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集成电路的设计范文1
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
集成电路的设计范文2
【关键词】集成电路设计产业 发展作用 发展趋势
1 中国集成电路设计产业的发展历程
集成电路又称IC（Integrated Circuit），自从1958年第一块集成电路诞生后得到了快速的发展。在整体机中，集成电路在计算机中的应用最为广泛，紧接着是通讯行业，然后是电子消费类行业。集成电路按结构分类可以分为单片集成电路和混合集成电路两大类。20世纪初世界上第一个电子管面世。到20世纪60年代我国的第一块集成电路研制成功，比世界上第一块集成电路晚了七年的时间。而且在这期间双极型和MOS型电路的出现催生了集成电路产业的形成。20世纪90年代PC成为IC技术和市场发展的主要推动力。到了21世纪，智能终端和汽车电子将成为IC技术和市场发展的新的推动力。
2 中国集成电路设计产业发展的作用
现代社会的数字化、网络化和信息化的速度越来越快，集成电路设计产业在对于一个国家经济的发展、国防的建设、信息安全的维护以及综合国力的提高都有重要作用。下面笔者从中国集成电路产业发展对国民经济和国防安全两个方面的重要作用进行简单的分析。
2.1 有助于加快国民经济的发展
集成电路设计产业对国民经济的提高首先体现在计算机方面。从第一台计算机的发明到现在电脑的全面普及不得不说得益于芯片集成度的提高，当然，它与集成电路设计产业的快速发展有着密切的联系。其次是对通信领域的促进。现在智能手机的普及各种支付软件的使用等都极大地方便了人们的生活，拉近了人们之间的距离。同时也推动了社会的快速发展。最后是对消费类电子领域的促进。人们从最早的黑白电视到现在的彩色电视，数字电视和计算机的普遍应用都可以看出集成电路设计产业促进了传统产业的更新换代，促进了世界的进步。对加快国民经济的发展具有重大意义。
2.2 有益于加强国防安全的建设
计算机既是集成电路的核心也是国家和国民信息的载体。目前，微电子技术在计算机、通讯设备、导航设备、电子对抗设备等军用设备中已经得到广泛的应用。这也使得微子技术的成熟水平和发展规模成为衡量一个国家军事能力和综合国力的重要标志。现代战争不再是单纯武力的较量，更多的是科学技术之间的抗衡。微电子技术使人们摆脱了一些超重超大的武器装备。所以微电子技术的使用大大提高了单兵的作战能力。微电子技术促进了装备的轻便化、提高了军队的隐蔽性，能大大增强部队和武器装备的作战能力。二是提高了武器的打击精准度。三是增强了国家和国民的信息安全性。
3 中国集成电路设计产业的发展趋势
在政策支持和市场需求的带动下，去年中国集成电路设计产业的发展呈现平稳快速发展的态势。中国集成电路设计产业在面临新的发展机遇和挑战以及新的发展重点和发展前景时又会表现出什么样的发展趋势呢？下面是笔者提出的几点看法。
3.1 中国集成电路设计产业将达到世界主流水平
在2015年，中国集成电路设计产业在很多技术领域取得了巨大的成功。例如运用16纳米FinFETplus技术的SoC芯片的设计技术的成功；28纳米多晶硅生产工艺的成熟；4G芯片在中国市场爆炸性的增长；2015年28纳米制程芯片在中芯国际的大规模生产；在2016年，中国在14纳米级以下工艺和存储器等多个方面实现突破性的进展。这些都预示着中国的集成电路设计产业会在2017年再创新佳绩。并且中国的集成电路设计产业将有望达到世界主流水平。
3.2 中国集成电路设计产业将面临更大的挑战
由于中国集成电路设计与市场需求的变化不协调，致使中国的集成电路产业难以进入整机领域中的高端市场。首先，国内移动智能终端产品形态趋于多样化发展，这就要求集成电路在产品功能和技术参数方面不断创造创新，而我国的智能终端用高端芯片领域的竞争力还不够强。其次，我国集成电路市场约占全球总市场的57%，虽然是全球最大的集成电路市场，但是中国在市场中的权威性还很低。需求量大的CPU、存储器等市场还是由国外企业多垄断，这一现象对于芯片的国有化目标产生了很大的阻碍。所以国内的集成电路设计产业将面临更大的挑战。最后是集成电路领域的企业并购现象的加剧，使国内的竞争格局面临重塑，国内企业的竞争压力也将持续增加。
3.3 智能终端和汽车电子将仍是中国集成电路产业发展的主要推动力
在云计算和大数据技术的推动下，高科技走进了人们的日常生活中。能源管理、城市安全、远端医疗、智慧家庭和智慧交通等的发展对中国集成电子领域的需求不断加大。低耗能和小尺寸的芯片技术在智能手机和智能家电中的广泛使用也加大了对集成电子技术的要求。随着国内企业芯片技术的提升，国外芯片技术垄断中国芯片市场的现象将被打破。另外在2015年汽车电子的复合增长率超过了10%。由此可以看出中国的集成电路设计产业发展的主要推动力仍将是智能终端和汽车电子。
4 结语
集成电路设计产业的发展对于增强国防实力、发展经济和提高人们生活水平和生活质量有着密切的联系。只有拥有高端的技术工艺，在国际中拥有重要的话语权才是综合国力增强的主要表现。集成电路的发展仍向着高频、高速、高度集成、低耗能、尺寸小、寿命长等方向展开。在21世纪，集成电路产业的发展仍是我国科技发展的重中之重也是信息技术发展的必然结果。在面临大的机遇和严峻挑战的同时，中国集成电路设计产业的发展必须保持稳中求进，积极研发高端技术上来。发展自身的长处，积极弥补自身的短板达到平衡发展。
