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数字集成电路范文1
【关键词】数字电路；实验板；原理；操作
学习数字电路技术都要使用实验箱或实验板来搭建电路，以验证数字电路的功能，使实践和理论相结合。本文所介绍的简易型数字集成电路实验板（实物见图1），具有电路简单、容易制作、操作方便、可靠性高等优点，经教学实践证明，十分适合于职业院校学生或电子技术爱好者学习数字电路技术中使用。
一、实验板电路原理
本实验板由电源电路、8位逻辑电平产生电路、单次脉冲产生电路、数字集成电路安装区、8位逻辑电平指示电路和1位数码管显示电路组成（电路原理图见图2），所有的电路输出和输入接口使用了空心铜铆钉作为电路的连接点，采用在铆钉上焊接导线的方式连接各部分电路元件。
1.电源电路
实验板的电源使用5V/1A开关直流电源作为稳压电源，用直流电源插座接插到实验板，由于开关电源内含有短路保护功能，所以当实验电路出现严重短路时能起到过载保护作用，避免扩大故障。LED9是电源指示灯，C1和C2是电源滤波电容。+5V和GND的电源连接点向其他电路提供5V稳压，其中逻辑电平产生电路、单次脉冲产生电路、逻辑电平指示电路的供电已通过印刷电路板线路连到电源电路，所以不需要另外用导线连接电源连接点。
2.8位逻辑电平产生电路
本电路由八位的拨码开关S1、上拉电阻R1-R8构成和逻辑电平输出连接点X1-X8组成，X1-X8连接点能对其他电路提供高电平和低电平，模拟产生8位的二进制数，当将拨码开关S1的左边第1位开关拨到上方时，连接点X1会输出高电平，反之拨到下方时X1接地输出低电平。
3.单次脉冲产生电路
本电路主要由按钮开关S2和CD4011集成电路IC5组成，IC5中两个与非门组成了RS触发器，当按放一次S2时，能在DQ1输出连接点输出1个无抖动的高电平脉冲，用于计数器实验中，避免需要输入时单个脉时产生多个脉冲串而导致实验出错。
4.数字集成电路安装区
本电路装有4块双列16脚的集成电路插座，分别是IC1-IC4，插座上可安装引脚数量为16脚以下的数字集成电路，每个插座的引脚都已分别连接到铆钉的连接点上，需要连接集成电路引脚时，只需用导线焊到相应的铆钉上。
5.8位逻辑电平指示电路
本电路主要由三极管VT1-VT8和发光二极管LED1-LED8组成，L1-L8为逻辑电平输入连接点。当L1输入低电平时，VT8截止，LED8熄灭指示低电平，当L1输入高电平时，VT8导通，LED8发光指示高电平。
6.1位数码管显示电路
本电路由1位数码管插座、限流电阻R17-R24组成，a、b、c、d、e、f、g连接点分别连接数码管的各字段发光二极管，COM连接点是数码管的公共引脚。数码管安装在插座上，当安装共阳极数码管时，用导线将COM连接点连接到电源的+5V连接点，安装共阴极数码管时连接到电源的GND连接点。
二、实验板的安装制作
1.电路板的制作
本实验板的印刷电路板尺寸为22.5× 14.5CM，学校批量制作可交厂家生产，个人可使用热转印或感光法等技术制作，或用万用电路板分别安装各部分电路，实验时再将各块电路进行拼接实验。
2.安装注意事项
先将所有的空心铆钉焊接到板上，再安装各部分电路的其他元件。发光二极管和电解电容元件体要贴板安装，三极管元件体距离电路板的高度不要超过3mm，以防元件过高使实验板上的元件在中操作和存放过程容易折断。拨码开关需要倒装，数码管的插座使用两条4P排针座。
三、实验板的操作
以74LS00与非门逻辑功能测试实验为例，首先要熟悉74LS00的外形引脚排列，确定测试第1个与非门，在数字集成电路安装区的IC1插座上找到与这个与非门的对应引脚，74LS00只有14只引脚，所以将IC座上的8和9脚不用，把16脚的IC座作为14脚的IC座使用。然后将与非门两个输入端的引脚连接点A1和A2点分别用导线焊接到8位逻辑电平产生电路的K1和K2接点，输出端的引脚接点A3连接到8位逻辑电平指示电路的L1连接点，D16和D7接点连到电源电路的+5V和GND连接点。最后在数字集成电路安装区的IC座上安装上74LS00集成电路，接通电源，拨动拨码开关S1的第1和第2位开关，最后观察逻辑电平指示电路LED8发光二极管的亮和灭完成本实验的功能测试（接线图参考图3）。实验时要注意：因数字集成电路容易受静电击穿，所以应先按实验电路图焊接导线，最后才安装集成电路通电测试。
