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第1篇：大規模集成電路設計范文

關鍵詞：IP技術 模擬集成電路 流程

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-02

1 模擬集成電路設計的意義

當前以信息技術為代表的高新技術突飛猛進。以信息產業發展水平為主要特征的綜合國力競爭日趨激烈，集成電路（IC，Integrated circuit）作為當今信息時代的核心技術產品，其在國民經濟建設、國防建設以及人類日常生活的重要性已經不言

而喻。

集成電路技術的發展經歷了若干發展階段。20世紀50年代末發展起來的屬小規模集成電路（SSI），集成度僅100個元件；60年展的是中規模集成電路（MSI），集成度為1000個元件；70年代又發展了大規模集成電路，集成度大于1000個元件；70年代末進一步發展了超大規模集成電路（LSI），集成度在105個元件；80年代更進一步發展了特大規模集成電路，集成度比VLSI又提高了一個數量級，達到106個元件以上。這些飛躍主要集中在數字領域。

（1）自然界信號的處理：自然界的產生的信號，至少在宏觀上是模擬量。高品質麥克風接收樂隊聲音時輸出電壓幅值從幾微伏變化到幾百微伏。視頻照相機中的光電池的電流低達每毫秒幾個電子。地震儀傳感器產生的輸出電壓的范圍從地球微小振動時的幾微伏到強烈地震時的幾百毫伏。由于所有這些信號都必須在數字領域進行多方面的處理，所以我們看到，每個這樣的系統都要包含一個模一數轉換器（AD，C）。

（2）數字通信：由于不同系統產生的二進制數據往往要傳輸很長的距離。一個高速的二進制數據流在通過一個很長的電纜后，信號會衰減和失真，為了改善通信質量，系統可以輸入多電平信號，而不是二進制信號。現代通信系統中廣泛采用多電平信號，這樣，在發射器中需要數一模轉換器（DAC）把組合的二進制數據轉換為多電平信號，而在接收器中需要使用模一數轉換器（ADC）以確定所傳輸的電平。

（3）磁盤驅動電子學計算機硬盤中的數據采用磁性原理以二進制形式存儲。然而，當數據被磁頭讀取并轉換為電信號時，為了進一步的處理，信號需要被放大、濾波和數字化。

（4）無線接收器：射頻接收器的天線接收到的信號，其幅度只有幾微伏，而中心頻率達到幾GHz。此外，信號伴隨很大的干擾，因此接收器在放大低電平信號時必須具有極小噪聲、工作在高頻并能抑制大的有害分量。這些都對模擬設計有很大的挑戰性。

（5）傳感器：機械的、電的和光學的傳感器在我們的生活中起著重要的作用。例如，視頻照相機裝有一個光敏二極管陣列，以將像點轉換為電流；超聲系統使用聲音傳感器產生一個與超聲波形幅度成一定比例的電壓。放大、濾波和A/D轉換在這些應用中都是基本的功能。

（6）微處理器和存儲器：大量模擬電路設計專家參與了現代的微處理器和存儲器的設計。許多涉及到大規模芯片內部或不同芯片之間的數據和時鐘的分布和時序的問題要求將高速信號作為模擬波形處理。而且芯片上信號間和電源間互連中的非理想性以及封裝寄生參數要求對模擬電路設計有一個完整的理解。半導體存儲器廣泛使用的高速/讀出放大器0也不可避免地要涉及到許多模擬技術。因此人們經常說高速數字電路設計實際上是模擬電路的

設計。

2 模擬集成電路設計流程概念

在集成電路工藝發展和市場需求的推動下，系統芯片SOC和IP技術越來越成為IC業界廣泛關注的焦點。隨著集成技術的不斷發展和集成度的迅速提高，集成電路芯片的設計工作越來越復雜，因而急需在設計方法和設計工具這兩方面有一個大的變革，這就是人們經常談論的設計革命。各種計算機輔助工具及設計方法學的誕生正是為了適應這樣的要求。

一方面，面市時間的壓力和新的工藝技術的發展允許更高的集成度，使得設計向更高的抽象層次發展，只有這樣才能解決設計復雜度越來越高的問題。數字集成電路的發展證明了這一點：它很快的從基于單元的設計發展到基于模塊、IP和IP復用的

設計。

另一方面，工藝尺寸的縮短使得設計向相反的方向發展：由于物理效應對電路的影響越來越大，這就要求在設計中考慮更低層次的細節問題。器件數目的增多、信號完整性、電子遷移和功耗分析等問題的出現使得設計日益復雜。

3 模擬集成電路設計流程

3.1 模擬集成電路設計系統環境

集成電路的設計由于必須通過計算機輔助完成整個過程，所以對軟件和硬件配置都有較高的要求。

（1）模擬集成電路設計EDA工具種類及其舉例

設計資料庫―Cadence Design Framework11

電路編輯軟件―Text editor/Schematic editor

電路模擬軟件―Spectre，HSPICE，Nanosim

版圖編輯軟件―Cadence virtuoso，Laker

物理驗證軟件―Diva，Dracula，Calibre，Hercules

（2）系統環境

工作站環境；Unix-Based作業系統；由于EDA軟件的運行和數據的保存需要穩定的計算機環境，所以集成電路的設計通常采用Unix-Based的作業系統，如圖1所示的工作站系統。現在的集成電路設計都是團隊協作完成的，甚至工程師們在不同的地點進行遠程協作設計。EDA軟件、工作站系統的資源合理配置和數據庫的有效管理將是集成電路設計得以完成的重要保障。

3.2 模擬集成電路設計流程概述

根據處理信號類型的不同，集成電路一般可以分為數字電路、模擬電路和數模混合集成電路，它們的設計方法和設計流程是不同的，在這部分和以后的章節中我們將著重講述模擬集成電路的設計方法和流程。模擬集成電路設計是一種創造性的過程，它通過電路來實現設計目標，與電路分析剛好相反。電路的分析是一個由電路作為起點去發現其特性的過程。電路的綜合或者設計則是從一套期望的性能參數開始去尋找一個令人滿意的電路，對于一個設計問題，解決方案可能不是唯一的，這樣就給予了設計者去創造的機會。

模擬集成電路設計包括若干個階段，設計模擬集成電路一般的過程。

（l）系統規格定義；（2）電路設計；（3）電路模擬；（4）版圖實現；（5）物理驗證；（6）參數提取后仿真；（7）可靠性分析；（8）芯片制造；（9）測試。

除了制造階段外，設計師應對其余各階段負責。設計流程從一個設計構思開始，明確設計要求和進行綜合設計。為了確認設計的正確性，設計師要應用模擬方法評估電路的性能。

這時可能要根據模擬結果對電路作進一步改進，反復進行綜合和模擬。一旦電路性能的模擬結果能滿足設計要求就進行另一個主要設計工作―電路的幾何描述（版圖設計）。版圖完成并經過物理驗證后需要將布局、布線形成的寄生效應考慮進去再次進行計算機模擬。如果模擬結果也滿足設計要求就可以進行制造了。

