集成電路原理與設計精選(九篇)

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第1篇：集成電路原理與設計范文

關鍵詞：集成電路專業(yè)；實踐技能；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼： A 文章編號：1002-0845（2012）09-0102-02

集成電路產業(yè)是關系到國家經濟建設、社會發(fā)展和國家安全的新戰(zhàn)略性產業(yè)，是國家核心競爭力的重要體現。《國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術產業(yè)的重點發(fā)展方向之一。

信息技術產業(yè)的特點決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應該具有很高的工程素質和實踐能力。然而，目前很多應屆畢業(yè)生實踐技能較弱，走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設計的能力。其主要原因是一些高校對集成電路專業(yè)實踐教學的重視程度不夠，技能培養(yǎng)目標和內容不明確，導致培養(yǎng)學生實踐技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加強集成電路專業(yè)對學生實踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現實意義。

一、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的目標

集成電路專業(yè)是一門多學科交叉、高技術密集的學科，工程性和實踐性非常強。其人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數字電路、信號處理和計算機等相關基礎知識，以及集成電路制造的整個工藝流程，掌握集成電路設計基本理論和基本設計方法，掌握常用集成電路設計軟件工具，具有集成電路設計、驗證、測試及電子系統(tǒng)開發(fā)能力，能夠從事相關領域前沿技術工作的應用型高級技術人才。

根據集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，我們明確了集成電路專業(yè)的核心專業(yè)能力為：模擬集成電路設計、數字集成電路設計、射頻集成電路設計以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)四個方面。圍繞這四個方面的核心能力，集成電路專業(yè)人才實踐技能培養(yǎng)的主要目標應確定為：掌握常用集成電路設計軟件工具，具備模擬集成電路設計能力、數字集成電路設計能力、射頻集成電路設計能力、集成電路版圖設計能力以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)能力。

二、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的內容

1.電子線路應用模塊。主要培養(yǎng)學生具有模擬電路、數字電路和信號處理等方面的應用能力。其課程主要包含模擬電路、數字電路、電路分析、模擬電路實驗、數字電路實驗以及電路分析實驗等。

2.嵌入式系統(tǒng)設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應用領域的前沿知識，具備能夠從事面向應用的嵌入式系統(tǒng)設計能力。其課程主要有C語言程序設計、單片機原理、單片機實訓、傳感器原理、傳感器接口電路設計、FPGA原理與應用及SOPC系統(tǒng)設計等。

3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學生熟悉半導體集成電路制造工藝流程，掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法，具備一定的集成電路版圖設計能力。其課程主要包含半導體物理、半導體材料、集成電路專業(yè)實驗、集成電路工藝實驗和集成電路版圖設計等。

4.模擬集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握CMOS模擬集成電路設計原理與設計方法，熟悉模擬集成電路設計流程，熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設計的能力。其課程主要包含模擬電路、半導體物理、CMOS模擬集成電路設計、集成電路CAD設計、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設計方法和混合集成電路設計等。此外，還包括Synopsis認證培訓相關課程。

5.數字集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握數字集成電路設計原理與設計方法，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事數字集成電路設計的能力。其課程主要包含數字電路、數字集成電路設計、硬件描述語言、VLSI測試技術、ASIC設計綜合和時序分析等。

6.射頻集成電路設計模塊。主要培養(yǎng)學生掌握射頻集成電路設計原理與設計方法，具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設計的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設計、電磁場技術、電磁場與

天線和通訊原理等。

在實踐教學內容的設置、安排上要符合認識規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學生的理論知識基礎與基本技能的訓練，既要有利于啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維與意識，有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新進取的科學精神，有利于激發(fā)學生的學習興趣，又要保證基礎，注重發(fā)揮學生主觀能動性，強化綜合和創(chuàng)新。因此，在集成電路專業(yè)的實驗教學安排上，應減少緊隨理論課開設的驗證性實驗內容比例，增加綜合設計型和研究創(chuàng)新型實驗的內容，使學有余力的學生能發(fā)揮潛能，有利于因材施教。

三、集成電路專業(yè)實踐技能培養(yǎng)的策略

1.改善實驗教學條件，提高實驗教學效果。學校應抓住教育部本科教學水平評估的機會，加大對實驗室建設的經費投入，加大實驗室軟、硬件建設力度。同時加強實驗室制度建設，制訂修改實驗教學文件，修訂完善實驗教學大綱，加強對實驗教學的管理和指導。

2.改進實驗教學方法，豐富實驗教學手段。應以學生為主體，以教師為主導，積極改進實驗教學方法，科學安排課程實驗，合理設計實驗內容，給學生充分的自由空間，引導學生獨立思考應該怎樣做，使實驗成為可以激發(fā)學生理論聯(lián)系實際的結合點，為學生創(chuàng)新提供條件。應注重利用多媒體技術來豐富和優(yōu)化實驗教學手段，如借助實驗輔助教學平臺，利用仿真技術，加強新技術在實驗中的應用，使學生增加對實驗的興趣。

3.加強師資隊伍建設，確保實驗教學質量。高水平的實驗師資隊伍，是確保實驗教學質量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關鍵。應制定完善的有利于實驗師資隊伍建設的制度，對實驗師資隊伍的人員數量編制、年齡結構、學歷結構和職稱結構進行規(guī)劃，從職稱、待遇等方面對實驗師資隊伍予以傾斜，保證實驗師資隊伍的穩(wěn)定和發(fā)展。

4.保障實習基地建設，增加就業(yè)競爭能力。開展校內外實習是提高學生實踐技能的重要手段。

實習基地是學生獲取科學知識、提高實踐技能的重要場所，對集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學校應積極聯(lián)系那些具有一定實力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè)，給能夠提供實習場所并愿意支持學校完成實習任務的單位掛實習基地牌匾。另外，可以把企業(yè)請進來，聯(lián)合構建集成電路專業(yè)校內實踐基地，把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來，實現在校教育與產業(yè)需求的無縫聯(lián)接。