当进行振荡或单稳态等电路实验时，数字集成电路需要外接电阻、电容、晶体管、晶振等元件，可直接将元件的引脚焊接在铆钉上，进行“棚架式”搭建电路。如果实验的集成电路超过4块时，还可把两块或以上的实验板拼接起来进行复杂的数字电路实验。
四、实验板的优点
1.易于操作，电路可靠性高。本实验板与常用的数字电路实验箱相比面板工作区简单，初学者很快能掌握实验的操作，基本能完成数字电路教材中的实验项目。实验板采用导线焊接在空心铆钉的方式来连接电路，连接可靠，有效解决了其他实验箱板中插座和插头在使用一段时间后常出现接触不良的问题，提高了实验成功率。
2.价格低廉，容易制作。数字电路实验箱体积大和价格高，不便于管理和多配置，本实验板所用材料容易购买，价格低廉，仅需几十元成本，体积小重量轻，每个学生可制作一块实验板，为单人单组实验提供了条件，比过去几个学生一组配一个实验箱的实验效果要好，人人能动手做实验，达到“做中学”。
数字集成电路范文2
关键词：数字；集成电路；构成；系统；测试技术
高新技术的快速发展，带来的是产品质量的提升和成本的降低。对于现阶段的工作而言，测试的具体流程、测试的具体方法，都对产品的质量和成本产生了较大的影响。数字集成电路系统作为现阶段的主流系统，其基本的构成涉及功能的实现，其测试技术的进步涉及产品的质量和生产效率。为此，在分析数字集成电路系统的过程中，需要在不同的模块，投入相应的时间和精力，完成系统的阶段性进步。在此，本文主要对数字集成电路系统的基本构成与测试技术展开讨论。
1数字集成电路系统基本构成
数字集成电路系统在目前的应用是比较广泛的，其在很多方面都具有较大的积极作用。随着时间的推移，现有的数字集成电路系统，集合了过去的很多优点，在多方面均表现出了较大的积极作用。从构成来看，数字集成电路系统主要是将元器件以及连线，有效地集成于同一个半导体的芯片之上，从而完成的数字逻辑电路或者系统。在划分数字集成电路系统的过程中，可根据数字集成电路中，包含的具体门电路、具体的器件数量，划分为小规模的集成电路、中规模的集成电路、大规模的集成电路等。
数字集成电路系统在组成方面主要包括2个内容，分别为组合逻辑和寄存器（触发器）。组合逻辑经过分析后，发现其是由基本门组成的一系列函数，在输出的工作中，仅仅与当前的输入具有密切的关联。倘若表现为组合逻辑，那么在运行的过程中，就只能完成逻辑的运算。在时序电路方面，除了包含基本门之外，还包含存储元件用例，保存过去的信息。因此，时序电路的稳态输出，不仅仅与当前的输入具有密切的关系，同时还与过去的输入所形成的状态具有比较密切的关系。在时序电路方面，其在有效完成逻辑运算的同时，还可以将具体的处理结果进行暂时的存储，以此对下一次的运算提供便利。
2数字集成电路系统测试技术
对于数字集成电路系统而言，其在目前的发展中，除了基本构成不断丰富外，测试技术也在很大程度上取得了提升。目前，数字集成电路系统的测试技术广泛应用于各个领域，不仅获得了较多的数据和资料，同时在多方面实现了数字系统本身的进步。
2.1功能测试
在数字集成电路系统的测试技术当中，功能测试是比较重要的组成部分，其在很多方面都具有较大的积极作用。从客观的角度来分析，功能测试的实施，其目的在于验证电路的设计和使用是否完成了预期的效果。功能测试在开展时，其基本过程如下：（1）从输入端施加若干的激励信号，也就是常说的测试图形。（2）在操作当中，需要按照电路规定的具体频率，有效地施加到被测试的器件当中，这一操作需要仔细进行，避免出现任何形式上的纰漏。（3）要根据两者的相同情况、差异情况等，对具体的数据和信息进行分析，以此来更好地判定电路功能是否达到了正常的状态。
