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集成电路设计研究方向范文1
关键词：本科教育；微电子；课程体系；结构优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0033-03
一、引言
微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，对国民经济有着巨大贡献，并渗透到其他很多学科，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校，南京邮电大学建校近50年来，正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展，国内外都需要大量的微电子学人才，我校成立微电子学专业，旨在为我国的ASIC设计方面，培养急需的人才[1-6]。我国“十五”计划纲要明确提出大力发展半导体集成电路产业，为了满足社会的发展和需求，我校微电子专业成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在学校各级领导的重视和关心下，专业建设取得了飞速发展。本科人才培养方案是各专业人才培养目标、培养规格以及培养过程和方式的总体设计，是学校组织本科教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件，对人才培养质量具有决定性的影响。当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才，也更需要培养大量工程应用型人才。所谓“应用型人才”主要是指德、智、体、美等方面全面发展的，能够将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的高级专门人才。“应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的”。它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强，是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要，在一定的教育思想指导下，人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式。
二、深化完善本科教学体系改革的措施探讨
人才培养方案制（修）订工作对于学校实现人才培养目标、进一步深化完善本科教学体系改革具有重要意义，人才培养方案制（修）订需要全面贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要，认真落实教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见等文件要求，不断适应国家和社会发展需要，进一步深化教育教学改革，优化人才培养过程，提高人才培养质量，促进学生全面发展。具体的改革措施探讨如下。
1.进一步明确本专业的特点和优势。培养方案是高等学校实现人才培养目标、开展人才培养工作的总体设计和实施方案，为全面贯彻教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见，以执行最新颁布的普通高等学校本科专业设置管理规定为契机，推动我校新一轮专业建设和教学改革，以不断适应知识经济、科技、社会发展对各类高素质创新人才的需要，根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，构建和完善适合我校办学指导思想、具有我校办学特色的本科创新人才培养体系，根据新《目录》规定的各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验，紧密结合近年“本科教学工程”改革实践，开展本科专业培养方案的修订。本专业培养适应社会发展需要，道德文化素养高，社会责任感强，身心健康，掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识，具有良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，能在微电子器件、工艺和集成电路设计及相关的电子信息科学领域从事科学研究、产品研发、工程设计、技术管理等工作的专门技术人才。主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。
2.课程设置进一步优化。课程的设置是否合理对人才的培养起到了至关重要的作用，尤其是现今提出的对专业人才的更高要求，需要进一步优化课程体系，合理安排课程内容。首先，在课程设置方面，当前，南邮本科微电子专业经过几年的发展，取得了不少成绩。但世界范围内微电子产业飞速发展的特点决定了高校微电子学科的教学必须紧紧跟随产业发展的步伐。我们在看到以前所取得的成绩的同时也必须看到其中所存在的一些问题，并积极进行改革创新。我校的微电子专业在设立初期，经过各方专家的反复讨论和论证，建立了一套统一的专业课程和教学大纲。这套课程满足该专业最基本的专业要求。但由于微电子专业设立时间不长，仍属于起步阶段，由于硬件条件和师资力量的缺乏和不到位，无法设立多样的课程体系和科目，所以目前的教学仍然是基本上按统一的教学大纲和教学要求组织。随着学校办学规模的扩大，通达微电子学院的设立，选修微电子专业课程的学生人数不断增加，原有的教学课程体系和科目还需要进一步细化、深化、推广。为此，在课程设置上，我们必须对已经投入使用的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善，将整个学科的课程结构体系、到具体到每一门课程的知识体系，都进行优化设计，以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的能力：掌握扎实的数学、物理等方面的基本理论和基本知识；系统掌握量子与固体物理、半导体物理与器件物理、半导体集成电路设计和制造的基本知识，具有独立进行微电子器件、工艺和集成电路设计的基本能力；了解电子信息类专业的一般原理和知识，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力；在综合类实践、实验中具有较强的独立设计、分析和调试系统的能力，能够完成综合性和探索性工作的能力；养成良好的学习习惯，对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力；其次，对于理论课程的内容，针对南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况，以及本专业的特色建设，主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。以能力培养为基础来设计，并考虑学生毕业后从事的职业，根据工作的要求对教学中的课程进行专项的能力和综合能力培养。