3.3 模擬集成電路設計流程分述

（1）系統規格定義

這個階段系統工程師把整個系統和其子系統看成是一個個只有輸入輸出關系的/黑盒子，不僅要對其中每一個進行功能定義，而且還要提出時序、功耗、面積、信噪比等性能參數的范圍要求。

（2）電路設計

根據設計要求，首先要選擇合適的工藝制程；然后合理的構架系統，例如并行的還是串行的，差分的還是單端的；依照架構來決定元件的組合，例如，電流鏡類型還是補償類型；根據交、直流參數決定晶體管工作偏置點和晶體管大小；依環境估計負載形態和負載值。由于模擬集成電路的復雜性和變化的多樣性，目前還沒有EDA廠商能夠提供完全解決模擬集成電路設計自動化的工具，此環節基本上通過手工計算來完成的。

（3）電路模擬

設計工程師必須確認設計是正確的，為此要基于晶體管模型，借助EDA工具進行電路性能的評估，分析。在這個階段要依據電路仿真結果來修改晶體管參數；依制程參數的變異來確定電路工作的區間和限制；驗證環境因素的變化對電路性能的影響；最后還要通過仿真結果指導下一步的版圖實現，例如，版圖對稱性要求，電源線的寬度。

（4）版圖實現

電路的設計及模擬決定電路的組成及相關參數，但并不能直接送往晶圓代工廠進行制作。設計工程師需提供集成電路的物理幾何描述稱為版圖。這個環節就是要把設計的電路轉換為圖形描述格式。模擬集成電路通常是以全定制方法進行手工的版圖設計。在設計過程中需要考慮設計規則、匹配性、噪聲、串擾、寄生效應、防門鎖等對電路性能和可制造性的影響。雖然現在出現了許多高級的全定制輔助設計方法，仍然無法保證手工設計對版圖布局和各種效應的考慮全面性。

（5）物理驗證

版圖的設計是否滿足晶圓代工廠的制造可靠性需求？從電路轉換到版圖是否引入了新的錯誤？物理驗證階段將通過設計規則檢查（DRC，Design Rule Cheek）和版圖網表與電路原理圖的比對（VLS，Layout Versus schematic）解決上述的兩類驗證問題。幾何規則檢查用于保證版圖在工藝上的可實現性。它以給定的設計規則為標準，對最小線寬、最小圖形間距、孔尺寸、柵和源漏區的最小交疊面積等工藝限制進行檢查。版圖網表與電路原理圖的比對用來保證版圖的設計與其電路設計的匹配。VLS工具從版圖中提取包含電氣連接屬性和尺寸大小的電路網表，然后與原理圖得到的網表進行比較，檢查兩者是否一致。

參考文獻

第2篇：大規模集成電路設計范文

本屆IC China展會呈現出 “新、特、多”等特點。

“新”,本屆展會是展示十年來產業發展成果,認真總結產業發展經驗,規劃企業未來的一次重要的產業界聚會。

本屆展會上,作為節能環保、新一代信息技術產業、新能源、新能源汽車等21世紀戰略性新興產業核心和基礎的集成電路產業的企事業單位踴躍參展,半導體分立器件、半導體光電器件、半導體傳感器件等“大半導體產業”相關的一些國內外企業也都在展會上一展風采,成為了一屆名副其實中國國際半導體博覽會。

“特”,為了成功搭建半導體技術溝通、交流的平臺,展會的主辦單位全力以赴做好展會的宣傳組織工作,努力為參展企業提供更好的服務;各地方協會、產業基地和產業聯盟也積極地參加到參展的組織工作中來。深圳、成都、無錫、西安、濟南等產業基地,北京、上海、深圳、廣州、浙江、蘇州等半導體(集成電路)行業協會,封裝測試產業聯盟、沈陽裝備基地等都組團參展,這樣既充分展示地方的產業發展總體狀況,也突出了行業中重點企業發展愿景。使與會者在企業發展、產業生態環境建設、產業鏈打造等各個層面上都會有收益。

“多”,參展企業多,參展企業參展產品種類多。這次參展企業包括:設計企業中的大唐微電子技術有限公司、中國華大集成電路設計集團有限公司、展訊通信(上海)有限公司等近70家左右;制造企業中的中芯國際集成電路制造有限公司、上海華虹NEC電子有限公司、和艦科技(蘇州)有限公司等公司;封裝測試企業中的江蘇長電科技股份有限公司、南通富士通微電子股份有限公司、天水華天科技股份有限公司等企業;專用設備、材料企業中的大連佳峰電子有限公司、格蘭達技術(深圳)有限公司、有研半導體材料股份有限公司、寧波江豐電子材料有限公司等;分立器件有電子科技集團13所、天津中環半導體股份有限公司、晶方半導體科技(蘇州)有限公司等企業。東京精密設備(上海)有限公司、迪斯科科技咨詢(上海)有限公司、蘇州住友電木有限公司等外資企業也報名參展。本屆展會特裝展臺占展覽面積四分之三左右。

另外,展會將中國高校集成電路產學研成果展區與集成電路科普教育體驗區相結合。中國高校集成電路產學研成果展區,不僅為高校提供了一個展示自我的舞臺,同時也為企業與高校之間架起了一座溝通的橋梁。該展示區同時還設立集成電路科普教育體驗區,讓觀眾了解一粒粒沙子到一個個現代化的高科技產品的神奇復雜的演變過程,開啟人們通往集成電路世界的大門,通過人機互動,增強觀眾對集成電路的認識。

IC China 2010高峰論壇、研討會議題圍繞“創新、整合、發展”,主題突出。

主辦方將邀請工信部領導在高峰論壇對集成電路產業的“十二五”規劃(發展戰略)進行解讀。

美國半導體行業協會總裁、中芯國際、愛德萬、東京精密、南車時代電器股份有限公司、新思科技等知名半導體企業高管出席了高峰論壇,作精彩演講。美國半導體行業協會演講內容為美國半導體產業的創新與產業發展;企業嘉賓的演講從全球產業發展與企業發展等方面展示他們企業的成功經驗和產業的發展前景。國家集成電路設計深圳產業化基地周生明主任演講的題目為“創新、方案整合、系統集成――深圳集成電路設計發展啟示”。

精心策劃和安排的7場專題研討會,題目鮮明、熱點突出、內容豐富。

一、“核高基”國家科技重大專項實施專家組承辦的“成長中的中國集成電路設計業:機遇與挑戰”專題研討會,邀請了賽迪顧問、清華大學、重郵信科、杭州中天、中芯國際、山東華芯等業界知名咨詢機構、著名高等學府和重點企業的專家、學者、高管就中國集成電路設計業發展前景、微電子技術發展與綠色經濟、國產嵌入式CPU的發展與服務策略、TD核心芯片發展策略、存儲器產業的初步實踐和思考等產業界發展的前沿重大課題、共同探討中國集成電路設計業的機遇與挑戰。