5.重視畢業(yè)設計，全面提升學生的綜合應用能力。畢業(yè)設計是集成電路專業(yè)教學中最重要的一個綜合性實踐教學環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設計工作一般都被安排在最后一個學期，此時學生面臨找工作和準備考研復試的問題，畢業(yè)設計的時間和質量有時很難保證。為了進一步加強實踐環(huán)節(jié)的教學，應讓學生從大學四年級上半學期就開始畢業(yè)設計，因為那時學生已經完成基礎課程和專業(yè)基礎課程的學習，部分完成專業(yè)課程的學習，而專業(yè)課教師往往就是學生畢業(yè)設計的指導教師，在此時進行畢業(yè)設計，一方面可以和專業(yè)課學習緊密結合起來，另一方面便于指導教師加強對學生的教育和督促。

選題是畢業(yè)設計中非常關鍵的環(huán)節(jié)，通過選題來確定畢業(yè)設計的方向和主要內容，是做好畢業(yè)設計的基礎，決定著畢業(yè)設計的效果。因此教師對畢業(yè)設計的指導應從幫助學生選好設計題目開始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設計的選題要符合本學科研究和發(fā)展的方向，在選題過程中要注重培養(yǎng)學生綜合分析和解決問題的能力。在畢業(yè)設計的過程中，可以讓學生們適當地參與教師的科研活動，以激發(fā)其專業(yè)課學習的熱情，在科研實踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識，提高實踐能力。

6.全面考核評價，科學檢驗技能培養(yǎng)的效果。實踐技能考核是檢驗實踐培訓效果的重要手段。相比理論教學的考核，實踐教學的考核標準不易把握，操作困難，因此各高校普遍缺乏對實踐教學的考核，影響了實踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學生的實踐技能培養(yǎng)貫穿于大學四年，每個培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應進行科學的考核，既要加強實驗教學的考核，也要加強畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)的考核。

對實驗教學考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實驗教學進行過程中進行的質量監(jiān)控，教師要對學生在實驗過程中的操作表現、學術態(tài)度以及參與程度等進行評價；事后考核是指實驗結束后要對學生提交的實驗報告進行評價。這兩部分構成實驗課考核成績，并于期末計入課程總成績。這樣做使得學生對實驗課的重視程度大大提高，能夠有效地提高實驗課效果。此外，還可將學生結合教師的科研開展實驗的情況計入實驗考核。

7.借助學科競賽，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實際問題的能力設計的、以學生為參賽主體的比賽。學科競賽能夠在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上，以競賽的方式培養(yǎng)學生的綜合能力，引導學生通過完成競賽任務來發(fā)現問題、解決問題，并增強學生的學習興趣及研究的主動性，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神。

在參加競賽的整個過程中，學生不僅需要對學習過的若干門專業(yè)課程進行回顧，靈活運用，還要查閱資料、搜集信息，自主提出設計思想和解決問題的辦法，既檢驗了學生的專業(yè)知識，又促使學生主動地學習，最終使學生的動手能力、自學能力、科學思維能力和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學生在參賽過程中運用所學知識的能力，認真總結參賽經驗，分析由此暴露出的相關教學環(huán)節(jié)的問題和不足，能夠相應地改進教學方法與內容，有利于提高技能教學的有效性。

此外，還應鼓勵學生積極申報校內的創(chuàng)新實驗室項目和實驗室開放基金項目，通過這些項目的研究可以極大地提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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第2篇：集成電路原理與設計范文

在非微電子專業(yè)如計算機、通信、信號處理、自動化、機械等專業(yè)開設集成電路設計技術相關課程，一方面，這些專業(yè)的學生有電子電路基礎知識，又有自己本專業(yè)的知識，可以從本專業(yè)的系統(tǒng)角度來理解和設計集成電路芯片，非常適合進行各種應用的集成電路芯片設計階段的工作，這些專業(yè)也是目前芯片設計需求最旺盛的領域；另一方面，對于這些專業(yè)學生的應用特點，不宜也不可能開設微電子專業(yè)的所有課程，也不宜將集成電路設計階段的許多技術（如低功耗設計、可測性設計等）開設為單獨課程，而是要將相應課程整合，開設一到二門集成電路設計的綜合課程，使學生既能夠掌握集成電路設計基本技術流程，也能夠了解集成電路設計方面更深層的技術和發(fā)展趨勢。因此，在課程的具體設置上，應該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設計技術是一門實踐性非常強的課程。隨著電子信息技術的飛速發(fā)展，采用EDA工具進行電路輔助設計，已經成為集成電路芯片主流的設計方法。因此，在理解電路和芯片設計的基本原理和流程的基礎上，了解和掌握相關設計工具，是掌握集成電路設計技術的重要環(huán)節(jié)。技能培訓與前瞻理論皆有在課程的內容設置中，既要有使學生掌握集成電路芯片設計能力和技術的講授和實踐，又有對集成電路芯片設計新技術和更高層技術的介紹。這樣通過本門課程的學習，一方面，學員掌握了一項實實在在有用的技術；另一方面，學員了解了該項技術的更深和更新的知識，有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上，對集成電路芯片設計技術的繼續(xù)研究和學習?；A理論和技術流程隔離由于是針對非微電子專業(yè)開設的課程，因此在課程講授中不涉及電路設計的一些原理性知識，如半導體物理及器件、集成電路的工藝原理等，而是將主要精力放在集成電路芯片的設計與實現技術上，這樣非微電子專業(yè)的學生能夠很容易入門，提高其學習興趣和熱情。

2非微電子專業(yè)集成電路設計課程實踐

根據以上原則，信息工程大學根據具體實際，在計算機、通信、信號處理、密碼等相關專業(yè)開設集成電路芯片設計技術課程，根據近兩年的教學情況來看，取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優(yōu)化的理論授課內容

1）集成電路芯片設計概論：介紹IC設計的基本概念、IC設計的關鍵技術、IC技術的發(fā)展和趨勢等內容。使學員對IC設計技術有一個大概而全面的了解，了解IC設計技術的發(fā)展歷程及基本情況，理解IC設計技術的基本概念；了解IC設計發(fā)展趨勢和新技術，包括軟硬件協(xié)同設計技術、IC低功耗設計技術、IC可重用設計技術等。

2）IC產業(yè)鏈及設計流程：介紹集成電路產業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”，以及數字IC設計流程等內容。使學員了解集成電路產業(yè)的變革和分工，了解設計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)的一些基本情況，了解數字IC的整個設計流程，包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優(yōu)化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內容。