参考文献：
[1]于宗光，黄伟.中国集成电路设计产业的发展趋势[J].2014.
集成电路的设计范文3
关键词：CDIO；高职教育；集成电路版图设计；课程开发
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）04-0090-02
CDIO是基于项目学习的一种模式，是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate），它以工程项目生命周期为载体，培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院（MIT）和瑞典皇家工学院等发起，现已运用到几十个大学的众多专业，并获得产业界认可。
高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性
高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育，是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练，因此，职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。
我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”，到后来的“实用型人才”，再到现在提出的“高技能人才”，多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型，与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才，工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务，工作场合和岗位是基层第一线。
苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要，我们的目标；学生的需求，我们的追求”。近些年，我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索，协助毕业生提高就业信心，实现优质就业，传统教育下的毕业生上岗适应慢，沟通能力差，动手能力弱，缺乏团队合作经验，缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱，频繁“跳槽”等，而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行，而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导，CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。
应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程
（一）《集成电路版图设计》的课程理念与思路
《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程，针对课程特点，课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发，从培养学生学习兴趣入手，在传授知识过程中重视能力培养，强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是：
全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际，注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性，理论知识的选择以“必需，够用”为原则。教学实践表明，案例教学使教学内容直观、具体、形象，易于接受，也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系，有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移，从而有力促进了学生职业能力的发展。
全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式，在教学中设计了8个学习情境，每个情境都以相应的工业案例为主线，按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课，使学员在学中做、做中学，以提高IC版图设计技能训练的水平。同时，通过情境式教学，学生的学习兴趣和参与度大大提高，不仅培养了团队合作精神和沟通能力，还培养了学生的组织协调能力。
小班互动式教学 为达到更好的教学效果，本课程采用24人小班制教学，全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲，后练”、“边讲，边练”、“先练，后讲”等方法，从第一次课开始就设置实训操作内容，调动学生的主观能动性，增加师生互动性。