二、“中國集成電路封測產業鏈技術創新聯盟”2009年在北京成立。這個聯盟涉足我國集成電路封測領域的制造、裝備、材料及相關科研與教學的25家單位。該聯盟以“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項(即“02專項”)中的相關創新課題為技術驅動平臺和紐帶,依托其成員單位的人才、技術和市場資源,推動我國集成電路封測產業鏈關鍵技術進步與重大科技產品的創新。聯盟不僅組織成員及相關單位參加了IC China 2010 的重大專項裝備專區,同時將參加“中國半導體裝備、材料與制造工藝研討會暨第十三屆中國半導體行業集成電路分會、支撐業分會年會、江蘇省半導體行業協會年會”。國家科技重大專項“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”總體組組長、華潤微電子有限公司董事長、有研半導體材料股份有限公司董事長、南通富士通電子股份有限公司總經理及多家企業高管將在研討會上發表精彩演講。

三、半導體分立器件是半導體產業重要的組成部分,發揮著越來越大的作用。新型電力電子器件、模塊和應用,更是業界特別關注的領域,對高效節能、綠色環保起著非常重要的作用。在中國半導體行業協會分立器件分會承辦的“電力電子與低碳經濟”研討會上,江光、蘇州固锝、電子科技集團第55研究所、河北普興、深圳深愛以及成都電子科技大學等單位的高管、專家就新型電力電子器件、綠色高效電源、電源管理集成電路等領域的技術創新成果、應用開發實例、市場發展遠景、產業規劃建議等方面進行充分交流,共圖我國電力電子技術的新發展。

四、“知識產權”狀況是企業競爭力的表現,是創新型國家的重要標志。多年來我國企業在知識產權工作方面取得了很大成績,但進一步加強知識產權管理,推動知識產權資本化運作尚有許多工作要開展。知識產權的資本運作,有利于企業盤活存量資產,實現知識產權資產的價值型管理和優化重組,進而促進資源的科學配置與有效流動,實現資源配置的優化,有力地推動了產業發展。上海硅知識產權交易中心有限公司承辦的“知識產權與資本運作”研討會邀請了國內外投資機構、律師、中介機構等專業人士,從專利交易與資本運作的模式、法律問題、資產評估等不同角度深入探討,以期對國內業界有所幫助。

五、越來越多的IC設計企業已經認識到分銷商的價值,與分銷商合作,節省了產品開發成本和縮短產品入市時間,也能借助分銷商的渠道提高產品知名度和市場份額,實現電路設計企業、分銷商、整機系統廠家三贏局面。由深圳華強與蘇州市集成電路行業協會承辦的“集成電路設計企業與市場分銷商研討會”邀請了蘇州周邊地區的設計企業和國內眾多優秀的分銷商、方案商將齊聚蘇州共同討探未來集成電路市場分銷狀況及市場發展趨勢。并采用圓桌式“一對一”的方式直接讓設計企業與分銷商、方案商面對面交流,有針對性的進行合作交流,有意向合作的設計企業與分銷商在現場進行了意向性預簽約儀式。

第3篇：大規模集成電路設計范文

上海500億元重金“砸”向集成電路產業

上海市副市長周波近期表示，上海市集成電路產業基金總規模為500億元，分為三個基金，政府資金將扮演種子的角色，廣泛吸引社會資金參與。具體來說，就是按“3+1+1”的格局設立三個行業基金。最大規模的是總額300億元的集成電路制造基金，主要用來支持在滬興建新一代超大規模集成電路生產線，并支持光刻機、刻蝕機等核心裝備的國產化。另兩個基金的規模稍小，都是100億元，一個專注于投資集成電路材料產業，另一個用來并購海內外優秀的集成電路設計企業。

周波表示，上海市集成電路產業基金將以“市場主導、政府引導”為原則，根據不同產業特點，政府資金將發揮不同的作用。

根據上海市集成電路行業協會的統計，在上海的集成電路產業中，來自張江高科技園區的企業占據了半壁江山，張江高科技園區也是我國集成電路產業最集中、綜合技術水平最高、產業鏈相對最為完整的產業園區。截至2015年底，協會中來自張江的企業已達170家。上海市集成電路行業協會有關負責人接受《中國經濟周刊》記者采訪時表示，上海集成電路產業基金的設立對張江高科技園區的制造、設計、裝備這三類企業必將是利好。

此外，早在2015年6月，張江高科（600895.SH）公告稱，其全資子公司2億元認繳武岳峰集成電路基金6.67%，成為其有限合伙人。據了解，武岳峰集成電路基金是在上海自貿區內設立的人民幣、美元雙幣股權投資基金，基金設立以后，將鎖定全球范圍內的集成電路產業的優質資源，尋找在美國、歐洲、以色列、日本等國的產業并購目標，同步配合與中國國內集成電路企業的整合;該基金主要以并購方式投資國內外處于高速成長中后期的企業，或者在境外資本市場上被低估的成熟期企業，通過各種方式整合，并選擇合適的資本退出渠道完成退出。

越來越多的跨國公司將總部放在了張江

在各種政策利好影響下，越來越多的跨國公司將總部選擇在了張江區域內。中國內地規模最大、技術最先進的集成電路代工企業――中芯國際集成電路制造有限公司（下稱“中芯國際”），于2015年12月出資成立中芯國際控股有限公司（下稱“中芯控股”）。中芯控股已獲上海市政府認定為跨國公司地區總部，將承擔中芯國際大陸地區總部管理職能。

《中國經濟周刊》記者從張江高科獲悉，該公司全資子公司上海張江集成電路產業區開發有限公司，已與中芯控股簽訂《收購框架協議》，將“張東商務中心”物業1號樓出售給中芯控股，該樓將作為中芯國際的總部辦公大樓。資料顯示，中芯控股法定代表人為中芯國際首席執行官兼執行董事邱慈云，注冊資本5000萬美元，是外國法人獨資的有限責任公司。

公開信息顯示，中芯國際在浦東建有一座300mm晶圓廠和一座200mm超大規模晶圓廠;在北京建有一座300mm超大規模晶圓廠，一座控股的300mm先進制程晶圓廠正在開發中;在天津和深圳各建有一座200mm晶圓廠。中芯國際還在美國、歐洲、日本和中國臺灣設立行銷辦事處，同時在中國香港設立了代表處。中芯國際透露，根據目前計劃，上海總部將統籌國內各公司運營。