3）RTL硬件描述語言基礎：主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設計方法等內容。使學員能夠初步掌握使用硬件描述語言進行數字邏輯電路設計的基本語法，了解大型電路芯片的基本設計規(guī)則和設計方法，并通過設計實踐學習和鞏固硬件電路代碼編寫和調試能力。

4）系統(tǒng)集成設計基礎：主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)（SoC）、片上網絡（NoC）的基本概念和集成設計方法。使學員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級芯片架構設計的基礎方法及主要片內嵌入式處理器核。豐富的實踐操作內容

1）Verilog代碼設計實踐：學習通過課下編碼、上機調試等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述語言進行基本數字邏輯電路設計的能力，并通過給定的IP核或代碼模塊的集成，掌握大型芯片電路的集成設計能力。

2）IC前端設計基礎實踐：依托Synopsys公司數字集成電路前端設計平臺DesignCompiler，使學員通過上機演練，初步掌握使用DesignCompiler進行集成電路前端設計的流程和方法，主要包括RTL綜合、時序約束、時序優(yōu)化、可測性設計等內容。

3）IC后端設計基礎實踐：依托Synopsys公司數字集成電路后端設計平臺ICCompiler，使學員通過上機演練，初步掌握使用ICCompiler進行集成電路后端設計的流程和方法，主要包括后端設計準備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優(yōu)化等內容。靈活的考核評價機制

1）IC設計基本知識筆試：通過閉卷考試的方式，考查學員隊IC設計的一些基本知識，如基本概念、基本設計流程、簡單的代碼編寫等。

2）IC設計上機實踐操作：通過上機操作的形式，給定一個具體并相對簡單的芯片設計代碼，要求學員使用Synopsys公司數字集成電路設計前后端平臺，完成整個芯片的前后端設計和驗證流程。

3）IC設計相關領域報告：通過撰寫報告的形式，要求學員查閱IC設計領域的相關技術文獻，包括該領域的前沿研究技術、設計流程中相關技術點的深入研究、集成電路設計領域的發(fā)展歷程和趨勢等，撰寫相應的專題報告。

3結語

第3篇：集成電路原理與設計范文

關鍵詞：版圖設計；集成電路；教學與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0153-02

目前，集成電路設計公司在招聘新版圖設計員工時，都希望找到已經具備一定工作經驗的，并且熟悉本行業(yè)規(guī)范的設計師。但是，IC設計這個行業(yè)圈并不大，招聘人才難覓，不得不從其他同行業(yè)挖人才或通過獵頭公司。企業(yè)不得不付出很高的薪資，設計師才會考慮跳槽，于是一些企業(yè)將招聘新員工目標轉向了應屆畢業(yè)生或在校生，以提供較低薪酬聘用員工或實習方式來培養(yǎng)適合本公司的版圖師。一些具備版圖設計知識的即將畢業(yè)學生就進入了IC設計行業(yè)。但是，企業(yè)通常在招聘時或是畢業(yè)生進入企業(yè)一段時間后發(fā)現，即使是懂點版圖知識的新員工，電路和工藝的知識差強人意，再就是行業(yè)術語與設計軟件使用不夠熟練、甚至不懂。這就要求我們在版圖教學時滲入電路與工藝等知識，使學生明確其中緊密關聯(lián)關系，樹立電路、工藝以及設計軟件為版圖設計服務的理念。

一、企業(yè)對IC版圖設計的要求分析

集成電路設計公司在招聘版圖設計員工時，除了對員工的個人素質和英語的應用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應用的能力。一般都會對新員工做以下要求：熟悉半導體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數字、模擬）設計，了解電路原理，設計關鍵點；熟悉Foundry廠提供的工藝參數、設計規(guī)則；掌握主流版圖設計和版圖驗證相關EDA工具；完成手工版圖設計和工藝驗證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設計人員除了懂得IC設計、版圖設計方面的專業(yè)知識，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關知識[3]。正因為其需要掌握的知識面廣，而國內學校開設這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設計工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經驗的設計工程師，就成為各設計公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4，5]。

二、針對企業(yè)要求的版圖設計教學規(guī)劃

1.數字版圖設計。數字集成電路版圖設計是由自動布局布線工具結合版圖驗證工具實現的。自動布局布線工具加載準備好的由verilog程序經過DC綜合后的網表文件與Foundry提供的數字邏輯標準單元版圖庫文件和I/O的庫文件，它包括物理庫、時序庫、時序約束文件。在數字版圖設計時，一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學校開設這門課程，可以推薦學生自學或是參加專業(yè)培訓。二是數字邏輯標準單元版圖庫的設計，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標準單元版圖庫，因此對于初學者而言設計好標準單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關重要。

2.模擬版圖設計。在模擬集成電路設計中，無論是CMOS還是雙極型電路，主要目標并不是芯片的尺寸，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。作為版圖設計者，更關心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關系，應當知道為什么差分對需要匹配，應當知道有關信號流、降低寄生參數、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上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說仍然是一個問題，但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設計中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設計師作為前端電路設計師的助手，經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、導線是否有大電流流過等，這就要求版圖設計師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。

3.逆向版圖設計。集成電路逆向設計其實就是芯片反向設計。它是通過對芯片內部電路的提取與分析、整理，實現對芯片技術原理、設計思路、工藝制造、結構機制等方面的深入洞悉。因此，對工藝了解的要求更高。反向設計流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗證、電路調整、版圖提取整理、版圖繪制驗證及后仿真等。設計公司對反向版圖設計的要求較高，版圖設計工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設計師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數字標準單元電路工作原理。