在通识教育类课程中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。专业教育类课程中设置了信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理，这些课程都是基础理论课程，是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到工程认证的需要，在集成电路与CAD的课程设置上，专门增加了16小时的实验，加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中，专门将模拟和数字分开，设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计，这不同于其他院校的课程设置，应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识，加强了学生的集成电路分析和设计的能力。除了已经设置的32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验，还增加了32小时的工艺实验，这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲，已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学，并筹备建立了微电子专业实验室，拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程，在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验；基于以上措施，建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程，涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。再者，实践课程的内容上，由于微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业，从集成电路的生成流程来看，其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。实践课程的设置对培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力极为关键；需要工程认证的专业的实验实践课程必须要达到30%以上。因此，还拟通过建立微电子专业实验室，开设微电子和半导体测试实验课，在培养学生理论知识的同时，加强实践能力的培养，培养既有较深理论基础，又有一定动手能力的全面发展的学生。在实践型环节的课程设置中，通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中，设置了软件设计、微电子课程设计等，尤其是微电子课程设计，将进行较大的改革，要求改革后设计内容都是与本专业紧密相关，全面运用到所学的专业知识。
3.师资队伍的建设。本专业现在拥有专业教师14名，完全满足本科的专业教学需要，但从事集成电路设计方向的老师比较缺乏。还有，学生的个性不同，使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大；随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化，又使学生的未来发展面临很大挑战，学生的需求随之呈现多样化。因此，多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合，这就要求我们必须打破现有的统一模式，根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系，实施分类教学，在保证打好扎实的专业基础的前提下，设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。建立既具有深厚扎实的理论知识功底，又具有精通实践、有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的教师队伍迫在眉睫。近几年，我学院在引进高水平的师资力量方面进行了不懈的努力，微电子专业教师的队伍在不断扩大，教师的专业方向也在不断丰富，能够胜任并有选择性地担任各主要方向的专业课教学。但仍然缺乏学科带头人，缺乏一个凝聚人心的事业平台，学术梯队。这就要加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。通过培养和引进，形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队，使其在学科建设中发挥突出作用。鼓励教师积极申报各类项目，积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作，鼓励教师到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，从而了解专业的最新发展、前沿问题，开阔眼界。
三、小结
总的来说，微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。培养方案是高等学校实现人才培养目标、根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，迫在眉睫。其中需明确我校的特点和优势，以通信集成电路设计为主要方向，同时兼顾工艺设计与器件设计。相信通过培养方案、课程设置、师资等各方面的建设，一定会培养出高质量的微电子学领域人才，为我国的微电子工业做出贡献。
参考文献：
[1]杨宏，王鹤.微电子机械技术的发展与现状[J].微电子学，2001，31（6）：392-394.
[2]李文石，钱敏，黄秋萍.施敏院士论微电子学教育[J].教育家，2003，（3）：11-16.
[3]刘瑞，伍登学，邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（5）：6-8，23.
[4]李斌，黄明文.微电子技术专业创新教育探索[J].中山大学学报论丛，2002，22（1）：108-109.
[5]严兆辉.微电子的过去、现在和未来[J].武汉工程职业技术学院学报，2003，15（2）：30-34.
[6]蒋元平.学科建设的内涵诠释和实现策略[J].中国西部科技，2007，（1）.
集成电路设计研究方向范文2
关键词：集成电路工程；专业学位研究生；培养实践
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）29-0221-02
一、引言