中芯國際首席財務官兼戰略規劃執行副總裁高永崗表示：“成立地區總部，是中芯國際戰略發展的需要。中芯國際起步于上海，選擇上海作為地區總部有歷史積淀、地緣優勢、產業布局等方面的綜合考慮。中芯控股將充分發揮總部功能，高效整合企業內外資源，發揮產業集聚應，推動企業以及中國集成電路產業的發展。”

我國地方性集成電路產業“大基金”總額已達1400億元

我國的集成電路產業和世界先進水平仍有較大差距，目前每年進口芯片超過2000億美元。為提高集成電路產業的技術水平，把握產業自，過去兩年，國家對集成電路產業給予了前所未有的重視。2014年6月，國務院頒布了《國家集成電路產業發展推進綱要》，成立國家產業投資基金。這一重大舉措為中國集成電路產業的發展營造了不可多得的良好發展環境。

第4篇：大規模集成電路設計范文

對這一切,硬件三人幫的三位同學盡管是持不同的觀點,但結論基本是一致的:集成是趨勢,也是未來硬件的發展方向,但這并不是唯一需要關注的。

West:要說起來,所有的芯片都有一個學名:(超)大規模集成電路。因為分配的功能不同,所以才劃分出負責接口輸出的(ICH芯片)、控制各種總線的(MCH芯片)、提供運算能力的(CPU)、進行3D加速顯示輸出的(顯卡)。而在整合這一大前提下,越來越多的功能不斷聚集,未來的PC架構顯然會越來越簡單。

Alpha:當然了,整合最高,實際上你可以看到為何在這個時候集成顯卡才首次集成到CPU上(CPU+顯卡核心同處CPU基板上,構造整合,非芯片整合),技術上、結構上、市場需求上,都需要有所改變。記得2008年AMD提出的融聚未來戰略,其意義不也在于整合嗎?自2000年前后第一波整合風潮后,2010年,新一輪的整合又來了。

CT:集成并不一定就意味著低價格,我倒是感興趣它是否真的具備更好的特性,比如說低功耗?據宣稱PCH芯片才10W功耗,比起原來MCH+ICH的30W要低了不少,CPU看起來比上一代酷睿處理器提高了10W左右,但總體功耗卻在下降,從以這一點看集成的作用還是比較明顯的。

主編觀點:

芯片功能的集成是超大規模集成電路設計和制造工藝不斷改進的必然趨勢。下一步,Intel公司將會在片上系統(SOC,System On Chip)方面著重發力。隨之而來的將會是具有目前筆記本電腦同樣性能的手機、電子書和其他智能設備。當然,我們最關心的將會是功耗和碳排放問題。隨著氣候全球變暖的趨勢加劇,我們希望企業在改進工藝的同時,更加關注功耗效能比。

West:不僅如此,新酷睿家族處理器的全新制程工藝,總功耗也因此不斷降低。但是,新上市的酷睿家族處理器價格會比較高,加上配套的芯片組主板,估計CPU+主板的總價要在1500元～2000元左右。說實話對比起來還是偏貴,甚至這會讓人產生一個錯覺:花更多錢買一個節能有限的產品,值得嗎?

Alpha:沒錯,H55、H57所用的PCH芯片價格竟然要高于P55芯片組傳統的MCH+ICH芯片價格之和,再加上新處理器家族缺乏直接競爭對手,價格一時半會難以降低。不過仔細算算,初期投資的成本較之前上漲了約15%～20%,但功耗總體也降低了15%左右,應該說投資/回報比例基本相當。再加上未來必然會降價,到時候就更能體現出節能型CPU的好處了。

第5篇：大規模集成電路設計范文

關鍵詞：集成電路工藝原理；教學內容；教學方法

作者簡介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學院電子科學與技術系，副教授。（上海?200090）

基金項目：本文系上海自然科學基金（B10ZR1412400）、上海市科技創新行動計劃地方院校能力建設項目（10110502200）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）29-0046-01

微電子產業的快速發展急需大量的高質量集成電路人才。優秀的集成電路設計工程師需要具備一定工藝基礎，集成電路工藝設計和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術，以便獲得性能優越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業、電子科學與技術專業和其他相關專業一門重要的專業課程，其主要內容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理，培養學生掌握半導體關鍵工藝方法及其原理，熟悉集成電路芯片制作的工藝流程，并具有一定工藝設計及分析、解決工藝問題的能力。課程的實踐性、技術性很強，需要大量的實踐課程作為補充。但是超大規模集成電路的制造設備價格昂貴，環境條件要求苛刻，運轉與維護費用很大，國內僅有幾所大學擁有供科研、教學用的集成電路工藝線或工藝試驗線，很多高校開設的實驗課程僅為最基本的半導體平面工藝實驗，僅可以實現氧化、擴散、光刻和淀積等單步工藝，而部分學校僅能開設工藝原理理論課程。所以，如何在理論教學的模式下，理論聯系實踐、提高教學質量，通過課程建設和教學改革，改善集成電路工藝原理課程的教學效果是必要的。如何利用多種可能的方法開展工藝實驗的教學、加強對本專業學生科學實驗能力和實際工作能力以及專業素質的培養、提高微電子工藝課程的教學質量，是教師所面臨的緊迫問題。

一、循序漸進，有增有減，科學安排教學內容

1.選擇優秀教材

集成電路的復雜性一直以指數增長的速度不斷增加，同時國內的集成電路工藝技術與發達國家和地區差距較大，故首先考慮選用引進的優秀國外教材。本課程首選教材是國外電子與通信教材系列中美國James D.Plummer著的《硅超大規模集成電路工藝技術—理論、實踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內容豐富、全面介紹了集成電路制造過程中的各工藝步驟；同時技術先進，該書包含了集成電路工藝中一些前沿技術，如用于亞0.125μm工藝的最新技術、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外，該書與其他硅集成電路工藝技術的教科書相比，具有顯著的兩個優點：其一是在書中第一章就介紹了一個完整的工藝過程。在教學過程中，一開始就對整個芯片的全部制造過程進行全面的介紹，有且與學生正確建立有關后續章節中將要討論的各個不同的特定工藝步驟之間的相互聯系；其二是貫穿全書的從實際工藝中提取的“活性”成分及工藝設計模擬實例。這些模擬實例有助于清楚地顯示如氧化層的生長過程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數隨著時間推進的發展變化，有助于學生真正認識和理解各種不同工藝步驟之間極其復雜的相互作用和影響。同時通過對這些模擬工具的學習和使用，有助于理論聯系實際，提高實踐教學效果。因而本教材是一本全面、先進和可讀性強的專業書籍。

2.科學安排教學內容

如前所述，本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力。本課程僅32學時，而教材分11章，共602頁，所以課堂授課內容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內容。對非關鍵工藝，如第1章的半導體器件，如PN二極管、雙極型晶體管等知識已經在前續基礎課程“半導體物理2”和“半導體器件3”中詳細介紹，所以在課堂上不進行講授。另一方面，合理安排教材內容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進入光刻內容，考慮工藝流程的順序進行教學更有利于學生理解，沒有按照教條的章節順序，教學內容改變為按照清洗、氧化、擴散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進行。