三、教學實現

1.數字版圖。數字集成電路版圖在教學時，一是掌握自動布局布線工具的使用，還需要對UNIX或LINUX系統(tǒng)熟悉，尤其是一些常用的基本指令；二是數字邏輯單元版圖的設計，目前數字集成電路設計大都采用CMOS工藝，因此，必須深入學習CMOS工藝流程。在教學時，可以做個形象的PPT，空間立體感要強，使學生更容易理解CMOS工藝的層次、空間感。邏輯單元版圖具體教學方法應當采用上機操作并配備投影儀，教師一邊講解電路和繪制版圖，一邊講解軟件的操作、設計規(guī)則、畫版圖步驟、注意事項，學生跟著一步一步緊隨教師演示學習如何畫版圖，同時教師可適當調整教學速度，適時停下來檢查學生的學習情況，若有錯加以糾正。這樣，教師一個單元版圖講解完畢，學生亦完成一個單元版圖。亦步亦趨、步步跟隨，學生的注意力更容易集中，掌握速度更快。課堂講解完成后，安排學生實驗以鞏固所學。邏輯單元版圖教學內容安排應當采用目前常用的單元，并具有代表性、擴展性，使學生可以舉一反三，擴展到整個單元庫。具體單元內容安排如反相器、與非門/或非門、選擇器、異或門/同或門、D觸發(fā)器與SRAM等。在教授時一定要注意符合行業(yè)規(guī)范，比如單元的高度、寬度的確定要符合自動布局布線的要求；單元版圖一定要最小化，如異或門與觸發(fā)器等常使用傳輸門實現，繪制版圖時注意晶體管源漏區(qū)的合并；大尺寸晶體管的串并聯(lián)安排合理等。

2.模擬版圖。模擬集成電路版圖設計更注重電路的性能實現，經常需要與前端電路設計工程師交流。因此，版圖教學時教師須要求學生掌握模擬集成電路的基本原理，學生能識CMOS模擬電路，與前端電路工程師交流無障礙。同時也要求學生掌握工藝對模擬版圖的影響，熟練運用模擬版圖的晶體管匹配、保護環(huán)、Dummy晶體管等關鍵技術。在教學方法上，依然采用數字集成電路版圖的教學過程，實現教與學的同步。在內容安排上，一是以運算放大器為例，深入講解差分對管、電流鏡、電容的匹配機理，版圖匹配時結構采用一維還是二維，具體是如何布局的，以及保護環(huán)與dummy管版圖繪制技術。二是以帶隙基準電壓源為例，深入講解N阱CMOS工藝下雙極晶體管PNP與電阻匹配的版圖繪制技術。在教學時需注意晶體管與電阻并聯(lián)拆分的合理性、電阻與電容的類型與計算方法以及布線的規(guī)范性。

3.逆向版圖設計。逆向集成電路版圖設計需要學生掌握數字標準單元的命名規(guī)范、所有標準單元電路結構、常用模擬電路的結構以及芯片的工藝，要求學生熟悉模擬和數字集成單元電路。這樣才可以在逆向提取電路與版圖時，做到準確無誤。教學方法同樣還是采用數字集成電路版圖教學流程，達到學以致用。教學內容當以一個既含數字電路又含模擬電路的芯片為例。為了提取數字單元電路，需講解foundry提供的標準單元庫里的單元電路與命名規(guī)范。在提取單元電路教學時，說明數字電路需要歸并同類圖形，例如與非門、或非門、觸發(fā)器等，同樣的圖形不要分析多次。強調學生注意電路的共性、版圖布局與布線的規(guī)律性，做到熟能生巧。模擬電路的提取與版圖繪制教學要求學生掌握模擬集成電路常用電路結構與工作原理，因為逆向設計軟件提出的元器件符號應該按照易于理解的電路整理，使其他人員也能看出你提取電路的功能，做到準確通用規(guī)范性。

集成電路版圖設計教學應面向企業(yè)，按照企業(yè)對設計工程師的要求來安排教學，做到教學與實踐的緊密結合。從教學開始就向學生灌輸IC行業(yè)知識，定位準確，學生明確自己應該掌握哪些相關知識。本文從集成電路數字版圖、模擬版圖和逆向設計版圖這三個方面就如何開展教學可以滿足企業(yè)對版圖工程師的要求展開探討，安排教學有針對性。在教學方法與內容上做了分析探討，力求讓學生在畢業(yè)后可以順利進入IC行業(yè)做出努力。

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第4篇：集成電路原理與設計范文

微電子技術專業(yè)簡介 本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有良好職業(yè)道德和人文素養(yǎng)，掌握微電子學基礎知識，具備集成電路設計、生產、應用開發(fā)及營銷等能力，從事集成電路設計、FPGA 應用與開發(fā)、集成電路生產、電子產品開發(fā)以及 IC 產品營銷和技術支持等工作的高素質技術技能人才。

主干課程：電子技術基礎、集成電路工藝原理、集成電路封裝與測試基礎、硬件描述語言(Verilog/VHDL)、數字系統(tǒng)設計、IC 設計方法、數字系統(tǒng) CAD、FPGA 應用開發(fā)、集成電路版圖設計等。

本專業(yè)學生畢業(yè)后可在集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事開發(fā)和研究工作。

微電子技術專業(yè)就業(yè)方向有哪些 就業(yè)方向：電子類企事業(yè)單位：半導體集成電路芯片制造、產品檢測、產品封裝、版圖設計、質量控制、生產管理、設備維護及技術研發(fā)。

學生可選擇到中、高等職業(yè)院校從事專業(yè)教學和管理工作，或到集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事研究、開發(fā)及管理等工作，也可選擇微電子科學與工程、固體電子學、通信、計算機科學等學科繼續(xù)深造，攻讀碩士研究生。

微電子技術專業(yè)主要職業(yè)能力 1.具備對新知識、新技能的學習能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;

2.具備熟練使用通用電子儀器、儀表及集團電路相關測試設備的能力;

3.具備電子系統(tǒng)組裝調試能力;

4.具備從事集成電路應用推廣工作的能力和銷售能力;

5.掌握數字系統(tǒng) Verilog/VHDL 編程及調試技能;

6.掌握集成電路前端(邏輯綜合)/后端工具(自動布局布線)的使用方法;

7.掌握集成電路版圖工具的使用方法;

8.掌握 FPGA 設計工具的使用方法;

第5篇：集成電路原理與設計范文

關鍵詞：數字電路 教學 課堂教學 實驗教學

中圖分類號：TN79-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0121-02

數字電路是電子信息類專業(yè)的一門學科基礎課程，通過本課程的學習，同學們能夠了解數字電子技術的基本概念、數字邏輯電路分析和設計方法，掌握常用集成電路芯片的使用，實現簡單數字應用電路設計，為后續(xù)有關專業(yè)課程學習和解決工程實踐中遇到的數字邏輯問題打下良好的基礎，培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新能力的應用型人才。