测试图形在应用过程中是检验器件功能的重要途径，获得了业内的高度认可。从理论上来分析，一个比较好的测试图形，本身所具有的特点是非常突出的：（1）测试图形必须具有较高的故障覆盖率，这样才能更好地测试不同类型的故障。（2）测试图形必须具有较短的测试时间。以往的测试花费大量的精力和时间，得到的结果却不精确。因此，针对测试图形的测试时间，要求是比较严格的。（3）测试图形必须针对被测器件的故障、工艺缺陷进行检测，提高被测器件的功能测试准确度。
由此可见，在功能测试过程中，测试电路的具体质量，会与测试矢量的精度具有比较密切的关系。例如，组合电路测试生成算法，其主要包括穷举法、代数法等等。可根据实际的需求，选择合理的方法来完成。
2.2直流参数的测试
数字集成电路系统的测试技术还能够针对较多的重要指标，完成相应的测试工作。直流参数的测试是目前比较关注的问题。从测试技术的角度来分析，直流测试是用来确定器件点参数的稳态，确保器件可以更加稳定的运行。从方法上来分析，直流参数的测试方法比较多样化，目前常用的包括接触测试、漏电电流测试、转换电平测试等。
接触测试在应用过程中，虽然操作比较简单，但需要在细节上有所把握。例如，该测试在具体的应用当中，需要充分的保证测试的接口与器件可以正常的连接。同时，在测量输入和输出方面，应根据管脚保护二极管的具体压降情况，观察连接性是否达到了标准的要求。如果要求未满足，则要重新连接。
漏电测试是一种比较特殊的测试方法，其在应用过程中表现出了很大的优异性。在实际的工作当中，漏电流的出现，主要是由于器件内部和输入管脚之间出现了问题，多数情况下，二者的绝缘氧化膜在生产过程中，表现为特别薄的状态，进而引起了类似短路的情况。最终，导致电流通过，形成漏电流。漏电测试的方法会针对该项参数的具体测试，以此来更好地对器件输入、输出的负载特性进行较好的分析，实现从源头测试。
转换电平测试在目前的应用中，隶属于针对性较强的一类测试方法。转换电平测试在应用当中，会通过反复的运行功能测试的方法，针对导致功能测试失效的临界电压值进行测试和分析，确定转换电平。从技术上来分析，转换电平测试的应用，在很多方面都充分反映了器件抗噪声的能力水平，是一项非常重要的测试技术。
2.3交流参数的测试
数字集成电路系统在现阶段的研究中，获得了很多的积极成果，将成果广泛应用，实现了测试技术的较大提升。交流参数的测试，是数字集成电路系统测试技术的重点表现，其在很多方面都是非常重要的一项指标。
从具体的测试层面来分析，交流参数的测试工作主要是测量器件晶体管转换状态时所表现出的时序关系。执行该项测试的目的在于，确保器件能够在规定的时间内发生正常的状态转换。操作过程中，比较常用的交流测试方法、包括传输延时测试的方法、建立和保持时间测试的方法等。
3测试技术的应用
数字集成电路系统在基本构成获得不断的深化后，测试技术也获得了较大的提升。二者互相辅助造成了良性循环，并且创造出了较大的价值。相对而言，测试技术在获得了深化后，应在具体的应用上作出足够的努力，仅仅在理论上进行研究，并不能创造太多的价值。我国目前对技术的研究是非常重视的，很多工作都达到了较为重要的阶段。数字集成电路系统测试技术作为影响多领域发展的重点技术，必须得到广泛的应用。
例如，现在使用的泰瑞达（Teradyne）公司生产的J750，HILEVEL生产的ETS770。这些都是非常先进的半导体自动测试系统。其中泰瑞达可为半导体电路提供测试解决方案，它拥有模拟、混合信号、存储器及VLSI器件测试所有领域的测试设备。并且该机器是低成本高性能并行测试机，采用windows操作系统，人机界面友好、简单；基于板卡的硬件架构，维护性好；配上MSO，基本能满足SoC的测试需求，有着较高的测试性价比。而HILEVEL生产的ETS770的优点是器件可以通过测试小板很方便地与测试系统相连，并且可以实现对芯片进行快速的逻辑功能验证，测试编程界面全为窗口式，快速简捷，易于掌握。总之，每个测试系统都有各自的硬件配置和程序开发环境，需要测试工程师根据每个测试器件的逻辑结构和电特性制定合理的测试流程，最大限度地发挥每个测试系统的资源优势。