另一方面，關注集成電路工藝的最新進展，及時將目前先進、主流的工藝技術融入課程教學中，如在課堂教學中介紹INTEL公司即將投產的采用了22nm工藝的代號為“Ivy Bridge”的處理器等。同時，積極邀請企業工程師或專家開展專題報告，將課程教學和行業工藝技術緊密結合，提高學生的積極性及主動性，提高教學效果。

3.引導自主學習

半導體產業正飛速發展，需要隨時跟蹤集成電路制造工藝的發展動態、技術前沿以及遇到的挑戰，給學生布置若干集成電路工藝發展前沿與技術動態相關的專題，讓學生自行查閱、整理資料，每一專題選派同學在課堂上給大家講解。例如，在第一章講解集成電路工藝發展歷史時，要求同學前往國際半導體產業規劃網站，閱讀最新年份的國際半導體技術發展路線圖，完成如最小特征指標、工作電壓等相關技術指數的整理并作圖說明發展趨勢等。這樣一方面激發了學生的求知欲，另一方面培養學生自我學習提高專業知識的能力。

二、豐富教學手段，進行多樣化、形象化教學

第6篇：大規模集成電路設計范文

【關鍵詞】無線電液控制；盾構管片拼裝機；無線通信技術

無線電液控制技術，結合了電液控制技術和無線通信技術的優點，可以廣泛應用于工程機械等領域，不但提高工程機械的自動化程度和可操作性，還改善了操作人員的工作環境，降低了由于視覺受限制所帶來的誤操作事故。在工程機械如建筑業、采礦業等行業得到了廣泛應用，加快了國家工業化的進程。[1]

一、無線電液控制技術基本原理

無線電液控制技術的基本工作原理：首先，無線電液控制系統將操作者或機器的控制指令進行數字化處理（包括對信號的濾波，A/D轉化等處理），變為易于處理的數字信號；其次，對數字指令信號進行編碼處理；再次，指令信號在經發射系統進行數字調制后，通過發射天線以無線電波的方式傳遞給遠處的接收系統。最后，接收系統通過接收天線把帶控制指令的無線電波接收下來，經過解調和解碼，轉換為控制指令，實現對各種類型閥的進行控制。

由于無線電液控制技術在工程機械領域占有重要地位，它也越來越受到各國的重視，都投入了很多的技術力量和資金進行研究開發。雖然紅外遙控也可以實現電液控制技術的遠程遙控，但是由于紅外遙控存在對工作背景要求高、能耗高、傳輸距離短（一般不會超過10米），且必需在同一直線上，中間不能有任何障礙物以及易受工業熱輻射影響等缺點，使得無線電液控制技術成為當前研究的主要方向。

二、無線電液控制技術的研究現狀及趨勢

（一）無線電液控制技術的研究現狀

最初，遙控電液控制系統都是采用有線遙控方式進行的。早在60年代初期，人們就能利用拖纜遙控裝置來控制液壓機械上的手動、電液多路閥，操作時通過拖纜遙控裝置上的雙向單軸搖桿輸出線性比例信號來控制電液比例多路閥，線控盒搖桿的信號完全能模擬液壓多路閥上手動拉桿的動作。雖然這種方式也可以使操作人員在作業區外對機械設備進行操作控制，但是由于控制信號在電纜線中的衰減，使得遙控的距離有限，同時由于電纜線的存在，影響了操作的靈活性，而且數米長的電纜經常是生產事故中的主要根源。[2]

隨著無線電技術的成熟，把無線電技術引入電液控制系統成為了可能。由于無線電液控制技術是通過無線電波來傳遞控制指令，完全消除了拖纜式遙控裝置所帶來的故障隱患。但是一開始的無線電液控制系統都只能發射簡單的指令，如：打開/關閉等指令。進入70年代后，隨著大規模集成電路及專用微處理器的出現，開發出了可靠性更高的手持式無線遙控系統。后來，隨著數字處理技術的快速發展，無線數字通信技術的日趨成熟，利用數字通信技術的抗干擾能力強、易于對數字信號進行各種處理等等的優點，使得遙控系統的抗干擾性能逐步提高，安全性能大大改善；與此同時，模擬集成電路設計的迅速發展，各種高精度的模擬/數字轉換器（A/D）和數字/模擬轉換器（D/A）的研制成功，并把他們應用到無線電液控制系統中，使得無線電液控制系統不但能夠傳輸開關信號，也能夠傳輸模擬控制量并且對控制指令有較高分辨能力，也就是說，無線電液控制系統不但能夠控制普通的電磁開關閥，而且能夠控制比例閥。

轉貼于

由于無線電液控制技術既有電液控制技術的優點，又有無線技術的優點，因此它有著很廣泛的應用，特別是在工程機械領域中。無線電液控制系統的典型應用場合如工業行車、汽車吊、隨車吊、混凝土泵(臂架)車、盾構掘進機的管片拼裝機等。

80年代初，美國Kraft TeleRobtics和約翰·迪爾等公司，相繼開發出無線遙控系統，并應用于挖掘機中，成功推出遙控挖掘機。其中，比較典型的是約翰·迪爾公司的690CR型遙控挖掘機。

1983年，日本小松制作所研究開發了各種工作裝置的微動控制和復合動作的無線電操縱，并成功改裝PC200－2型液壓挖掘機。

1987年，德國HBC公司研制成功應用于工程機械領域的工業無線電遙控裝置。這種遙控裝置采用了先進的數字化通信技術，傳輸的比例控制信號安全、可靠和實用，并對發射的指令有很高的分辨率；在接收端使用模擬技術可以使執行機構的加速、減速動作與無線電遙控裝置發射器上的動作完全成比例，從而實現對執行機構的無級控制。利用它，結合電液比例伺服驅動機構、液壓比例多路閥和電液比例減壓閥及普通電磁控制開關閥，就可以實現工程機械的無線遙控。德國HBC無線電遙控系統采用的比例輸出信號（0－5V/10V、4－20mA、PWM0－2A）可與多個廠家電液多路閥信號匹配，可模擬手動操作方式達到與液壓控制系統互相間的協調。

與國外對無線電液控制技術的研究應用相比較，國內則相對比較晚，技術相對也落后一些。上海寶山鋼鐵公司于1997年引入HBC無線遙控系統、意大利FABERCOM的比例液壓伺服模塊，對黃河工程機械廠生產的ZY65型履帶式裝載機進行了遙控改造，使其成為一臺遙控裝載機。