數字電路是現代電子系統(tǒng)的必要組成部分，從一般的數字邏輯電路、微處理器控制電路、到復雜的信號處理系統(tǒng)，無不留下數字電路的身影，因此掌握數字電路分析、設計方法和測試方法是電子信息類專業(yè)的基本要求。

1、對數字概念的建立是該門課程的重要基礎。

數字電路是真正接觸數字邏輯、數字概念的第一門課，這部分概念的掌握與否，直接影響到后續(xù)課程的學習，比如：微機原理、單片機原理、數字信號處理和EDA等。

（1）邏輯量概念和邏輯運算是數字電路的基礎，邏輯量是用來表示事件是否發(fā)生的物理量，在具體電路實現上用高低電平來表示邏輯量0和1。邏輯關系表示了事件之間的因果關系，在具體電路方面用各種門電路來實現。

（2）編碼方法、二進制概念、算術運算是數字邏輯的具體應用。用多位有序邏輯量排列來表示不同的符號和不同的數就形成了編碼，其中二進制是表示數的一種常用方法，這時的0和1也變成了數，但是其運算電路實現仍然是用邏輯電路來實現的。

比如一位全加器就是一個典型的二進制運算器，其運算規(guī)則是按照二進制運算進行的，每個變量的值，代表真實的二進制數0和1，但是其實現電路有時按照邏輯電路來實現的。

假設一位全加器的輸入信號兩個加數分別為Ai，Bi與低位進位Ci-1，輸出信號分別為和Si與進位Ci，則得到真值表如下。

由上述邏輯表達式就可以得到一位二進制全加法器，如果有多個這樣的二進制全加器就可以實現多位二進制加法器，實現加法運算。

2、組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析和設計是數字電路教學的主要內容

組合邏輯電路的分析和設計主要包括各種門電路和一些常用組合邏輯電路，這部分內容是邏輯運算關系的具體實現，也是一些常用小規(guī)模集成電路原理理解和應用的具體實現，特別是譯碼器74LS138和數據選擇器74LS151的理解和應用。

時序邏輯電路的分析和設計主要包括觸發(fā)器原理介紹、由觸發(fā)器構成的時序電路和中小規(guī)模集成電路的應用，這部分內容是數字電路教學的主要內容，特別是用時序電路來解決具體應用問題時，如何把具體問題轉換成電路設計問題時一大難點。其中兩個重要的集成電路模塊是移位寄存器74LS194和異步復位十六進制計數器74LS161。

組合邏輯電路和時序邏輯電路是按照電路中有無觸發(fā)器來區(qū)分的兩種電路形式，實際時序邏輯電路中往往肯定包含組合電路，按照一定的分析和設計思路，就可以順利完成電路的分析和設計。

圖一是用譯碼器和數據選擇器分別實現全加器的電路圖，我們在輸入端用撥動開關來表述不同的輸入信號，在輸出端用發(fā)光二級管來表示輸出結果，這樣非常直觀，利于同學們的理解。

（b）用74LS151數據選擇器實現

圖1 全加器實現與演示

3、積極改進教學內容，注重應用技能的培養(yǎng)

數字電子技術的發(fā)展、電子設計手段的進步已經發(fā)生了巨大的變化，但是我們教材的主要內容和20多年前沒有大的變化，強調數字技術的基礎性，在門電路、集成電路方面花了很多的篇章，這也是現在同學們學習時比較難掌握的部分，但是這一部分也是絕大部分同學今后很少用到的部分。另外一方面，現代設計所需要的CPLD、FPGA知識和HDL語言沒有介紹或介紹不夠。因此，我們在教學中，弱化門電路和集成電路的教學，強調集成電路的功能和接口條件，在介紹集成電路芯片的同時，介紹其Verilog HDL描述。這樣對照硬件和軟件進行學習，相互印證，能夠得到比較好的效果。這種學習方法，可以適應硬件設計的軟件化設計趨勢。

4、積極改進理論和實驗教學方法，加強動手能力的培養(yǎng)

在數字電路教學中多講解各種實用電路的設計和實驗，可以提高課程教學的效果，幫助同學們理解數字電路理論教學內容，增強同學們感官認識和動手能力。現在數字電路實驗特別是多個集成電路芯片的實驗因為接線問題，常常影響同學們的實驗效果，甚至得不到所需要的結論。另外硬件實驗要花費較多的時間資源和硬件資源，并且以后的工作需要更多的是軟件仿真工作，因此仿真工作是很多設計過程中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。因此在教學過程中我們要求學生掌握Multisim仿真軟件。通過老師演示，學生自己仿真，花時間少，可以充分發(fā)揮自己的想象。

Mutilsim軟件具有非常強大的功能，不僅可以滿足數字電路的仿真還可以滿足模擬電路的仿真要求，系統(tǒng)提供了大量的信號源和測試設備，使系統(tǒng)的運行看起來非常逼真。系統(tǒng)還可以實現硬件描述語言編程的仿真，還可以進行CPU軟件編程程序的仿真，因此建議同學們掌握Mutilsim軟件的使用。（如圖2）

圖2是60進制計數器的電路，圖中不僅包含由兩個74LS161組成的60進制計數器，還包含了兩個數碼管驅動電路和兩個7段數碼管。這樣通過仿真軟件實現具有下列優(yōu)點：

（1）可以方便地修改60進制計數器的各種設計方法，只需簡單修改就可以實現同步計數電路、異步計數電路、同步置零、異步清零等計數器控制策略；

（2）可以方便地實現其他進制的計數器，如果采用74LS160電路可以更簡單；

（3）進一步理解數碼管驅動電路的原理和使用方法。

（4）進一步理解數碼管的模塊的連接方法。

本文針對數字電路課程教學中的數字電路概念、教學內容和教學方法等問題做了比較具體的分析，并用具體實例進行了說明。

參考文獻

[1]謝劍斌，李沛秦等.在“數字電子技術”教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力.電氣電子教學學報，Vol.32，No.6，2010.12.

[2]張振亞.數字電路教改探討.西南民族大學學報·自然科學版第37卷5，2011.5.

[3]宋偉，朱幼蓮.“數字電路”課程設計教學改革探索.江蘇技術師范學院學報Vol.17，No.8，2011.8.