2000年6月，国务院了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》（国发18号文），并陆续推出了一系列促进IC产业发展的优惠政策和措施。国家科技部在863计划中安排了集成电路设计重大专项。在863计划集成电路设计重大专项的实施和带动下，北京、上海、无锡、杭州、深圳、西安、成都等七个集成电路设计产业化基地的建设取得了重要进展。与此同时，为了适应我国集成电路发展对高层次专门人才的大规模需要，改善工科学位比较单一的状况，经国务院学位委员会批准，在我国设置集成电路工程专业学位研究生的培养，培养了一批“用得上”的工程技术人才。集成电路工程专业学位研究生自设置以来，取得了蓬勃的发展，受到用人单位的肯定和好评。由于其生源广泛、数量巨大，培养方法和模式更需要一定的创新性。近年来，在集成电路工程专业学位研究生培养过程中，经过多年的办学积累，探讨了一些办学和培养集成电路工程专业学位研究生的经验。
二、专业学位研究生培养过程中的关键事项
1.优选导师，确保培养质量。集成电路工程专业学位研究生教育形式较新，最初专业学位研究生的培养在众多地方借鉴了学术型研究生的办学经验，目前很多学者认为，只要能够胜任学术型学历研究生教育的导师就能胜任专业学位教育。这恰恰忽视了专业学位的知识背景和面向的行业领域。专业学位研究生教育规律与学术型研究生存在相当大的差异，首先，两者专业基础及学术背景不一样，专业学位研究生的系统性方面不如学术型研究生。其次，两者的治学环境不同，专业学位研究生与实际工程应用相结合。根据专业学位研究生特点有针对性地开展培养，应该选拔具有较强工程背景的教师进行指导。指导教师在进行指导时，应与学术型研究生指导工作有所不同，应更加注重专业学位研究生工程实践经验的培养。而且在学生的课题研究中，指导教师与学生多沟通，将自身融入到学生的实践研究中，带领学生参与技术上的创新和解决实际工程技术难题，这样才能确保学生的培养质量。
2.做到课堂理论与工程实际相结合。专业学位研究生培养的多年实践经验告诉我们，在指导过程中必须注重理论与工程实际应用结合，抽象概念与实际应用结合，激发学生学习兴趣，使理论易于理解和掌握。因此，教师要了解专业学位研究生的本科学历背景、知识结构和现在的工程方向等，在此基础上，做到课程理论联系工程实际，为专业学位研究生培养工作打下良好的基础。为了满足微电子领域内不同行业的需求，在多年的专业学位研究生培养中进行了积极的探索。首先，学生可以根据研究方向，在教师的指导下进行专题理论课程的选择。例如，进行SOC设计的可以选择《SOC及IP技术讲座》课程，研究无线传感器网络的可以选择《无线传感器网络技术》或《计算机网络与通信》专题讲座，研究空间通信的选择《深空通信技术专题》等等。有针对性地，使学生不是单纯盲目的学习，这样的培养才能做到理论与工程实践真正结合。实践结果表明，那些课堂上刻苦学习，能够将理论用于实践并努力钻研的学生，将有更好的培养效果和未来发展空间。
3.学位论文选题恰当，工程背景好。选题重要性要放在首位，要求“论文选题来自于工程实践，工程背景明确，应用性强”，有的放矢，结合工程实际问题才是最好的选题。从现实意义上讲，专业学位论文的选题是发现工程问题并确认研究方向。当前有些专业学位论文质量不高、没有创新性，一个重要原因就是选题不恰当。因此，在选题时，学生应急科研工作之所急，通过论文工作，使自己既能解决工程实际问题，又能提高科研工作能力。
集成电路工程专业学位论文的选题与学术型研究生的选题不同，其选题应来源于工程实践，应有明确的应用价值，其可以是一个完整的工程项目、技术改造或技术攻关专题，也可以是新工艺、新设备、新产品的研制与开发。论文是否合格不仅看其理论水平的高低，还要看是否有实际的应用价值。因此，由于论文选题时，应该从以下几点之一进行把握。①研究性，是否在工程实际中有技术改进和提高。如果是结合重大工程实际课题，在技术上的创新将具有研究性。②创造性，是否在工程领域中有所突破和有所创新，如果一般通过查新，能够申请发明专利的都具有创造性。③实用性，是否能解决生产实际中的问题。
三、集成电路工程专业学位研究生培养过程中的方法和步骤
专业学位研究生的培养过程包括课程学习、题目确定、开题报告、中期检查、学位论文撰写和论文答辩等环节。我校专业学位研究生的培养年限一般为二年，原则上用0.75-1学年完成课程学习，用1-1.25学年完成硕士学位论文。这些环节是一个有机的整体，需要合理安排，搞好各个环节的链接，进行一体化考虑。只有严格要求，才能够保证专业学位研究生在两年的时间内保质保量的达到国家硕士生培养的要求。作为集成电路工程专业学位研究生的培养，其专业基础相对学术型研究生存在一定的差距，不进行合理的引导就会使得学生失去学习的兴趣。专业学位研究生的培养不能以单纯拿到毕业证为目标，应更加严格管理、严格把关，保证培养质量。通过近几年的经验积累，以专业学位研究生的培养为例，一般按照下列的步骤进行：第一学期，主要以课程学习为主，并在课堂学习中，定期安排相关教师对本实验室从事的科研项目进行学术讲座，让学生了解实验室开展的课题研究方向和从事的科研项目，从总体上进行了解和把握，逐渐培养学生的钻研兴趣。开展教师或高年级学生关于研究课题的专题讲座和基本软件使用方法技能培训，使学生尽快掌握相关领域的专业知识和所需要的基本软件操作方法，如从事ASIC接口电路的学生在第一学期就要求掌握Hspice和Candece等软件。在学期末对学生进行相关领域知识进行摸底考核，对优秀学生进行奖励，末位学生进行督促教育，使其尽快的减小自身差距。第二学期，在学习专业课程的同时，学生进入实验室参与科研工作，将从事科学研究的方法和经验有针对的进行训练。在进入实验室期间，可以将科研任务进行分解，将非核心技术部分交给学生独立去完成，让学生提前进入科研状态，完成一些力所能及的科研任务，坚定他们从事科学研究的信心。定期通过实验室的学术活动检查学生课题的完成情况，从总体上把握学生的研究方向和研究方法。第三学期，根据专业学位研究生的学习情况和所掌握的知识水平，有针对性的指导学生进行课题实践，让学生根据自己的特长进行课题研究。在学生进入课题研究工作时，导师指导学生了解本研究领域国内外技术发展的现状，培养学生创造性思维能力和独立思考、解决问题的能力。培养学生阅读国内外文献的能力，使其在科研工作中大胆实践，理论联系实际，使学生在科研工作中有所发明、有所创造。学生明确了课题目标，知道为什么做、做什么、怎样做，就能有目标有方向地开展课题研究工作。第四学期，主要是督促检查学生毕业论文工作，在其课题研究过程中应当定期进行检查，避免学生课题研究偏离方向，选择错误的方法。导师应当积极鼓励学生在本学期多发表学术论文。发表学术论文不仅能够提高学生的文字表达能力，还能够让学生勤于思考，提出自己的创新方法，对学生后期的毕业论文撰写打下良好的基础。因此，踏实的论文工作是提高个人学术素养和掌握综合知识的最佳途径，为学生毕业后从事科研实践养成良好的工作作风，培养自主从事科研工作的能力。
总之，通过加强基础知识、基本技能训练与能力培养的相融通；实践与课程学习、业务培养与素质提高有机结合，使集成电路工程专业学位研究生养成了较强的自我获取知识的能力，自我构建知识的能力及自我创新的能力。已经毕业的专业学位研究生就业形势一直是供不应求。孔子曰：知之者不如好知者，好知者不如乐知者。学生只有好知并乐知，才能使集成电路工程专业学位研究生培养的质量不断稳定和不断提高。
参考文献：
[1]谭晓昀，刘晓为.信息企业集成电路工程领域工程硕士培养的探讨[J].科教论坛，2009，（2）：7-9.