由此可见，数字集成电路系统测试技术在应用层面，表现出了较大的积极作用，总体上创造出的价值是非常值得肯定的。今后，应该在多方面针对数字集成电路系统的基本构成，针对测试技术，开展深入的研究。一方面要不断地健全数字集成电路系统的基本组成，丰富内容；另7y面需健全测试技术体系，从多个方面来提高技术的功能性和可操作性。
数字集成电路范文3
关键词:可编程器件;译码器;数字电路;教学
中图分类号: G642文献标识码:A
引言
数字电路是计算机专业电子技术方面入门性质的基础课程,其任务是使学生获得数字电子技术方面的基础理论、
基本知识和基本技能。通常,数字电路课程的教学是由理论教学、课程实验、课程设计等教学环节构成的。
可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)是一种数字电路,它可以由用户来进行编程和配置,利用它可以解决不同的逻辑设计问题。随着数字集成电路的不断更新和换代,特别是可编程逻辑器件的出现,使得传统的数字系统设计方法发生了根本的改变。可编程逻辑器件的灵活性使得硬件系统设计师在实验室里用一台计算机、一套相应的EDA软件和可编程逻辑芯片就可以完成数字系统设计与生产。
MAX+plus Ⅱ是一种与结构无关的全集成化设计环境,使设计者能对Altera 的各种CPLD系列方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+plusⅡ开发系统具有强大的处理能力和高度的灵活性. 其主要优点:与结构无关、多平台、丰富的设计库、开放的界面、全集成化、支持多种硬件描述语言(HDL)等。
1可编程思想在课堂理论教学中的应用
数字电路课程主要包括逻辑代数、基本门电路、组合和时序逻辑电路、可编程逻辑器件及其编程方法的介绍。传统的教学方法是按顺序讲授,组合和时序逻辑部分都采用独立元器件的思想介绍,可编程逻辑器件部分往往由于课时的缘故不讲授或者只做简要介绍。但是随着电子技术的发展,这种教学思路已经不能很好地体现数字技术的发展方向。所以对数字电路理论教学提出了一些改革思路。
逻辑代数和基本门电路部分还是采用传统的教学方法,在讲授这一部分的同时把可编程逻辑器件及其编程方法这部分内容作为课外作业布置给学生,介绍一些相关的资料供学生课外阅读,并随时检查辅导。在介绍电路设计的时候把可编程逻辑器件部分引入,并作简要介绍,关键是让学生理解可编程思想,知道整个设计的过程即可,不能花大量时间讲述编程语法。如果花过多时间介绍语法,会让学生转移学习的重心,忽略数字电路的基础知识,把数字电路当编程语言课程学习。
随着计算机的广泛应用和教学条件的改善,多媒体课件在一定程度上提高了教学效果,可以用Flash等软件制作电路的应用和工作情况,但因为工作情况非常多,所以制作课件非常麻烦,而且因为不能随时调整,学生感觉不够真实。在课堂教学过程中利用多媒体教学环境,采用MAX + plus II软件进行实际操作演示,MAX + plus II输入修改方便,仿真结果直观具体,能够增强学生对学习内容的感性认识,激发学习兴趣,提高课堂教学质量。
以2-4译码器部分为例来说明MAX+plus II在数字电路教学中的应用情况。对于译码器的定义及其译码的理解,其实刚好是硬件描述语言VHDL的行为描述方法,所以我们可以用VHDL语言把2-4译码器描述出来作为MAX+plusⅡ的输入。描述的程序如下:
entity HCT139 is
port(A2, B2, G2BAR, A1, B1, G1BAR : in std_logic;
Y20, Y21, Y22, Y23, Y10, Y11, Y12, Y13 : out std_logic);
end HCT139;
architecture VER1 of HCT139 is
begin
Y10
Y11
Y12
Y13
Y20
Y21
Y22
Y23
end VER1
写程序的过程其实就是对译码器的逻辑的理解过程,那这个程序到底能否完成我们需要的译码功能呢?可以用 MAX+plus II软件的仿真功能,让学生很清楚地观察到在控制信号的作用下译码器的实际工作情况。仿真波形如图1所示。