第6篇：集成電路原理與設計范文

1、課程目標

使學生具備本專業(yè)的高素質技術應用型人才所必需的電子電路邏輯設計基本知識和靈活應用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能；為學生全面掌握電子設計技術和技能，提高綜合素質，增強職業(yè)變化的適應能力和繼續(xù)學習能力打下一定基礎；通過項目的引導與實現，培養(yǎng)學生團結協(xié)作、敬業(yè)愛崗和吃苦耐勞的品德和良好職業(yè)道德觀。本課程目標具體包括知識目標、能力目標和素質目標。

（1）知識目標：熟悉數字電子技術的基本概念、術語，熟悉邏輯代數基本定律和邏輯函數化簡；掌握門電路及觸發(fā)器的邏輯功能和外特性；掌握常用組合邏輯電路和時序電路的功能及分析方法，學會一般組合邏輯電路的設計方法（用SSI和MSI器件），學會同步計數器的設計方法；熟悉脈沖波形產生與變換電路的工作原理及其應用；了解A/D，D/A電路及半導體存儲器、PLA器件的原理及其應用。

（2）能力目標：具有正確使用脈沖信號發(fā)生器、示波器等實驗儀器的能力；具有查閱手冊合理選用大、中、小規(guī)模數字集成電路組件的能力；具有用邏輯思維方法分析常用數字電路邏輯功能的能力；具有數字電路設計初步的能力。

（3）素質目標：培養(yǎng)學生學習數字電路的興趣；培養(yǎng)學生團結合作的意識，培養(yǎng)學生自己查找資料能力。

2、課程定位

《邏輯設計》是計算機應用技術專業(yè)和電子信息類專業(yè)的一門重要硬件基礎課，其理論性和實踐性很強，尤其強調工程應用。是現代電子技術、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術的和集成電路設計的基礎。在高速發(fā)展的電子產業(yè)中數字電路具有較簡單又容易集成。通過本課程學習，熟悉小中大規(guī)模數字集成電路分析與應用，突出數字電子技術應用性，獲得數字電子技術必要的基本理論基本知識和基本技能；了解數字電子技術的應用和發(fā)展概況，為后繼課程及從事相關工程技術工作和科研與設計工作打下一定基礎?！哆壿嬙O計》在電子信息專業(yè)課程的地位，表現在其先導課程為《電工電子技術》，要求學生掌握由分立元器件組成的電子電路的識別與檢測、與基本分析方法，掌握有關晶體管以及晶體管電路的分析方法等；其后續(xù)課程有《微機原理與接口技術》、《單片機技術應用》、《EDA技術應用》等。學習集成電路芯片在計算機及相關電子設備中的應用與作用。

二、邏輯設計課程教學內容

1、教學內容選取依據

（1）以培養(yǎng)高素質技能型人才為目標，教學內容選擇與組織突出“以能力為本位，以職業(yè)實踐為主線，以項目主體--任務貫穿”為總體設計要求，在內容的選取上，首先立足于打好基礎。在確?；靖拍睢⒒驹砗突窘虒W方法的前提下，簡化集成電路內部結構和工作原理的講述，減少小規(guī)模集成電路的內容，盡可能多地介紹中大規(guī)模集成電路及其應用。以能力培養(yǎng)為主線，以應用為目的，突出思路與方法闡述，力求反映當今數字電子技術的新發(fā)展。

（2）在教材內容編排上精心組合，深入淺出，做到概念清晰，邏輯設計思想嚴謹。教學實施中注重重點突出，層次分明，相互銜接，邏輯性強，以利于教學做一體化的整合。在講義上力求簡潔流暢，通俗易懂，便于學生自學。

（3）以實訓項目為載體，采取任務驅動教學做一體化的實施，體現理論指導實踐，實踐深化理論的素質養(yǎng)成目的。

（4）依據各學習項目的內容總量以及在該門課程中的地位分配各學習項目的課時數。

（5）知識學習程度用語主要使用“了解”、“理解”、“能”或“會”等用來表述?！傲私狻庇糜诒硎鍪聦嵭灾R的學習程度，“理解”用于表述原理性知識的學習程度，“能”或“會”用于表述技能的學習程度。

2、教學具體內容安排

表決器電路設計與制作，搶答器電路設計與制作，同步計數器電路設計與制作，方波發(fā)生器電路設計與制作，數字鐘電路設計與制作。

三、邏輯設計課程教學模式與手段

1、教材編寫

教材編寫體現項目課程的特色與設計思想，教材內容體現先進性、實用性，典型產品的選取科學，體現地區(qū)產業(yè)特點，具有可操作性。呈現方式圖文并茂，文字表述規(guī)范、正確、科學。

2、教學模式

采取項目教學，以工作任務為出發(fā)點來激發(fā)學生的學習興趣，教學過程中要注重創(chuàng)設教育情境，采取“教學做”一體化的教學模式，將知識、能力、素質的培養(yǎng)緊密結合，進一步加強職業(yè)教育教學改革研究，優(yōu)化完善我校應用型人才培養(yǎng)體系。

3、教學方法

從教學手段、教案設計、教學思路、語言表述、教學資源等方面著手，對如何在課堂教學中提高學生的學習主動性和興趣開展教研。教學過程有進行項目引導，任務貫穿，“提出問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”，把握課程的進度，活躍課堂氣氛，使大多數學生能夠獲得盡可能大的收獲。采用“發(fā)現法”教學方式，使學生建立科學的思維方法與創(chuàng)新意識。學習內容的掌握依賴于學習者的實踐，課程組加強了對教師教學及學生學習過程的管理；為使學生理解和有效掌握課程內容，在堅持課外習題練習、輔導答疑等教學環(huán)節(jié)的基礎上，增加隨堂練習、單元測驗等即時性練習環(huán)節(jié)，督促學生復習和掌握已學知識點。

4、教學手段

充分利用掛圖、投影、多媒體等現代化手段，發(fā)揮網絡突破空間距離限制的優(yōu)勢，讓學生能夠最大限度的利用學習資源，自主地學習和提高，彌補課堂上未能及時消化吸收的部分內容。教學過程中相應教學班成立課程提高學習小組，任課教師課外指導該小組進行拓展學習及課外科技活動指導，達到因材施教的目的；一方面教師指導有興趣能力強的學生進行課外學習，特別是對數字系統(tǒng)設計知識的答疑指導，為能力強的學生提供發(fā)展空間，解決因課時數限制而無法在課堂上深入講授特定工程應用專題的矛盾。也加強了教師與學生的互動，教師可以第一手了解學生對教學過程的反饋，改進教學方法，利用學習好的學生帶動整個班級的學習，促進良好班風學風的形成。探討當前教學環(huán)境下，培養(yǎng)學生課外學習能力的新模式。

第7篇：集成電路原理與設計范文

關鍵詞 電子科學與技術專業(yè)；實習基地；定向培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）02-0102-02

Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing， Xu Yanbin

Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty， the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point， to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal， two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training， explore the new road of school enterprise cooperation.