企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式，安排学生到专业设计公司进行实训，扩展学生的知识面和工程认识，同时，提高学生对项目整个流程的认知，提高学生的抗压力，对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。
（二）《集成电路版图设计》之课程标准
《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。
专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块：基础模块（系统操作部分）、应用模块（软件使用部分）、 基本技能训练模块（基本单元的版图设计）、技能提升模块（整体布局与项目掌控）等4个模块包含了8个情境。具体内容包括：Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等，每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会，同时，也可激发自主学习的能动性和积极性。
个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成，用企业对员工的标准来要求学生进行实训，采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式，为学生今后在企业的发展奠定基础。
团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力，而常常被教育者和学生所忽视，因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效，而实际工作中“独自作战”的时代过去了，取而代之的是团队合作，绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成，所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中，我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性，并在实训过程中从点滴做起，让学生具有团队合作的意识，如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。
《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务，如表1所示。
（三）《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施
我们在CDIO教学大纲的指导下，对《集成电路版图设计》课程进行设计如下：本课程以源于企业真实的项目（如design rule简表整理，见表2）为载体，将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计，形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学，快乐教学、快乐学习，引导学生主动学、能做事、会做人。
本课程特色 （1）双语教学，强化应用，适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义，用两种语言进行教学，学生采用两种语言进行作业，从而强化专业词汇的学习，为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。（2）按企业标准建设，内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站，建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络，安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。（3）企业项目实训。以企业的研发项目（Reverse、design rule简表整理；DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等）为载体，在真实的环境（按照企业标准进行实训室配置）下，完成生产性实训任务，完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景，学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。（4）综合全面的评价体系。理论与实践评价结合，技能训练与表达训练结合，校内教师评价与企业评价结合，学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试（按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题）。（5）增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验，并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时，实行岗位轮换，使教师熟悉专业核心技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径，促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师，还是培训师和项目工程师，促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛，掌握行业的发展动向和需求，客观评价教师的技能水平。