随着数字电子技术的发展以及可编程逻辑器件的广泛使用,中规模的集成电路的应用逐渐减少,但是对于中规模集成电路的思想以及功能还是要做介绍。对于中规模集成电路的讲授可以结合MAX + plus II的原理图输入方法。MAX + plus II的元件库里有常见的中规模集成电路,并且我们可以利用MAX + plus II软件的仿真功能,观察到各种中规模集成电路的工作情况。例如2-4译码器74139如图2所示。
课堂教学中,很多内容都可以利用MAX + plus II软件直观地演示出来,比如中规模集成电路的功能和使用、异步二进制计数器的工作、移位寄存器的移位操作等等,这些演示可以使学生感性地理解电路的特性,对理解这些知识起到了很好的辅助作用。如果教师对EDA技术熟悉,演示这些实例并不需要花费太多时间。
2基于可编程逻辑器件的实验教学
实验作为学习该课程的一个重要环节,对巩固课堂教学内容、提高学生的动手能力都具有重要的作用。
在传统的数字电路实验教学中,一般采用学生动手搭接各种电路的方法。这种方法对于锻炼学生的动手能力比较好,实际搭接线路体会更深刻,但是这种方法也有很多不足之处:由于在实验操作过程中的疏忽,很容易造成电路短路、损坏TTL芯片。教学实验中,要经常更换芯片,增加了原件的损耗;当电路复杂时,检查芯片好坏或搭接线错误是一项非常繁杂的工作,容易让学生产生厌烦感。随着计算机电路仿真及大规模集成电路的发展,传统的实验方法得到了改进,引入可编程逻辑器件及其对应的EDA技术,可以增强实验过程的灵活性,提高学生学习积极性。
基于可编程逻辑器件的实验平台在参考文献[3]做了介绍。继续选用在理论教学中采用的演示软件MAX + plus II作为实验软件,它使用简单,不需要花费太多学时讲授软件的使用。因为原理图的输入方法更简单直观,建议采用原理图的输入方法进行实验。在学生掌握原理图输入方法之前,老师可以先做好一些实验模块,让学生直接下载这些模块到实验平台进行测试,边测试边学习建立实验模块的方法。用MAX + plus II仿真数字电路实验具有很大的灵活性,掌握得比较好的学生不仅可以按照教师设计的实验模块完成实验,还可以在掌握了设计方法后,利用理论知识自行设计一些实验模块。这样会激发学生的学习兴趣,从而进一步提高了学生的综合素质和创新能力。
3基于可编程逻辑器件的课程设计
数字电子技术课程设计是实践性课程,同“数字电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系,起着相辅相成的作用,也是在“数字电子技术实验”课的基础上,进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程,培养和启发学生的创造性思维,进一步理解数字系统的概念,掌握小型数字系统的设计方法,掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。传统的使用中小规模集成电路的方法,由于设计小型数字电子系统需要多种元件,每年的课程设计往往受元器件的限制,给的设计题目只有几个,容易出现雷同,常见的一些设计在网络上都可以找到现成的设计电路图。
将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以灵活给定各种类型的设计题目,不受元器件的限制。即使一样的设计题目,实现的方法也可以多样化,可以采用原理图的输入方法,也可以采用硬件描述语言的输入方法来实现。同时将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以直接在实验平台上实现,不需要专门的课程设计平台,从而节省了课程设计的成本,又由于采用了数字电子技术发展的前沿技术,让学生能了解数字电子技术的发展,真正培养学生对数字电子技术的学习兴趣。课程设计的题目难度也容易控制,可以分开档次。