Key words electronic science and technology specialty； practice base； targeted training

2000年6月，國務院印發(fā)《鼓勵軟件產業(yè)和集成電路產業(yè)發(fā)展的若干政策》（國發(fā)2000〔18號〕），明確提出軟件產業(yè)和集成電路產業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)，是國民經濟和社會信息化的重要基礎[1]。大力發(fā)展我國集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)，是克服我國集成電路人才短缺，抓緊培養(yǎng)集成電路專業(yè)人才方面的重大舉措。隨著集成電路產業(yè)的飛速發(fā)展，國家和企業(yè)對集成電路各類人才的需求越來越多，對人才的要求也越來越高，這些都對電子科學與技術專業(yè)的本科教學提出了新的挑戰(zhàn)。高等學校在人才培養(yǎng)的模式上必須進行有效的改革，校企合作體制的實施和更深層次的建設是高校人才培養(yǎng)模式改革的重要方面之一。通過校企合作體制的開展和教學質量的不斷提高，使畢業(yè)生在準備就業(yè)的時候不僅具有深厚的理論功底，而且能夠學習和掌握相關的設計軟件，具有相關工作經驗和解決實際問題的能力，了解行業(yè)背景和企業(yè)需求，為培養(yǎng)直接上崗型人才打下了良好的基礎。

1 學校目前存在的問題

電子科學與技術專業(yè)是為國家和社會培養(yǎng)集成電路產業(yè)人才的重要專業(yè)分類。河北大學電子科學與技術專業(yè)的學生主要學習集成電路工藝和集成電路設計兩大類課程，其中集成電路設計又包括電路設計和版圖設計。通過兩年的專業(yè)基礎課和專業(yè)課的講授，學生可以了解和掌握集成電路制造過程中的各種工藝加工工序（如硅片的清洗、氧化、光刻和擴散等）、集成電路中常用的設計方法（如全定制、半定制、CPLD和FPGA等）和集成電路基本單元的版圖結構（如電阻、電容、BJT管和MOS管等）。雖然在理論授課的基礎上也開設了相應的實驗課程，但是實驗軟件落后，以及與社會生產實際相脫節(jié)的狀態(tài)十分嚴重。這里以集成電路版圖實驗為例來加以說明。

在集成電路版圖實驗教學過程中，由于經費的限制，只能通過免費或者低級的版圖繪制軟件來完成實驗教學工作。由于使用軟件功能上的落后，沒有辦法讓學生更好地了解如何對版圖進行設計規(guī)則檢查和電學規(guī)則檢查，不能清楚地知道設計規(guī)程檢查文件，不明白版圖后仿真和電路圖與版圖的比較過程中需要注意哪些事項，不知道實際生產中相關元件的版圖繪制方法，只能簡單地繪制出某個元器件的版圖，造成學生只是學習到了版圖設計中的一點兒皮毛，相關知識匱乏，不能很好地滿足企業(yè)的需求。

2 校企合作方案探索

實習基地的建立 2003年7月，教育部下發(fā)《教育部、科技部關于批準有關高等學校建設國家集成電路人才培養(yǎng)基地的通知》，通知中要求高校要大力推進“國家集成電路人才培養(yǎng)基地”的教學改革[1]。為了培養(yǎng)應用型的集成電路設計人才，了解企業(yè)需求，河北大學跟北京芯愿景軟件有限公司保定分公司簽訂了校企合作協(xié)議。這既能讓學生接觸到先進的設計軟件，增長自身技能，又能為企業(yè)培養(yǎng)所需的人才。

在簽訂了校企合作協(xié)議之后，雙方又制定了詳細的實習基地實施方案，主要從以下幾個方面入手。

首先，暑期畢業(yè)實習。學校的畢業(yè)生需要在大三之后大四之前的暑期進入實習單位完成畢業(yè)實習的工作。實習基地建立之后，企業(yè)可以接納電子科學與技術專業(yè)的學生進入單位實習并對學生提供培訓。學生要嚴格按照企業(yè)的上下班制度等要求自己。在為期一個月的實習過程中，學生開闊了眼界，增長了見識，掌握了實際生產中相關元件的版圖實現方法，明白了集成電路產業(yè)中各個環(huán)節(jié)的作用和實現方法，為就業(yè)奠定了良好的基礎。

其次，雙向選擇，深入了解。在暑假畢業(yè)實習完成之后，企業(yè)對實習的學生進行了綜合評定，學生也對企業(yè)和集成電路產業(yè)有了進一步的認識。通過雙向選擇的方式，學生可以在大四下學期畢業(yè)設計階段進入實習基地進行更深層次的學習。畢業(yè)設計實行雙導師制，由學校的指導教師和企業(yè)的指導教師共同指導學生完成畢業(yè)設計和畢業(yè)論文，保障學生能夠順利畢業(yè)。這既能增加學生的工作經驗，又能為企業(yè)本身培養(yǎng)所需的人才。

最后，除本科生的實習以外，還對集成電路工程的碩士生制定了實習計劃，并聘請了北京芯愿景軟件有限公司的兩名高級工程師擔任學校的兼職碩士生導師，對集成電路工程專業(yè)的碩士生進行聯(lián)合培養(yǎng)。企業(yè)根據不同層次的學生提供不同的培訓方案，以滿足各自的需要。

定向培養(yǎng)方案 校企合作的目的不僅僅是為了提高學生的能力，為就業(yè)打好基礎，也是為了為合作企業(yè)培養(yǎng)合格的人才，實現雙贏。因此，在專業(yè)課程教學過程中，根據校企合作協(xié)議以及市場對人才培養(yǎng)的需要，高校應該適時地調整教學方案。結合學校的實際情況，在本科教學過程中，從專業(yè)課開始到專業(yè)選修課，都融入了實際生產中會用到的相關內容。

