放置在發(fā)熱器件的上端，如大功率電源器件上。
很多電子設(shè)備都是依靠空氣的自然散熱，采用強(qiáng)制散熱的很少。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分析設(shè)備中氣流流動的路徑，合理的安排器件的位置。PCB板在器件布局時(shí)不要留有較大的空域，這空域會減少空氣的阻力，熱氣流增大，空域附近的元器件溫度比其它地方的器件高，影響器件的穩(wěn)定性。
大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，器件的排列方式影響印刷電路的溫升，規(guī)劃好器件的布局可以降低印刷電路的溫度，降低設(shè)備的故障率。
6小結(jié)
通過優(yōu)化印刷電路板的設(shè)計(jì)規(guī)則，改善了PCB板的可靠性和穩(wěn)定性。但其性能也不同程度取決于具體電路，在設(shè)計(jì)中還需根據(jù)具體電路的功能、設(shè)備的使用環(huán)境等因素來綜合考慮，才能最大程度地保證PCB板的可靠性和穩(wěn)定性。
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