课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏，不单是从学生的考核成绩上来评价，还在学院内设立了专门的教学监管体系，督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评，这是对我们课程质量最客观的评价。
课程评估
（一）基本达到预期目的
经过多年的教学实践，CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效，不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性，参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书，通过对2008届、2009界毕业生就业调查，我院微电子类专业的毕业生，被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用，就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快，适应能力强，担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右，不少学生已升任工程师助理及工程师。
（二）改进方向和途径
配合微电子专业建设，进行课程教学改革，使我们培养出来的学生全方位发展，符合企业的需求，不是单搞课程的开发，而是要建立起贯通的课程体系，从研发到制造，把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去，不能机械地照搬照抄；要针对学生的实际水平和教学内容，提供知识供学生学习。要加强与企业的合作，紧随行业技术的更新步伐，及时更新案例项目。
CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的，许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例，利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发，对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。
参考文献：
[1]顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]张云霞.高等职业教育人才培养模式改革取向[J].职业技术教育，2008，（19）：20-22.
[3]戴勇.创新高职人才培养模式应关注三个层面的改革[J].中国高教研究，2007，（2）.
集成电路的设计范文4
关键词：相控阵收发组件；射频微波；集成电路设计；GaN工艺；高技术装备 文献标识码：A
中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2016）35-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.005
当前，微波单片集成电路已经在各类高技术装备中得到了广泛的应用，例如电子战系统、战术导弹、通信系统等。电路系统作为相控阵雷达的基础，电路组件的各个指标均会对雷达技术的发展造成影响，性能指标也影响着雷达的技术标准，体积和重量对雷达的成本、稳定性和小型化以及应用前景也有比较大的影响。而基于微波集成电路的设计可以有效降低雷达的重量、缩小雷达的体积、提高雷达的稳定性。
1 相控阵收发组件中应用射频微波集成电路的意义
1.1 射频损耗比较低，接收或者是发射的效率比较高
原来就有收发组件的可以直接连接天线，也可以直接做到天线上，从而使接收或者是发射信号的频率损耗得到有效控制。一般情况下，射频损耗要比无源相控小6～10dB，也就是灵敏度被提升了6～10dB，因此，在同样的发射功率下，雷达的最大探测距离会被提升70%左右。
1.2 提升了雷达分辨率
一般情况下，有源相控阵的信号带宽能够达到载波信号的1/5，而无源相控阵信号带宽的最大值仅为1/10左右，这就可以发现，有源相控阵雷达比无源相控阵雷达的频率高出很多。信号带宽增加以后，会给敌方跟踪造成严重的干扰，从而使雷达的抗干扰能力得到不断的提升。
1.3 实现了小型化和轻质化
单片微波集成电路被采用后，使雷达的体积得到了有效的缩减，使雷达的重量得到降低，从而使雷达成本得到了有效控制。
1.4 提高了可靠性
许多T/R组件分布在有源阵里，T/R组件出现问题的数目在10%左右的时候，雷达距离变化不明显；问题数目在5%之内的时候，副瓣电平变差不明显，所以有源相控阵雷达系统要比无源相控阵雷达系统的可靠性高出一个数量级。
1.5 多功能性
多个接收波束的自适应控制以及数字波束的构成都可以得到较好的实现，还可以将多功能进行较好的实现。
2 氮化镓工艺在射频微波集成电路设计中的应用
2.1 设计优点