例如“拔河游戏机”的设计,拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行,开机后只有中间一个发亮,以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点就会向谁的方向移动,每按一次,亮点移动一次。移到任一方终端二极管发亮,这一方就得胜,此时双方按键均无作用,输出保持,只有经复位后才使亮点恢复到中心线;显示器显示胜者的盘数。对于这样的一个设计题目安排三个人一组,来讨论总体实现思路,但是具体的实现方式不能一样,其中一个人要求用中小规模的集成电路来实现,两个人用可编程逻辑器件实现,但是分别采用硬件描述语言和原理图的输入方法来实现。
开始安排题目的时候,选择用中小规模集成电路实现的人自信比较足,因为学生对中规模集成器件相对熟悉些,其他两人因为对可编程器件不是很熟悉,觉得有点难。但是等完成这个设计题目后,叫苦的反而变成采用中小规模集成电路实现的人。另外两人对自己的设计思想是否正确早通过仿真知道了,连线也只有输入和输出,不用反复检查线路是否接触好。随时可以修改,修改完了只需用重新下载程序即可。经过这样的对比实践,学生对数字电路的设计有了更深刻的认识,既掌握了数字电路的传统设计方法,又初步理解了最新的数字电路设计方法。
4结语
CPLD和FPGA器件在集成度、功能和性能方面已经能够满足大多数场合的使用要求。用CPLD、FPGA等大规模可编程逻辑器件取代传统的标准集成电路、接口电路和专用集成电路已成为技术发展的必然趋势。把可编程思想引入到数字电路课程的教学当中,利用计算机和仿真软件对数字电路进行模拟、仿真,会显著地提升数字电路的教学效果,让学生能够紧跟市场和技术的前沿。
Teaching of Digital Circuit Based on Programmable Thinking of Hardware
LIU Cai-hong, JI Jin-shui
(Computer Science and Information Engineering College, Northwest Minorities University,Lanzhou 730030, China)
数字集成电路范文4
集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。
二、针对企业要求的版图设计教学规划
1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。
三、教学实现
数字集成电路范文5
>> “射频集成电路设计”课程教学改革初探 应用于相控阵收发组件的射频微波集成电路设计探讨 纳米尺度互连线寄生参数的仿真及应用于CMOS射频集成电路设计 模拟集成电路设计教学探讨 《集成电路设计》课程教学改革与探索 集成电路设计本科教学改革探索 集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 集成电路设计与集成系统专业CDIO培养模式的研究与实践 集成电路设计专业课程体系改革与实践 《数字集成电路设计原理》课程教学探索 集成电路设计作为专业核心课程设置的探讨 集成电路设计方法及IP设计技术的探讨 集成电路设计的本科教学现状及探索 模拟集成电路设计教学方法探讨 《专用集成电路设计》教学方法初探 结合集成电路设计大赛谈创新能力的培养 同步数字集成电路设计中的时钟偏移分析 《2012中国集成电路设计业发展报告》的统计及结论 模拟集成电路设计的自动化综合流程研究 以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究 常见问题解答 当前所在位置：l.
[3]http：//.cn/Info/html/n14730_1.htm.
[4]http：///info/20121026/227691.shtml.
[5]冯卫东.美科学家证实电路世界第四种基本元件存在[N/OL].科技日报，2008-05-06.
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[9]王立华.虚拟网络分析仪在射频电路设计中的应用[J].电子测量技术，2012，（4）.