[2]朱宪荣.改革实验教学培养创新人才[J].化工高等教育，2007，（6）.
[3]朱高峰.新世纪中国工程教育的改革与发展[J].高等工程教育研究，2003，（1）：3-9.
集成电路设计研究方向范文3
关键词：快速启动电路；欠压保护；迟滞电压
中图分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 12-0000-01
欠压保护也称低电压保护[1，2]，是指集成电路中由于某种原因使得电源电压值降低到一定的极限值时，欠压保护电路能够检测到电源电压较低，将芯片关断并保持与电源的切断状态，待电源电压恢复到一定的大小时，芯片可恢复工作。
欠压保护电路是集成电路设计中必不可少的模块，是保证系统在工作环境异常情况下能够保持系统稳定的基础。传统的欠压保护电路[3]利用电阻对电源电压进行分压，将分压后得到的电压与参考电压通过迟滞比较器进行比较，从而检测电源电压是否欠压。因此，欠压保护电路需要外部参考电压，电路的独立性较差；同时，引入迟滞比较器和电阻分压电路，使得电路结构变得复杂，也增大了电路的面积。
本文提出一种新型欠压保护电路，电路不需要使用外部参考电压[4]和迟滞比较器[5]，利用一种类似于带隙基准PTAT电流源的电路结构完成对电源电压的检测和比较；同时，巧妙地利用负反馈实现了电路对电压检测的迟滞功能；最后，电路设计了提高电路启动速度的单元模块电路，确保了欠压保护电路在电源电压恢复正常后电路能够迅速正常工作。
一、欠压保护电路分析与设计
新型欠压保护电路的原理如图2所示，电路主要由三部分组成：类带隙基准PTAT电流源的电压检测电路；负反馈电路构成的迟滞电路模块；快速启动电路。其中，电压检测电路由三极管Q1、Q2，电阻R1、R2、R5、R6、R7和MOS管MP1、MP2、（一）核心电路工作原理
在图2所示的新型欠压保护电路中，三极管Q1、Q2和电阻R1、R2构成类似于带隙基准电压源的欠压保护电路核心部分。三极管Q1的面积为Q2的n倍，三极管Q1和Q2的基极电位为电源电压经过分压后得到的电压VO1。
当电源电压从零开始上升并达到一定的值之后，三极管Q1和Q2打开并流过电流，MOS管MP1、MP2，电阻R1、R2组成的电路正常工作。
（二）迟滞原理
为了避免当电源电压大小在翻转阈值电压附近周围变化时，欠压保护电路的输出结果在翻转阈值周围出现反复高频变化，电路引入了正反馈电路，NMOS管MN3随着输出电平的高低导通或者关断。
当电源电压较低，输出电平为低电平时，NMOS管MN3导通，此时
当VREF具有零温度系数时，迟滞电压 也具有零温度系数，这也是本电路的优点之一。
（三）快速启动电路原理
在集成电路的设计中，欠压保护电路作为集成电路的保护单元模块，必须在电路整体启动之前工作，因此保护电路的启动速度必须得到重视。在以往的欠压保护电路的设计中，一般只关注保护电路的自启动问题，而忽略保护电路启动速度的分析和优化。
新型欠压保护电路在不需要使用外部参考电压的同时，优化了电路的自启动过程。当电源电压VDD由低电平逐渐上升至高电平时，三极管Q3的基极与三极管Q4的集电极电位也随之上升，三极管Q3优先于三极管Q1和Q2导通，使得MP1栅极电位随之下降。当电源电压上升至一定大小时，Q1和Q2开始工作，MP1导通，电路正常工作，三极管Q3和Q4加快了电路寄生电容存储电荷的泄放速度，加快了电路的启动速度。同时，当电路正常工作时，Q1发射极电压VE1上升，三极管Q3随之关闭，快速启动电路不再影响电路正常工作。
二、仿真结果与分析
三、结束语
本文设计的欠压保护电路，充分利用了类带隙基准PTAT电流源结构中电源电压大小对PTAT电流大小的影响，完成了电源电压的检测功能；利用电阻分压原理来调整欠压保护阈值，通过调节电阻分压电路从而调整迟滞电压阈值的大小；同时，优化了启动电路设计，电路具有启动时间短的优点。该电路使用较少的器件完成了整个电路的设计，在满足高检测精度的同时降低了功耗。
参考文献：
[1]王锐，唐婷婷.一种BICMOS欠压保护电路的设计[J].电子科技，2006（10）：76-78.