在国民经济中，射频微波单片集成电路发挥的作用至关重要，尤其是在军事领域和通信领域中所发挥的作用特别重要。在民用通信行业中，硅基CMOS的RFIC占据着核心位置，尤其是在无线局域网中应用最为普遍，如今在军事领域中占据主导位置的则是化合物半导体。化合物半导体器件中磷化铟（In P）和砷化镓（Ga As）的特征频率基本可以实现280GHz，然而两种材质的输出功率比较有限，磷化铟（In P）的最佳值为1.5W/mm@30GHz，砷化镓（Ga As）的最佳输出功率值可以达到1.4W/mm@8GHz，这些材料的最佳输出值已经与极限值比较接近了。在高频无线通信领域里，尤其是雷达系统中，过去的窄禁带半导体已经接近被淘汰的边缘。
此外，在使用SiC材质的时候，其加工难度要比其他半导体材质高出很多，过去的离子束注入和刻蚀已经无法满足需要了，所以在使用微波功率的时候，Ga N材质越来越受到人们的欢迎。Ga N材质不但在微波功率领域中得到广泛的使用，还在微波低噪声领域得到了不断的使用，以往的收发系统里，在接收机的前端会安装限幅器，以此来确保接收机的安全可靠，同时给低噪音放大器提供保护，使其不会受到超大射频信号的干扰。Ga N基收发系统击穿电压值比较大、工作电压比较高，能够接收较大的功率容量，所以能够在Ga N基收发系统中取消限幅器，从而使系统更加的简便，使其性能得到不断提升。
2.2 电路设计
数字电路控制信号主要包括SPI转换和TTL电平两种输出形式，一般情况下，TTL电平控制着高速控制装置。对于将耗尽型晶体管当作开关的有些化合物半导体器件来说，主要使用Ga N和Ga As来进行实现，需要使用关断电压、晶体管导通以及TTL控制信号进行良性转换。要想使TTL电压转换成可控制耗尽型就需要转换TTL电平电路，主要的输出电压为Ga N基HEMT射频开关的启动和关闭两种互补型电路。经常使用的两组TTL电压值分别为3.3V和5V，日常使用到的TTL电平基本都是3.3V的，耗尽型Ga N晶体管的夹断阈值基本都是-2.5V，晶体管要想实现全部导通，其电压值一定要在-1V以上，实现全部开断的最佳电压值要在-3V以内，所以输出电压值的最佳范围为-4～0V之间。
在数字电路使用的过程中，耗尽型器件已经基本满足需要，要想使电路功能得以实现，需要使用增强型（E模）来完成，比如n型增强型器件等，关键性的结构有F等离子体处理增强型器件、pn结构、刻蚀槽栅结构以及薄势垒结构等。薄势垒结构器件的阈值电压都不高，受势垒层比较薄的影响，使得沟道载流子浓度都不高，进而使器件的饱和电流值都非常小；受刻蚀槽栅结构的精准度的影响，使得刻蚀深度技术很难实现，该技术的重复性不是很好，栅漏电比较突出，刻蚀损伤比较严重；pn结构器件击穿电压比较强，栅金属和沟道比较远，因此器件饱和电流和跨导不大，使得F离子体注入式增强型器件结构得到了普遍使用，该技术是由香港科技大学陈敬和蔡勇发明的，该技术重复性比较高，技术比较简单，对F等离子体的注入条件进行改变可以实现对调控器件阈值电压的控制。详见图1所示：
增强/耗尽型器件技术的不断发展与Ga N基增强型器件的发展有着直接的关系，西安电子科技大学在国防重点实验室使用宽带隙半导体技术对Ga N E/D模技术进行了不断的研究，从而得到了本文的主要研究内容，即TTL电平转换电路。Curtice2模型是主要的电路仿真模型原型，器件主要有肖特基二极管和增强/耗尽型HEMT两个组成部分，电源电压值为+5V或者-5V，电平转换电路的种类为反相器结构和差分转换结构。实验室Ga N技术需要不断改进，差分结构性能与E/D模技术有着直接关联，所以使用反相器逻辑更加合理。电平转换电路拓扑结构如图2所示：
输入端VIN的电压低于0.4V时，即为低电压，使得T2增强型晶体管的导通阈值电压得不到满足，T2晶体管就会自动断开，促使沟道电阻不断变大。二极管连接的是T1耗尽型晶体管，使其一直处于绝对导通状态，T2晶体管消耗了绝大多数的压降，T3的栅极电压与VDD比较接近，使得T3被完全导通。此时通过四个肖特基二极管将电压降低，使得VOUT1输出电压的电压值为0V。当VOUT1的电压值是0V的时候，T6晶体管被完全导通，为了使T5晶体管比T6晶体管的沟道电阻大，就需要将T5的输出电压设计成为0V，这时T8晶体管比T7晶体管的沟道电阻小，通过二极管将T7输出电压降低，输出VOUT2的低电压值与-4V比较接近。输入端VIN电压比2.7V大时，即为高电平，此时T2增强型晶体管被完全导通，沟道电阻非常低。T3关闭的时候，其栅极电压值与0V比较接近，四个肖特基二极管与T4实现并联，从而将电压值降低，T4的尺寸一定要科学，确保VOUT1的输出电压值达到-4V，此时T6晶体管完全关闭，T5输出的电压值为高电平值，T8被完全关闭，T7实现导通，通过二极管将电源电压VDD进行降压处理，使其达到0V，这就使得电平转换全部完成，详见图3所示。为了使耗尽型微波器件得到有效控制，电路就要将TTL电平转换成一组差分输出电压信号，其高、低电平分别为0V和-4V。
3 结语
综上所述，该电平转换电路将肖特基二极管和反相器串联到一起，然后使用器件的栅层金属作为互联结构，将肖特基二极管连接起来，省去了多层金属互联，工艺流程简化，布线也得到了进一步简化。
参考文献
[1] 李明.雷达射频集成电路的发展及应用[J].现代雷达，2012，（9）.
[2] 李士鹏，黄善国，张杰.智能光网络的分布式和动态网络管理[J].光通信技术，2010，（7）.