收稿日期：2013-09-10
数字集成电路范文6
【关键词】数字电路设计；常见问题；注意事项
近年来，科学技术的突飞猛进引发了很多行业深刻的变革和翻天覆地的变化，数字信息行业在很多方面都处在科学技术发展的前端，其中显而易见的是数字电子科学技术，在科学大发展大繁荣的浪潮中，数字电子科学技术得到狂飙式的发展，当前毫无疑问已经成为了发展最快和影响力最大的学科之一。数字逻辑器件从20世纪60年代以小规模集成电路为主发展到前的中、大规模集成电路，甚至是超大规模的集成电路。数字逻辑器件的不断发展和应用更新，势必会推动着整个数字电路的继续前进。
1.数字电路的噪讯干扰处理
在数字电路中我们会经常采用布尔代数的数学方法，用来描述事件之间相互的逻辑关系。和一般普通代数层面中的变量不一样，逻辑变量则是用来描述逻辑关系中的二值变量， 即用1和0这两个值来表示对立的逻辑状态。数字电路依照0和1的稳定情况来作为运算基础，所以这其中就会存在噪讯界限。相对于模拟电路而言，数字电路有着非常强大的噪讯。数字电路中，数字信号因为与电流变化中磁数变化的诱导电压的影响，电流变化就会在某个地方形成了噪讯的产生地，这又与电路长度、回路的面积息息相关。数字信号转变时会带来过渡性的电路，进而带动导体产生噪讯电压，再加上噪讯电流的流动会容易造成数字电路的误动作。电路的阻抗越高受到外部噪讯干扰就越容易，对抗噪讯的干扰除了控制噪讯电压以外，还应该加大结合阻抗，同时减少输入阻抗。数字IC中如果空端子表现出open的状态就会使阻抗变高，这进而又会导致数字电路极容易受到噪讯的误动作干扰。所以，数字IC的空端子需要连接电阻与电源。多层板信号线的阻抗，因为导线系设在背景的表面上，所以也可以减低阻抗的效果。
2.数字技术与模拟技术的融合
因为LSI和IC本身的高速化，为了能够使机器能够同时达到正常运行的目标，所以这就难免会使得技术的竞争越来越激烈。尽管系统构成的电路不一定有clock的设计，但是毋庸置疑的是系统是否可靠必须要考量到选用电子组件、电路设计和成本、封装技术、防止噪讯产生、防止噪讯外漏等综合因素上。数字或模拟电路的极其小型化、多功能化、高速化会使得小功率信号与大功率信号、低输出阻抗与高输出阻抗、小电流与大电流等问题常常会在同一个密封密度的电路板中出现，设计人员置身于这样的环境就将面对如此高难度和富有设计思维的挑战。比如，十分稳定的电路和吵杂的电路相依时，一旦没有把噪讯侵入到十分稳定的电路对策看做成设计的重点，那么事后尽管进行很多次设计也将难免会陷入无解的局面。又如， 假设将小型的模拟信号增幅后， 利用10bitA/D的数字转换器转换成数字信号，但是就因为分割辐宽是4.9mV，但是要把该电压的level正确的读取出来就不会是一件容易的事情，很多事情就会使得超过10bit的A/D转换器陷入了不能正常顺利运行的困境。
3.数字集成电路的选择
基本门电路是由简单的分离元件构成，虽然设计起来比较容易简单，但是运行和反映的速度很多时候相对较慢，负载承受的能力也较差，电气的性能也有待进一步提高。目前使用得最为广泛则是数字集成电路。其优点是：体积较分立元件设备小几百倍，抗干扰能力强，故障率和功耗率都很低，输出电阻低，输出特性好，稳定性强。数字集成电路中又以是CMOS和TTL系列电路这两种为主。COMS系列器件的工作电压在3～18V之间，TTL系列的工作电压是5V，所以CMOS电路的工作范围相对较广，其噪声的容限也较大， 所需要消耗的功率相对较低。尽管CMOS的电路输入端进行了保护电路的设置，但是因为限流电阻的尺寸有限和保护二极管，这就会难免使得其承受的脉冲功率和静电电压受到限制。