[2]王智鹏，杨虹.一款无电压比较器的欠压保护电路[J].电子世界，2012（07）：51-52.
[3]赵春波，许伟，吴玉广.一种CMOS欠压保护电路的设计[J].集成电路与元器件，2004（10）：172-174.
[4]钱金川，朱守敏.一种过压欠压及延时保护电路的设计[J].机床电器，2008（01）：57-59.
[5]邹雪城，韩俊峰.一种基于比例电流的欠压保护电路的设计和实现[J].华中科技大学学报（自然科学版），2007（35）：64-66.
[6]Allen P E，Holberg D R.CMOS模拟集成电路设计[M].北京：电子工业出版社，2005.
[7]Gray P R，Meyer R G.Analysis and Design of Analog Integrated Circuits[M].John Wiley，2001.
集成电路设计研究方向范文4
关键词:可编程片上系统;现场可编程门阵列;计时系统;NIOS II处理器
中图分类号:TD31
文献标识码: A
文章编号:1005-569X(2009)06-0097-02
1 引 言
在集成电路(IC)发展初期,电路设计都是从器件的物理版图设计入手。后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,极大地推动了IC产业的发展。不过,集成电路只有安装在整机系统中才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高,功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高。传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,整个系统已可以集成在一个芯片上。目前已经可以在一个芯片上集成108～109个晶体管。SOC就是在这种条件下应运而生的。
2 嵌入式系统开发概述
2.1 嵌入式系统简介
嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成。
2.1.1 嵌入式操作系统以及用户应用软件
嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键,对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。
首先,软件要求固化存储。为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储与磁盘等载体中。
其次,软件代码高质量、高可靠性。尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储容量不断增加,但在大多数应用中,存储空间仍然是宝贵的,还存在实时性的要求。为此要求程序编写和变异的质量高,以减少程序二进制代码长度、提高执行速度。
最后,系统软件为多任务高实时性的。在多任务的嵌入式系统中,对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾与合理调度是保证每个任务及时执行的关键,单纯同过提高处理器速度是无法完成和没有效率的,这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成,因此系统软件的高实时性是基本要求。而多任务操作系统则是知识集成的平台和走向工业标准化道路的基础。
2.2 嵌入式系统的特点
嵌入式系统是集软件、硬件于一体的高可靠性系统。
嵌入式系统是资源开销小的高性能价格比系统。嵌入式系统的发展离不开应用,应用的共同要求是系统资源开销小,性价比高。
嵌入式系统是功能强大、使用灵活方便的系统 嵌入式系统应用的广泛性,要求该系统通常是无键盘、无需编程的应用系统,使用它应如同使用家用电器一样方便。
3 基于FPGA和 NIOS II计时/计数工程的设计与实现
3.1系统软件设计
系统软件主要完成:系统初始化、时间显示、按钮中断处理,时间的累加与设置等功能。
图1系统软件流程图
3.1.1系统的时间的显示
由于开发环境的限制,而且没有LCD的支持,所以只能用4个7段数码显示管来显示时钟。4个数码管分成两组,每组2个数码管,一组显示分钟,一组显示时钟,每个数码管显示一位数字,刚好完成分钟和时钟的显示。
7段数码管的原理如图2所示:
图27段数码管
每个7段数码管由与一个8位的并行I/O接口相连,所以需要一个8位的无符号数来控制(alt_u8)类型,每一位控制相应的a,b,c,d,e,f,g,dp为以下为每位对应的控制关系,如图3所示
图3 7段数码管的控制位
由于1表示灯不亮,0表示灯亮,这样数字0就由0x81表示,即10000001除了g和dp不亮其他的都亮。
将0-F这16个数所对应的编码依次放在一个数组中,取出当前是中的得高位与低位low和high,然后通过:data=segments[low]|(segments[high]
3.2 时间的设置
时间的控制通过中断完成。在SOPC Builder中设置button_pio就定义了关于button_pio的用户中断(NIOS II处理器最多支持64个异常,有32个外部中断输入),系统生成时会为用户自定义的中断分配相应的中断号和中断优先级。NIOS II中断向量表提供了指向中断服务程序的指针,通过修改中断向量表可以改变相应中断的中断处理子程序。
4 结语
本系统时基于FPGA,采用Altera提供的全套软硬件开发平台所设计的一个可编程片上系统(SOPC)。本系统主要的特点和功能如下:
系统应用广,扩展性强:计时功能是很多系统的必备功能。
系统开发周期短,成本低:系统由SOPC Builder构建,大大缩短了硬件设计的时间,有效的降低了成本
系统灵活性强:可编程片上系统相对于片上系统(SOC)最大的优势在于它的灵活性,用户如果要对系统作功能扩展可以轻松实现。
系统交互性强:系统时间设置方法和普通电子手表的时间设置方法相同,用户可以轻松上手。
参考文献:
[1] 黄智伟.FPGA系统的设计与实践[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2] 赵雅兴.FPGA原理、设计与应用[M].天津:天津大学出版社.1999.