集成电路的设计范文5
关键词：集成电路设计与集成系统；CDIO；一体化
1 CDIO一体化课程
CDIO一体化课程是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的构建能力为一体的方案所设计出的课程计划[1]。即按照CDIO（构思-设计-实施-运行）理念，在不增加教学内容和时间的基础上，调整和优化原有教学的计划，以实现知识、能力和态度培养的一体化及专业技能与人文素养培养的一体化。同时，CDIO一体化课程也是“做中学”和“基于项目的教育和学习”（project based education and learning 简称PBL）的具体体现[2]。PBL区别于传统教学法实现了三个转变：以教师为中心转变为以学生为中心、以课本为中心转变为以项目为中心及以课堂为中心转变为以经验和能力为中心。强调学习的目的性和主动性。
2 集成电路设计与集成系统专业课程体系及问题分析
课程体系理论对课程计划的研究与设计起着指导意义，从一定程度上反映了对学科知识体系和学生能力培养的认知[3]。下面从课程组织上来分析集成电路设计与集成系统专业传统课程设计存在的问题。
集成电路设计与集成系统专业课程组织及问题分析。基于Grinter报告[4]，现将我校集成电路设计与集成系统专业的公共课，专业基础课和专业课等进行了重新划分，如表1所示。再对比麻省理工学院（MIT）的航空航天工程专业课程[5，6]，（MIT多年来被QS世界大学排名和世界大学学术排名评为世界第一，其已成为CDIO工程教育的标杆），讨论了基于CDIO一体化课程理念下我国集成电路设计与系统专业在课程设置上存在的问题：（1）工程实验课程比例低。工程分析与设计及工程实验类需要发挥学生能动性的课程仅为21%，远低于基础科学等理论课程.而麻省理工学院2014级航空航天工程专业课程体系中实践课程学分比例为45%；（2）人文社科类课程比例较低，不足10%。MIT航空航天工程专业课程体系中人文社科类课程学分比例为37%，人文社科类课程目标是培养学生作为一个公民应具有的基本素质和作为专业人士应具有的职业道德，在强调专业教育的同时不可忽视人文社科类的教育；（3）选修课比例不足。非限定性选修课程不足5%。而MIT课程体系中选修课程比例为55.8%，其中非限定性选修课程比例为24%。大量选修课的设置充分给予了学生学习的主动性，尊重学生个性发展及创新力的培养。
3 基于CDIO的集成电路设计与集成系统专业一体化课程体系模型研究
集成电路设计与集成系统作为一个典型的工科类专业，注重学生的动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力及人文素养的培养。而课程体系的建立能从学科知识体系方向来引导学生各方面能力的培养。
集成电路设计与集成系统专业一体化课程设计。采取“自上而下”的总线型结构模式，如图1。即以项目设计为导向，先给出宏观、整体的概念，再由宏观到微观，由整体到局部，由项目所涉及的专业知识到专业知识所涉及的专业基础知识等展开整个课程。
对比传统课程体系具有明显的优势：第一，通过以职业方向为导向的规划，学生可根据自己兴趣选择适合自己的团队，达到因材施教的目的；第二，以组建团队来制定课程并完成项目，打破了传统的分班教学制，学生通过相互讨论，沟通以解决问题能培养团队合作意识。第三，实现了学科间的相互支撑及联系，学生每上一门课程都能明确该课程与先修课程和后续课程之间的联系，以及整个课程体系的学习目的。第四，经历了一到六学期的学习为最后项目的实现做好了充分准备，若以该项目为学生的毕业设计可提高论文质量，又避免了论文作假，抄袭等现象等。第五，从课程组织上看，以项目为主线展开的必修课程大大减少，除此以外的专业课程、专业基础课程和学科基础课程均作为选修课程，使学生拥有更多跨专业学习的选择机会。另外，人文社科类等公共课程贯穿于整个大学课程中，以实现专业技能与人文素养的一体化培养。
与此同时，该课程体系对当前的教学模式也提出了相应要求，比如学生学习方法和教师授课方式的改革，教师团队培养的改革，学生考核方式的改革，配套教材的改革等等。
结束语
围绕CDIO理念，重新构建了集成电路设计与集成系统专业一体化课程结构，即以专业方向指导项目，再以项目指导课程，将能力培养融入理论学习，将知识应用融入项目实践。希望借助课程体系改革，以实现集成电路设计与集成系统专业学生知识、能力和态度培养的一体化，专业技能与人文素养培养的一体化。同时，对我国高校工科类课程体系改革具有一定的指导意义。
参考文献
[1]顾佩华，包能胜，康全礼等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012，3：24-40.
[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，3：1-6.
[3]王伟廉.高等学校课程体系现代化研究[D].厦门：厦门大学，2004.
[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江：浙江大学出版社，2009：179-192.
[5]张英.基于CDI0理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江：浙江大学，2014.