（二）無線電液控制技術研究趨勢

隨著數字通信技術和超大規模集成電路的高速發展，把數字通信技術和高性能、高集成度的集成電路應用到無線電液控制技術中，使得無線電液控制器的性能更加完善，可靠性更加高。它們都推動著無線電液控制技術的發展，具體表現在以下幾個方面：（1）超大規模集成電路的飛速發展使無線電液控制器硬件電路的可靠性提高，同時為實現更強大的（下轉第152頁）（上接第193頁）功能提供了可能性；（2）數字通信技術提高了無線電液控制器的性能；（3）糾錯編碼技術提高了無線電液控制器的抗干擾能力。

三、無線電液控制技術在盾構管片拼裝機中的應用

盾構管片拼裝機是一六自由度機械手，由電液比例多路閥控制各個方向執行器動作，實現管片的拼裝。利用無線遙控系統控制電液比例多路閥的先導級就可以控制進入多路閥的流量。采用電液比例技術能提高管片機的拼裝速度，有效地降低工程造價。

四、結語

由于無線電液比例技術具有多方面的優點，在工程機械領域得到了廣泛的應用。將無線遙控技術應用于盾構管片拼裝機系統，將具有重要的工程應用意義。 參考文獻

[1] 鄭貴源.無線遙控裝置在工業控制中的應用[J].機械與電子，1997，(2).

第7篇：大規模集成電路設計范文

關鍵字：摩爾定律；按比例縮小原理；系統級芯片（SOC）；IP核

中圖分類號：C96 文獻標識碼：A

1概述

1.1微電子芯片的發展

微電子芯片技術發展迄今為止經歷了4個階段：小規模集成電路（SSI）、中規模集成電路（MSI）、大規模集成電路（LSI）、超大規模集成電路（VLSI），即將進入第5個階段ELSI。目前，微電子技術已經成為衡量一個國家綜合國力的重要指標。而電子芯片（IC） 則是電子技術的核心部分。

1.2摩爾定律和按比例縮小原理

從1959年問世開始，硅集成電路一直按照摩爾定律在高速發展。所謂摩爾定律：硅集成電路的按照4年為一代，每代的芯片繼承度要翻兩番、工藝線寬大約縮小30%、IC工作速度提高1.5倍。也就是我們通常表述的每個芯片的晶體管數量每18個月會翻一番。

而比例縮小原理是晶體管的橫向線寬每三年縮小三分之一，其縱向結深也隨之按照一定的比例縮小。這個原理指明了晶體管在硅片上增加的技術線路，20多年來一直有人在探索其他的技術方法都沒有獲得成功。

比例縮小原理是摩爾定律的充實和支撐。電子芯片的發展過程一直是按照這個技術路線發展到當前的甚大規模集成電路階段的。

2 系統芯片（SOC）

2.1從IC到SOC

加工技術曾是IC發展的瓶頸。而電子芯片的集成電路發展幾乎完全遵循Moore定律，并且國際范圍內的芯片設計和大量加工都按照比例縮小的技術路線進行。于是，越來越多的功能、甚至是一個完整的系統都能夠被嵌入到單個芯片之中。這樣，以前需要由一塊電路板實現的系統，現在只需要一只單個芯片就可以完成。電子系統設計開始向系統級芯片的方向發展。

2.2 SOC的概念

SOC技術以超深亞微米工藝和知識產權核IP復用技術為支撐，對微電子技術及其應用領域是一種革命性的變革。SOC可提供更好的性能、更低的功耗、更小的印制板（PCB） 空間和更低的成本，是21世紀集成電路（IC）技術應用的主流，SOC技術的研究發展和應用對社會信息化建設有重大意義。

2.3 SOC的優勢

SOC具有以下幾方面的優勢，因而創造其產品價值與市場需求，是微電子芯片進一步發展的必然方向。

降低耗電量

減少體積

增加系統功能

提高速度

節省成本

2.4主要影響SOC的因素

系統級芯片SOC的關鍵技術為IP核，但同時也受到半導體工藝的影響。

3 復用技術

傳統的IC設計流程有構想、設計、驗證和實現四個環節。其中大部分時間花在設計和驗證的環節中。

只有采用復用技術才能較快地完成設計，保證設計成功并得到低價的系統級芯片。復用技術與過去的積木塊設計方法（BBC）類似，但是其規模和范圍比積木塊設計方法更大、更廣。

3.1 IP核的定義

IP核為知識產權模塊，可定義為密封在硬件設計中的可重復利用的軟件。按其功能也可定義為SOC的基本電路功能塊或內核，也稱為系統宏單元，虛擬部件VC或芯核，可由用戶或專用IC公司或獨立公司開發。

IP核分為軟核、硬核和固核。

軟核

軟IP核通常在抽象的、較高層次的功能描述，是對設計的算法級描述或功能級描述。他的特點是靈活性大、可移植性好。但與硬IP相比，可預測性差，設計時間長。

硬核

硬IP核的電路布局及其與特定工藝相聯系的物理版圖是固定的。特點是提供可預測的性能和快速的設計，可以被新設計作為特定的功能模塊直接調用。

固核

固IP核在軟核基礎上開發，是介于硬IP和軟IP之間的IP，是一種可綜合的P并帶時序信息以及布局布線規劃的設計。對SOC的開發而言，固核具有一定的工藝獨立性，由于在設計中考慮了時序等關鍵問題，因此能保證設計源碼的可綜合性和物理實現效率。

3.2 IP核的特征

由于IP核是被除了設計它的IP提供者和IC加工廠商之外的第3方使用，而且往往不止是一個系統開發者使用。因此，IP核必須具有以下特征：

可讀性

這是針對軟核和固核來說的。使用方不能或很少對硬核作進一步的設計優化，一般都直接使用。對固核和軟核，使用者需要對芯核進行進一步的綜合或模擬。因此，必須對調用的芯核的功能、算法等有比較詳細的了解，才可能正確使用和充分發揮芯核的優點。

設計的衍展性和工藝適應性。

芯核是經過精心設計、驗證并且優化的。芯核一經定型就要求其具有一定的應用范圍。即針對不同的設計應用，具有一定的適應性。當芯核被應用到不同的領域時，不需要做重大的修改就能方便地使用。

可測性

芯核必須是經過測試驗證的。但是，當芯核被應用到各個具體的設計中時，除了硬核外，并不是一點改變都沒有。因此，芯核的功能和性能還應該被使用方測試。芯核的設計要求具有可測試性。不僅能對芯核進行單獨的測試，還要在芯核應用到的系統環境中進行測試。

端口定義標準化

由于芯核是為第三方提供的設計，而第三方不是唯一的。這就要求芯核的提供者對設計的端口有一個嚴格的定義，以不引起二義性為目的。

版權保護

芯核設計中必須考慮知識版權的保護問題，保護技術可以在芯核的設計中采用一些加密技術或在工藝實現時加上保密技術。

3.3IP核的開發

上面討論了IP核作為IP提供者和IC加工廠商之外的第3方使用應該具備的特征，而對于IP開發者IP核又應具備以下特點：

（1）高的可預測性

（2）可能達到的最好性能

（3）根據需要可靈活重塑

（4）可接受的成本

3.4重用IP核進行設計

含芯核的系統設計與傳統的系統設計有兩大方面的不同：一是系統的模塊劃分，二是軟硬件協同設計。由于調用了芯核，使模塊的劃分是按芯核及其支持電路為單元進行。而不像過去結構化設計方法那樣完全按照功能劃分模塊。