[3] 于枫, 张丽英, 廖宗建.ALTERA可编程逻辑器件应用技术[M].北京:科学出版社,2004.
[4] 张大拨.嵌入式系统原理、设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
[5] Altera Corporation. Nios II Hardware DevelopmentTutorial..cn.
集成电路设计研究方向范文5
微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件上的技术．其主要包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列的技术。该技术在很多方面都发挥了其重要的作用，如在生活中我们所使用的手机、电子计算机、医疗器械、移动电视等一系列的电子产品；还有军事方面的武器如卫星通信、原子弹等一系列的武器装备中。
二、微电子的现状
首先我们来介绍一F微电子的发展史，它主要经历以下几个阶段。第一个阶段：1947年巴丁和布拉顿发明了点接触式的晶体管；第二个阶段：1958年TI公司制造出世界第一块集成电路芯片：第三个阶段：20世纪70年代进入MOS时代。那么，为什么微电子能得以发展并且发展的如此迅速昵?正是由于Mos管的高集成性和低功耗、放大倍数高等优点，所以到70年代就进入了MOS的时代并一直发展到现在。尽管帅s管有哪些优点，但这并不意味着M0s管已完全取代了晶体管的地位；在一些对速度和驱动能力要求非常高的系统中还是要用到晶体管。
微电子发展的如此迅速那就是否就意味着其发展的道路是一帆风顺呢?显然是否定的。在微电子发展的过程中我们遇到了许许多多的方面困难，如工艺方面、材料方面、封装测试方面和设计等方面都遇到了重重地障碍。其中集成电路工艺技术主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长以及抛光等技术。微电子在材料方面的困难丰要是随着微电子器件尺寸的减小，一些材料已经不能很好的满足微电子发展的需求，人们已经不在局限于Si、Ge、GaAs、等一些材料，而是也开始研究高K栅介质、低K互连介质、碳化硅(SIC)、新型化合物等半导体材料。在工艺方面的困难主要是随着微电子器件尺寸的减小，其最小的特征尺寸已经进入到纳米数量级；这使得器件之间产生相互影响，进而影响电路的性能，严重的阻碍了微电子行业的发展。这就需要政府投入大量的财力和人力来进行新器件、新工艺的研究。同时在光刻技术的研究和开发中，以光子为基础的光刻技术种类很多，但产业化前景较好的主要是紫外(U)光刻技术、深紫外(DUv)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X射线(X-ray)光刻技术，但是由于特征尺寸越来越小这使得光刻技术面临一定的困难，①这就使得工艺线必须使用波长更短的光源。从早期的水银灯到现在使用的远紫外线，甚至使用研究中的粒子束。②导致光刻以及掩膜成本急剧上升。③光刻时小尺寸图形所产生的干涉和衍射效应使得光刻图案失真越来越严重。在测试方面由于现在的电路集成度愈来越高，这使得集成电路的封装与测试也越来越困难，而且在封装测试后芯片成品率也不高，这也是制约微电子发展的一个重要的因素。
三、微电子对中国未来经济发展的意义
微电子的发展在我国的经济发展和军事力量的发展中占有十分重要的地位。同时微电子对人们生活水平产生了重大的影响。在生活水平方面随着微电子的发展人们的生活水平也在不断地提高。如家用电器的功能的增加和性能增强提高了人们生活质量，而且随着微电子的发展许多电器价格都非常便宜。在军事方面的意义：不仅提高作战军事装备和作战平台的性能(如雷达和导航系统等)，而且导致新式武器和装备的产生，同时，微电子技术改变了传统的作战方式，这将会从近距离战争发展到未来的远距离的电子信息战。只有把微电子发展起来，一个国家才可以真正的强大起来．如近几年来我国的海权一直都得不到保护正是由于我国海上防卫能力还不够强大，归根到底是由于设备技术的落后，所以只有大力发展微电子我国才能够在未来真正成为科技强国。
四、微电子发展的趋势
微电子学是一门发展十分迅速的学科，而且微电子集成电路的发展一直都遵循“摩尔定律”。所谓的“摩尔定律”是指集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。21世界的微电子发展趋势主要有：第一、各国的微电子都在向减小器件尺寸方面和集成度不断提高方面发展，即微电子特征尺寸将由微米一亚微米一深亚微米一纳米甚至更小。尤其是国外发达国家正在向0．1微米以下的工艺发展，这更加拉大了我国与发达国家之间的差距。第二、发展片上系统(SOC)。其主要是将传感器、执行单元和数据处理系统集成在一块芯片上，从而完成信息的采样、处理等功能。第三、微电子技术与其它学科结合的产物。如她Ms技术，它是微电子技术与机械、力学、光学等领域结合的产物；还有用于医疗的生物芯片，其丰要微电子技术与生物工程技术相结合的产物。