集成电路的设计范文6
【关键词】集成电路 多媒体 教学方法 工艺设计
【中图分类号】G43 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）05-0005-01
目前，随着教学的发展，多媒体在课堂上的应用也越来越广泛，作者从事集成电路教学的几年时间里，深刻体会到，平时很难能够从多个角度详细了解集成电路内部的器件构造，通过多媒体幻灯片可以做到一目了然。因此，采用多媒体教学是一种很好的手段，能够让学生从内部直观的了解集成电路的情况。但多媒体教学也有一些不足之处，根据作者这几年从事集成电路教学的一点体会，总结了关于多媒体技术在集成电路工艺设计教学上的一些特点，与大家分享。
1.多媒体在集成电路工艺设计中的教学优势
从工艺过程的角度，集成电路的结构示意图往往比较复杂，如果仅仅是教师在黑板上画图，在课堂上时间有限，可能一节课大部分的时间都耽误在画图上，而如果不配合一定数量的图形，仅靠讲的内容，学生很难理解。这个时侯，多媒体教学发挥出了其优势的地方，能够配合教师的讲课内容形象的展示给学生。因此，多媒体使得集成电路设计课程的教学效率有了很大的提高。
例如，在讲授“半导体掺杂”工艺中，有两种典型的工艺：热扩散掺杂和离子注入掺杂。这两种工艺在概念、原理、过程上都有很大的差别。作者在讲课过程中，在开始讲述两种工艺的概念时，如果配上一些视频短片，学生印象就会加深。而在原理、设备、和过程中插入许多的图片，让学生能够直观的看到两种工艺的不同之处。再比如讲到光刻工艺时，光刻工艺是集成电路的核心工艺之一，如果采用传统的授课方式，学生几乎不可能体会到光刻的具体过程，这时候配上实物图形和一定时间的视频资料，学生就能真正看到、感受到“光刻”工艺。这些都是传统教学方法很难做到的。
在设计一个工艺流程的时候，往往有许多的步骤，每一步都对应这其中的一副图形，教师可以有选择的拿出其中的步骤和图形，让学生在课堂上完善这些步骤和图形。因此，多媒体在集成电路工艺的教学中，起到了许多传统教学达不到的效果。正确的使用多媒体中的图像、视频和音频等效果，在合适的时候，学生的学习会有事半功倍的效果。尤其是一些视频的短片，可以清楚地将工艺过程展示给学生。让他们印象深刻。
2.多媒体在集成电路教学中的不足之处
多媒体教学的引入提高了集成电路设计的教学质量，但多媒体教学也有其明显的不足之处。多媒体课件信息量的增大导致了其知识重点不突出，学生课堂上思考的时间减少。学生更多的专注于幻灯片上的内容，幻灯片的切换也使得学生兴奋点分散，容易产生疲劳。比如讲到二极管在集成电路中的结构时，如果仅采用多媒体教学方法，将二极管的结构通过幻灯片展示出来，学生几乎不会留下什么印象，但此时如果黑板上画图配合讲解的方法，将二极管在集成电路中的结构画出来，学生在老师画图的过程中有了充分的思考和建构，这样对二极管的结构印象更加深刻。
目前的现实情况是，许多青年教师过分依赖于多媒体教学，忽略了传统的教学方式，很少在黑板上写字，很少重复重要的知识点。所以学生课堂上大多要对着幻灯片的投影板很长的时间，自己很难总结出其中的重点内容，很多学生会专注于幻灯片的格式、颜色等，而忽略了其背后的内在知识点。传统的教学方式是逐步式的，传统的教学方式可以使学生有足够的时间去思考教师的授课内容，而多媒体课件的信息量比较大，通常学生接收的信息多，而“消化吸收”的效率低，如果单纯依靠多媒体的授课方式，当一副幻灯片还没有理解，往往紧接着出现下一张，这样学生很难一直跟上教师的节奏。因此，在集成电路工艺设计教学中，将多媒体教学与传统的教学方式结合才是最好的讲授方式，让学生既能够有足够的时间思考，又能够直观的了解集成电路中的每一个生产制造的步骤。
3.多媒体结合传统的教学模式，提高教学质量
与传统教学方式相比，多媒体教学有其优势的地方，也有其明显的不足之处，如何充分发挥多媒体传统教学和传统教学模式优势相结合，而尽量避免其短处，是每个集成电路教师要面对的现实问题。笔者认为，教师的教学在任何时候都应当以学生为中心。因此，学生的学习效果是检验教学好坏的唯一标准，作为教师，应当随时掌握学生的学习情况，课堂上经常强调重点和难点内容，幻灯片的数目不易过多，以学生容易理解和掌握为依据，同时合理安排教学的进度, 从而提高教学质量。
4.结论
多媒体辅助教学既是对现代教育技术的运用，又是对传统教学方法的完善和补充。因此，教师应在教学中应当充分发挥多媒体教学的优点，而避免其不足之处，多学习、多探索，不断提高多媒体辅助教学的水平和质量，有效的结合传统教学的优势之处，使其切实有效地服务于教学。
参考文献：
[1]杨之廉. 集成电路导论，清华大学出版社，2003.
[2]杨庆华. 高校素质教育应突出创新的培养，中国高等教育，1999（9）：17-18.