CMOS电路在运输、组装和调试中因为不可避免的会接触到静电和高压的物件，所以要保护好输入的静电。此外，CMOS还会产生电路锁定效应，为了安全和方便的使用，人们一直在致力于从设计和制造上排除锁定效应的研究。因为，集成电路的要求都比较高，需要先进行芯片的设计和程序的编制，但是更多的时候在使用现成数字电路中进行了简单的分析，这是非常不够的。专用的集成电路是一种新型的逻辑器件，因为其具有灵活性和通用性的特点，所以成为了对数字系统进行设计和研制的首选器件。总的来说，数字电路在今后的发展中还有广阔的空间，但是其基础知识不会发生改变，如何进行进一步的改进，这就迫切需要新型的数字人才去发现并改进当中不大完善的地方，完善和弥补电路中的每一个缺点和不足，使得当中各个部分和环节都能发挥最大的作用。
4.数字电路系统设计
数字电路设计是从原理方案出发，把整个系统按照一定的标准和要求划分成若干个单元电路，将各个单元电路间的连接方式和时序关系确定下来，在这个前提下进行数字电路系统的实验，最终完成总体电路。数字系统结构由时基电路、控制电路、子系统、输出电路、输入电路五部分构成，当中数字系统的核心是控制系统。数字电路系统的设计有分析系统要求、设计子系统、系统组装和系统安装调试等步骤组成。数字电路系统的设计也不是一次两次就能完成，需要设计人员进行反复的调试和探究，通过自上而下的设计方法和自下而上的设计方法进行数字系统的设计， 依托RTL传输语言等常用工具完成。数字电路系统设计包含了很多问题，比如，电路的简化可能会使得电路性能降低，但是电路性能指标提升难免会以牺牲电路简化为条件。所以，数字电路系统的设计过程有很多因素需要考虑和兼顾。
5.数字电路的抗干扰措施
在利用TTL或CMOS这两种逻辑门电路作为具体的对象进行设计时，还需要注意到下面几个问题。
5.1多余端的处理
数字集成逻辑门电路在正常的使用时是不允许多余端悬空的，不然就极有可能十分容易的把干扰信号引入到数字电路中。所以，在数字电路的设计中，针对多余端的处理，我们则是按照不改变数字电路的正常工作状态以及确保其性能稳定和可靠为基本原则。
5.2去耦合滤波器
数字电路一般都是由多数片逻辑门电路组成，他们供电则来自于公共的直流电源。所以，这种电源并不是很理想的，很多时候是依靠整流稳压的电路进行供电，所以也会存在一定程度的内阻抗。数字电路正在处于运行时， 就会产生很大的尖峰电流或者是脉冲电流，这些电流流经到电路的公共内阻抗时，必然相互间会产生一定的影响，情况严重时会使得数字电路的逻辑功能发生混乱，甚至是陷入崩溃状态。所以数字电路在设计中针对这一情况的处理办法一般都会使用耦合滤波器去应对，常常会使用10-100μF范围之内的大电容器和直流电源再联合去滤除多余的频率成分。值得注意的是，还需要将每一集成芯片的电源与地之间接一个0.1μF的电容器，用来滤除掉开关带来的噪声干扰。
5.3接地和安装防范
科学的接地和安装工艺是数字电路设计中比较有效的措施。在实际操作中，可以把信号地和电源地分开出来，将信号地集中到一点，再把这两者用最短的导线相互连接起来，用来避免大电流流向其他器件的输入端，进而导致系统的逻辑功能失效。如果电路设计中同时有（下转第206页）（上接第75页）数字和模拟这两种器件，也需要将它们分开，再选择一个符合条件的共同点接地，皆宜消除相互之间的影响。当然也可以设计出数字和模拟两块电路板， 分别给他们配上直流电源，再把两者合适的连接起来。在电路板的设计和安装中，也必须要注意尽量将连线缩短，这就能很大程度的减少接线电容带来的寄生振荡。