軟硬件協同設計包括兩方面，協同仿真和協同設計。現在應用得比較多的是協同仿真。因為，軟件的開發依賴于硬件的結構和功能，在硬件沒有完全設計好之前，軟件將很難完全確定。

軟硬件協同仿真，是將一個HDL語言的軟件仿真器和HDL語言的硬件仿真器結合起來對SOC系統進行仿真。HDL語言的軟件仿真器是運行在工作站平臺上。每個時鐘周期或每當有操作發生時通過工作站的接口與硬件仿真平臺比較結果。

基于芯核的軟硬件協同設計，通常是以一個微處理器核作為硬件系統的核心加上存儲單元。需要開發的軟件包括：實時操作系統、任務調度、任務間通信和應用軟件等等。軟硬件協同設計的關鍵是對軟硬件要實現的功能做一個合適的劃分，并在系統設計的復雜度和系統的性能之間達到最好的平衡。

4機遇與挑戰

SOC設計概念的出現給電子系統的設計帶來諸多優點：進一步提高了系統性能、大大縮小了系統尺寸；降低了系統造價、更易于編譯、節能等。SOC設計概念將極大地促進半導體技術向前發展，可以說是一個經濟增長點。

而在SOC設計中大量采用了IP復用技術，縮短了設計的周期。目前，很多廠商例如Lattice、Synopsys等公司都提供了免費的IP核以及設計文檔，在應用領域發展的前景廣闊。在21的集成電路設計中，IP核是必不可少的。

參考文獻

[1]王誠.P275計算機組成原理，清華大學出版社，2002.

[2]徐善鋒，初秀琴等.21世紀微電子芯片設計技術發展方向，西安電子科技大學，登載于《微電子》39卷.

[3]吳洪江，鄭濱. SOC 的現狀與發展，半導體情報.

第8篇：大規模集成電路設計范文

工業和信息化部副部長婁勤儉表示,“星光中國芯工程”是我國國家工程產業化的重大勝利,大大提升了我國信息產業的核心競爭力。

“星光中國芯”系列數字多媒體芯片極大提高了集成電路行業的總體水平,標志著中國IC產業設計水平已開始步入世界先進行列。這是中國芯片設計行業發展歷程上的一個重要里程碑,標志著中國電子信息產業綜合素質正在不斷提高,向真正的核心技術強國邁進。

熠熠星光路

“星光1號”成功后,作為全球第1個音頻視頻同體的圖像處理芯片的“星光2號”被惠普、創新科技等所采用;用于移動通訊視頻傳送的“星光3號”,于2002年成為富士通制造的世界第1個手機控制機器人的視頻處理核心芯片;移動多媒體芯片“星光4號”被全球第1大CDMA網絡運營商美國SPRINT運營系統應用。支持電腦、移動存儲、數碼相機、彩信功能的“星光5號”被中國電信指定為可視通信芯片標準。

“星光”數字多媒體芯片歷經5代技術更新,在全球累計產銷規模在2006年已突破1億枚,占全球計算機圖像輸入芯片60%以上的市場份額;到2008年,“星光移動”手機多媒體芯片國內外累計產銷規模突破1億枚,取得了顯著的經濟效益和社會效益。市場覆蓋歐、美、日、韓、臺等16個國家和地區,產品廣泛用于電腦視頻、視頻攝像、智能監控、彩信手機等多種行業。三星、飛利浦、惠普、羅技、創新科技、富士通、NEC、聯想、波導、同方等國際知名企業都在大批量采用“星光”芯片。

國際知名品牌的青睞,給中星微帶來巨大的直接經濟利益;更重要的是,“星光”芯片借助這些知名品牌在全世界范圍內建立起來的銷售網和影響力,又迅速將自己的影響鋪展和傳播到世界各個角落,從而樹立了自己的強大品牌形象。

2008年12月28日, “星光中國芯工程”十年成果與展望報告會舉辦。 經過十年自主創新,“星光中國芯工程”取得了8大核心技術突破、1500多項國內外專利申請、數億枚芯片的銷售、全球過半的市場占有率、至今無任何知識產權糾紛等一系列重大科技成果和產業化成就,推動了我國電子信息產業從“中國制造”邁向“中國創造”,走出了一條具有中國特色自主創新的新路子。

目前,中星微電子已經成功地將“星光中國芯”系列芯片產品推向了國內外市場,應用于個人電腦、寬帶、移動通訊、信息家電等高速成長的多媒體應用領域。中星微電子堅持自主創新,先后突破七大核心技術,申請了千余項國際和國內專利,徹底結束了中國的“無芯時代”,并榮膺2004年度國家科技進步一等獎。 2005年11月15日,中星微電子在美國納斯達克證券市場成功上市,成為第一家在納斯達克上市的具有自主知識產權的中國芯片設計企業。

技術產業化

鄧中翰認為,公司的使命是不僅要掌握國際先進芯片技術,更要將技術產業化。中星微選取的突破口是數字多媒體芯片這個目前還未有領頭羊的領域。這也使中星微在開發、摸索的過程中逐步明朗。在這過程中,有一思想始終不變,那就是“越是核心技術越要與市場結合,因為它的控制面寬。”

2004年8月,由中星微電子開展的“VMD合作伙伴計劃”在京正式啟動。VMD合作伙伴計劃聯合了移動多媒體產業鏈的上下游環節,對發展我國移動通信產業的多媒體應用市場,打造移動多媒體應用產業鏈將起到重要作用。

2004年10月,中星微電子作為九家發起單位之一,與信產部電信研究院、中國移動、中國聯通、中國電信、中國網通、中國普天、華為、中興共同在京宣告成立移動多媒體技術聯盟(英文全稱Mobile Multimedia Technology Alliance ,簡稱 MMTA)。聯盟的宗旨是整合移動通信多媒體產業鏈條上的各方力量,推動網絡、終端和應用的創新與規范,推動行業研發與產業化。

2004年12月,中星微電子宣布針對移動多媒體應用領域的“星光移動一號”已誕生并投入市場。2006年11月,中星微電子宣布:中星微新款移動多媒體數字處理芯片“星光移動五號”已成功應用于大唐移動3G測試手機終端,并已經在信息產業部指定的首批3G試點城市進行測試。