五、微电子发展的策略
纵观近几年来我国微电子的发展情况可知，我国微电子行业严重缺乏技术人员，特别是集成电路设计工程师。由这一国情也就决定了我国未来几年微电子的发展方向以及人才的培养方向。微电子是衡量一个国家综合国力的重要指标，同时也在我国经济发展以及国家安全方面占有举足轻重的地位，这就需要我们国家重视对微电子的发展，对微电子人才的培养。关于微电子的发展我提几条意见：①根据国内微电子专业发展情况，大量培养微电子专业人才已经是迫在眉睫。同时，在培养人才的过程中我们也更应该注意人才培养的质量。②应该根据微电子专业的市场需求培养多层次、专业化人才，加强学校和企业的合作，了解企业需要的人才类型，加强各个高校在微电子学方面研究成果的交流。同时我们也应该注重理论联系实际；为学生提供实习的机会也是必不可少的，这样就可以培养学生的实际动手能力。③时刻了解国外微电子发展动态，专业课程可以直接采用或参考国际最新的优秀教材；聘请具有丰富实践经验的专家教授进行授课；创造机会，鼓励教师与企业合作进行研发项目，了解实际应用需求，并据此来完善各高校教学大纲。
参考文献：
[1]李枚.微电子封装技术的发展与展望[J].半导体技术，2000.25（5）：1 - 3
[2]李跃.电信企业信息化综述[J].电信科学，2003，(1)：l一5．
[3]刘春生.大学生综合能力和创新意识培养模式设计与实践，中国商教研究，2002(1)
集成电路设计研究方向范文6
【关键词】UHF RFID 片上天线 温度传感器 大容量存储器
射频识别（Radio Frequency Identifi-cation，RFID）是一种自动识别技术，近年来发展迅速，已广泛用于很多领域。RFID标签支持快速读写，多目标识别，非视距识别，移动定位及长期跟踪管理。超高频标签通常在 860MHz ～ 960MHz频率下工作，具有作用距离远（通常是3m～ 10m），通信速度快，成本低的优点，是目前RFID产业发展的热点，并有望在未来成为主流技术。
1 UHF RFID现状
1.1 国际现状
RFID 工作在发达国家起步比较早，发展水平也比较高，无论是技术、标准、产业链，还是应用方面都已发展得相对完备，在发达国家，RFID 技术已经发展成为 IC、IT产业炙手可热的焦点和热点技术。首先在芯片技术方面，发达国家已经具备了相对完整的产品线，并且在技术和市场不断的发展和完善等力量的推动下，电子标签工艺的提升，技术的进步，使其成本不断降低，应用发展进入了蓬勃发展的阶段。Alien公司的0类设计和Matrics公司的1 类设计奠定了第一代RFID标准的实现技术，相对于第一代标准来讲，EPC 第二代标签芯片具有很多优势，它的中心频率为900MHz 频段，大大提高了识别速率，可以达到500到1500标签/秒；反向散射数据速率可以从每秒数十bit提高到650kbps；扫描范围提高到30英尺。如今已经在市场和实验室出现了更多优异性能的UHF 第二代RFID标签芯片，如Impinj公司的 Monza 4 RFID标签芯片的系列产品已达到了更先进的水平，其优异的性能主要表现在可以扩展的内存选项、创新的保密功能、良好的抗干扰能力、业界领先的灵敏度指标。
在学术方面，近年来顶尖的国际集成电路会议和集成电路期刊发表了越来越多关于 RFID芯片技术的论文，国际物联网会议和国际RFID 会议也变得异常令人瞩目，成为全球致力于RFID技术领域的研究机构和从业人员交流最新成果与进展的良好平台。
在工业方面，Impinj公司等 RFID 公司不断取得技术进步，材料和工艺创新，使得芯片的技术性能大幅提高的同时，其成本不断降低，使市场不断地成熟，促进产业不断进步和升级，相信在未来的时间，随着该产业公司和研究机构对技术进步和革新的追求，芯片造价不断降低，性能的纪录不断被刷新，众多新技术与新应用被不断开发与推广。
1.2 国内现状
国内从事RFID产业的公司生产规模都不大，生产成本比较高，在众多的全国RFID企业中，绝大多数为各种、外企分支机构、系统集成与应用系统开发企业，真正从事RFID核心技术开发、具有自主知识产权的企业寥寥无几，这是我国RFID产业链中最薄弱的环节。针这样的现状和形势，科技部在国家高技术研究发展计划（863计划）的重大项目已经明确把“射频识别（RFID）技术与应用”列入，把UHF RFID的工作频段划分了840MHz～845MHz和920MHz～925MHz两个频段，2012年出台了基于ISO/IEC18000-6的国家标准，这对我国电子标签的发展起到了非常重要的作用。
虽然与国外RFID芯片设计水平存在很大的差距，但是我国集成电路设计和制造业在近些年来也取得了令人瞩目的发展和成就。在RFID芯片方面，已经基本实现了自主设计。国内 RFID设计公司主要有北京清华同方集成电路设计公司、上海华虹集成电路设计公司、上海复旦微电子公司等。在芯片制造方面，诸如复旦微电子、上海华虹、上海贝岭等优秀企业都具有大规模生产 RFID芯片的能力。
2 UHF RFID发展趋势
2.1 与传感器相结合