星光中國芯

北京市副市長茍仲文說:“星光中國芯工程”為國家重大工程項目積累了核心技術、創新人才、管理經驗,獨有的有中國特色的“國家創投模式+硅谷模式”、全員知識產權意識、全球化布局、以市場需求為導向堅持企業創新為主體的創新體制,為中關村打造“全球創新中心”起到了推動作用。

堅持市場導向,打造創新實體。中星微建立了規范化的企業實體,與眾多科研單位和企業成功合作,將超大規模集成電路設計技術應用于PC、手機、安全監控等產業中,共同推動產業發展,形成廣泛、友好的聯盟。通過有效的融資、上市和國際規范化的管理,建立起了具有國際先進水平的超大規模集成電路研發實體。

十年來,中星微成功取得了核心技術的重大突破。對于芯片設計這種高技術行業來說,沒有創新就會受制于人。堅持自主創新,實現了多媒體數據驅動并行計算技術、多核異構低功耗多媒體處理器架構技術等核心技術突破,申請了1500多項國內外技術專利,形成了一個完整的數字多媒體芯片技術體系,開發出擁有中國自主知識產權、具有國際領先水平的“星光”系列數字多媒體芯片,榮獲“國家科技進步一等獎”、“信息產業重大技術發明獎”、“全球半導體設計協會年度獎”。

第9篇：大規模集成電路設計范文

【關鍵詞】數字 FPGA集成 電路驗證

對于數字集成電路而言，其涉及到的工作都是比較復雜的，自身的功能也比較多樣，為了在驗證方面獲得較高的提升，必須在驗證指標、驗證手段上進行優化。對于數字集成電路FPGA驗證而言，其本身就是重要的組成部分，而在參數的驗證和功能的分析方面，都表現出了一定的復雜特點，傳統的模式無法滿足現階段的需求。所以，我們要針對數字集成電路FPGA驗證的特點、目的、要求，完成各項工作的不斷提升。在此，本文主要對數字集成電路FPGA驗證展開討論。

1 FPGA概述

在數字集成電路當中，FPGA所發揮的作用是非常積極的，現如今已經成為了不可或缺的重要組成部分。從應用的角度來分析，FPGA是一種現場編程門陣列，它主要是在可編程器基礎上，進一步發展的產物。可編程器主要包括PAL、GAL、CPLD等等。FPGA在具體的應用過程中，具有較強的針對性，其主要是作為專用集成電路領域的服務，并且自身所代表的是一種半制定的電路。從客觀的角度來分析，FPGA的出現和應用，不僅在很多方面解決了定制電路所表現出的不足，同時又在很大程度上克服了原有的問題，主要是克服了編程器件門電路數有限的缺點。由此可見，數字集成電路在應用FPGA以后，本身所獲得的進步是非常突出的，并且在客觀上和主觀上，均創造了較大的效益，是非常值得肯定的。

2 FPGA器件介紹

隨著數字集成電路的不斷發展，FPGA的應用效果也越來越突出。目前，關于數字集成電路FPGA驗證，業界內展開了大量的討論。對于FPGA驗證而言，需從客觀實際出發。FPGA器件，是驗證數字集成電路的主要工具，因此首先要在該方面做出足夠的努力。在芯片流片之前，對數字集成電路的整體設計，開展有效的FPGA驗證，能夠針對數字集成電路的實際工作情況，進行深入的了解和分析；針對遇到的問題，可以采取有效的方案來解決，避免造成較大的損失。

相對而言，采用FPGA進行驗證的過程中，硬件環境的標準是比較高的。首先，我們在驗證工作之前，必須設計出相應的PCB板，完成相關系統的驗證和構建。其次，在驗證的過程中，必須充分考慮到成本的問題，與芯片的流片費用相比較，FPGA的驗證成本較低，是主流的選擇。第三，數字集成電路FPGA驗證過程中，多數情況是由兩個部分組成的，分別是FPGA和器件。器件主要包括開關、存儲器、LED、轉接頭等等。

數字集成電路FPGA驗證時，需針對不同的電路實施有效的驗證。例如，在實際工作當中，如果是要驗證EPA類型的芯片，必須對成本因素進行充分的考量。建議選擇Spartan3 XC3S1500 FPGA進行驗證處理。選擇該類型的FPGA，原因在于，其芯片為150萬門級，能夠滿足EPA的客觀需求。同時，在FPGA的利用率方面，超過了90%，各方面均取得較好成果。

3 基于FPGA的驗證環境

數字集成電路在目前的發展中，獲得了社會上廣泛的重視，并且在很多方面都表現出了較強的高端性。為了在FPGA驗證方面取得更多的進展，必須針對驗證環境進行深入的分析。本文認為，一個比較完整的驗證方案，其在執行過程中，必須充分的考慮到芯片的實際工作環境，考慮到理想的驗證環境，考慮到二者的具體差別。尤其是在網絡的工作環境方面，其包含很多復雜的數據包，將會對最終的驗證造成不利的影響。例如，我們在開展EPA芯片的驗證工作中，可嘗試使用OVM庫類驗證芯片的基本通信系統、功能，再利用FPGA的輔助驗證，與時鐘進行同步處理，從而選擇合理的驗證方式，針對數字集成電路完成比較全方位的驗證，實現客觀工作的較大進步。

4 關于數字集成電路FPGA驗證的討論

數字集成電路FPGA的驗證工作，在很多方面都表現出了較高的復雜性和較強的技術性，現階段的部分工作雖然得到了較大的進步，但也有一些問題，還沒有進行充分的解決，這對將來的發展，會產生一定的威脅和不良影響。例如，FPGA基于查找表結構，有固定的設計約束和要求，以及定義明確的標準功能，而ASIC基于標準單元和宏單元，按照一般IC設計流程進行設計，并采用標準的工藝線進行流片，在設計時存在的選項以及需要考慮的問題往往比FPGA多很多，所以在將FPGA設計轉化為ASIC設計時，需要考慮如何轉化并了解這些轉化可能帶來的相關風險。

5 總結

本文對數字集成電路FPGA驗證展開討論，從目前的工作來看，FPGA在驗證過程中，表現出的積極效果還是非常值得肯定的，各項工作均未出現惡性循環。今后，應在數字集成電路以及FPGA驗證兩方面，開展深入的研究，健全工作體系的同時，加強操作的簡潔性。

參考文獻

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[3]呂曉春.數字集成電路設計理論研究[J]. 就業與保障，2012，12：32-33.

[4]伍思碩，唐賢健.數字集成電路的應用研究[J].電腦知識與技術，2014，19：4476-4477.

[5]閆露露，王容石子，尹繼武.基于AT89C51的數字集成電路測試儀的設計[J].電子質量，2010，08：7-9.

作者簡介

于維佳 （1982-），男，廣西壯族自治區柳州市人。碩士學位。現為柳州鐵道職業技術學院講師。研究方向為智能檢測與控制技術。

作者單位

1.柳州鐵道職業技術學院 廣西壯族自治區柳州市 545616