近年来，研究的热点集中在RFID 技术与无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Networks）的结合方面，冷链物流的兴起更是为内嵌温度传感器的RFID标签的发展提供了广阔的发展机遇和空间。
带有温度传感器的标签已经在很多论文中出现，而且市场上已经出现了这类成品标签。适用于RFID的温度传感器设计难点在于保证温度范围和精度的条件下使功耗控制在几个微瓦，甚至几百个纳瓦之内。目前的温度传感器，如果不采用校准，误差都是比较大的，因此，一般在RFID标签中采用的温度传感器都会采用校准技术，采用两点校准的比较多，这样又增加了标签的成本和复杂程度。
一些论文中虽然提到过在RFID标签中集成光传感器，但是在实际中很难做到，主要问题在于光敏器件与工艺很难兼容，标签的封装对光线进入光敏器件的影响难以估计。但是相信随着设计技术的进步，封装技术的改进和工艺的完善，光传感器也许在不远的将来就会在RFID标签芯片中实现。
对于压力传感器和湿度传感器，也存在着类似于光传感器一样的问题，而且相关的研究几乎还没有展开。
2.2 片上天线
采用和集成电路芯片相同的材料和工艺制作而成的天线叫做片上天线（On-Chip Antenna， OCA）。片上天线可以分为两种：第一种片上天线与电路芯片处在同一个硅衬底上，是真正意义上的片上天线，也称为片内天线；第二种片上天线与电路芯片不在同一硅衬底上，但被封装在同一个管壳内，也可以称做封装天线。
片上天线的设计和制作受到面积限制、工艺限制和干扰限制，天线的尺寸依据半波长或 1/4波长，通常芯片的尺寸小于该尺寸，要使天线尺寸尽量少受封装面积和芯片的约束，就要求天线工作频率不能太低，目前已有的关于RFID 片上天线多集中在HF、UHF和 MW频段。同时，标准 CMOS 材料和工艺，低金属电导率、硅互连金属尺寸、高介电常数和低阻硅衬底等方面的因素，都会对片上天线的性能产生一定的影响。由于硅器件结构和芯片面积等因素的制约，RFID片上天线的增益、方向性等性能，都要比片外天线低，但对于单品的近距离应用，是可以接受的。
与常规天线相比，片上天线具有自身优点：天线以及天线和芯片的连接都在芯片或封装内部实现，可以大大减小无线终端产品的体积，减轻产品的重量，并使产品的重复性和可靠性得到提高。天线与芯片在生产过程中一次生产出来，可以大幅度降低规模生产下的产品成本。
2.3 大容量存储器
由于受到芯片面积和功耗的限制，芯片中的存储器一般都比较小，普通的标签以512bit和1Kbit的最常见。但是用户希望的是大容量存储器，能够携带更多信息的标签对用户而言无疑更具有吸引力。在这种市场的推动下，大容量低功耗的存储器已经面世，目前，市场上已经出现了16Kbit、32Kbit甚至64Kbit存储器的UHF RFID标签。相信随着更深入的研究，更大容量更低功耗的存储器会被开发出来并应用在UHF RFID标签中。
3 结语
本文对UHF RFID国内外发展现状做了简单介绍，并根据目前市场以及最新研究论文，对UHF RFID未来的发展趋势做了总结，得出了与传感器相结合、片上天线和大容量存储器三个方向将成为UHF RFID发展热点的结论。
参考文献
[1]中国射频识别（RFID）技术政策白皮书[Z].中华人民共和国科学技术部等十五部委，2006（06）.
[2]倪昊，徐元森.非接触式IC卡天线的CMOS集成化设计[J].功能材料与器件学报，2003（9）.
[3]Namjun Cho，Seong-Jun Song.A 5.1μW UHF RFID Tag Chip integrated with Sensors for Wireless Environmental Monitoring[C].Proceedings of ESSCIRC，Grenoble，France，2005.
[4]Chen LY，Mao LH.A Novel Impedance Matching Approach for Passive UHF RFID Transponder ICs[J].Journal of Semiconductors，2008（29）.
[5]Foster PR，Burberry RA.Antenna problem in RFID systems[J].IEE Colloquium on RFID Technology，1999.
[6]Poki Chen，hun-Chi Chen.A Time-Domain SAR Smart Temperature Sensor With Curvature Compensation and a 3σ Inaccuracy of 0.4℃ +0.6℃ Overa0℃ to90℃ Range”[J].IEEE.J.Solid-State Circuits，Vol.45，NO.3，MARCH，2010.
作者简介
邹恒 （1963-），男，陕西省富平县人。大学本科学历。现为陕西省电子信息产品监督检验院工程师。研究方向为微电子产品检测。