如在數字集成電路原理與設計以及模擬集成電路原理與設計兩個專業(yè)課的講授過程中，凡是涉及集成電路設計方法和版圖設計部分的內容時，都融入了芯愿景有限公司的相關書籍或資料作為補充內容，讓學生更加直觀地了解企業(yè)在進行集成電路設計時是如何進行綜合考慮的。在數字集成電路綜合實驗和集成電路CAD課程設計這兩門實驗課中，采用芯愿景公司的軟件和素材進行案例教學，讓學生直觀地感受到芯片制作過程中模塊安排、虛擬結構單元、數字單元、模擬單元、有源器件、無源器件以及布局布線的相關知識，加深對集成電路芯片設計的認識。在集成電路版圖設計和集成電路版圖設計實驗兩門課程的開始過程中，從企業(yè)聘請了經驗豐富的工程師進入課堂幫助任課教師進行理論教學和實驗教學。

以上一系列的培養(yǎng)方案，使學生對集成電路設計流程有了更清楚的認識，讓學生了解到了企業(yè)對畢業(yè)生的需求，為合作企業(yè)培養(yǎng)了所需的人才，使企業(yè)減少了招聘風險，降低了成本。

3 結束語

校企合作的實踐教學模式，帶給學生的不僅是對書本知識的深化和技能技巧的訓練，更是一次記憶深刻的體驗，是一次寫在記憶中的成長經歷[2]。校企合作協(xié)議簽訂半年多來，經過2009級電子科學與技術專業(yè)學生在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)中的檢驗，學生深刻地感受到在理論知識與實際應用相結合的過程中自己還存在哪些方面的欠缺，校園里所學習的理論知識在實際工作中發(fā)揮了哪些作用。實習經歷雖然短暫，但是學生收獲頗豐，最終都找到了理想的工作。

筆者深信，隨著校企合作的進一步開展和合作的進一步深入，致力于把合作真真正正地落到實處，帶給學生的將是更加豐富的工作經驗和待遇優(yōu)越的就業(yè)崗位，帶給企業(yè)的將是源源不斷的就業(yè)生力軍和企業(yè)品牌的進一步推廣。

參考文獻

第8篇：集成電路原理與設計范文

當今社會是信息化發(fā)展迅猛的社會，各種高新技術不斷涌現出來，通信系統(tǒng)顯得尤為重要，通信系統(tǒng)與集成電路已經密不可分了。如何利用集成電路工藝設計出高性能的集成電路是電子信息技術產業(yè)急需解決的問題。該文將要簡要介紹光纖通信光電集成電路工藝設計分析。

關鍵詞：

現代；光纖通信；光電集成；路集成電路；設計分析

隨著國家的發(fā)展，社會的進步，人類的生活已經離不開通信方式了，各種各樣的交流活動都是需要通訊的傳遞的。不管我們通過何種方式、何種途徑，只要將我們想要傳遞的信息傳遞到另外一個地方，就是稱為通信。古代所傳遞信息的方式方法也是多種多樣的。但是它們相對來說特別落后，時間也會非常地久。而現代的通信方式中，電話通信是應用最廣泛的一種。

1什么是光纖通信

近幾年來，隨著技術的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的全面開放，光纖通信的發(fā)展呈現了一番全新的景象。所謂光纖通信就是一種以光線為傳媒的通信方式，利用廣播實現信息的傳送。光纖通訊就是以光導纖維作為信號傳輸介質的通訊系統(tǒng)。具有抗干擾性好，超高帶寬等特點。如今社會我們使用的光纖通信有許多的優(yōu)點，例如，它可以傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節(jié)省金屬材料，這樣一來，節(jié)約了許多資源和能源，有利于資源合理地開發(fā)和使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優(yōu)點，同時它也可以用在特殊環(huán)境或者軍事行動中。光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息變成電信號，然后調制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。隨著信息技術傳輸速度日益更新，光纖技術已得到廣泛的重視和應用。在多微機電梯系統(tǒng)中，光纖的應用充分滿足了大量的數據通信正確、可靠、高速傳輸和處理的要求。光纖技術在電梯上的應用，大大提高了整個控制系統(tǒng)的反應速度，使電梯系統(tǒng)的并聯(lián)群控性能有了明顯提高。電梯上所使用的光纖通信裝置主要由光源、光電接收器和光纖組成。

2集成電路的實現

集成工藝技術也就是在最近的一二十年取得了飛速的發(fā)展。隨著元器件尺寸大小的不斷減小，集成電路的集成速度也在不斷地提高。發(fā)展迅速的集成電路工藝技術為通信系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。當下，利用光電集成電路實現的光的發(fā)射和接收裝置已經被各個實驗室所廣泛使用。光電集成電路在單片上集成的光和電元件越來越多了，這就是光電集成電路速度越來越快的原因。

3光纖通信現狀

光纖通信技術的發(fā)展帶動了光纖產業(yè)的進步。想要實現光發(fā)射與光電集成電路是非常容易的，但是想要實現高速系統(tǒng)的混合集成是非常困難的。由于毫米波信號是狹窄的，所以可以使用混合集成工藝來實現毫米波系統(tǒng)，我們可以這樣來設計集成電路及其組成部分，使其波段上的輸入和輸出阻抗保持在大約50歐姆左右，即使用50歐姆的傳輸線來連接元器件和集成電路。此外，例如激光驅動、時鐘恢復、數據判決、復接、光接收放大等各種類型的模擬、數字、混合集成電路依然可以輕松實現，這是因為電路也可以設計成輸入輸出是50歐姆的阻抗。想要利用混合方法實現高速光發(fā)射機與接收機的真正困難所在是激光二極管和光檢測器的阻抗不是50歐姆。尤其是激光二極管，他的非線性無法進行混合集成的。沒有合適的匹配網絡將基帶數據信號從激光二極管連接到驅動器或者從光檢測器連接到前置放大器上，就會大大地降低了系統(tǒng)的操作性能。這樣相比利用光發(fā)送和光接收的集成電路來實現是十分簡便的。利用光集成電路實現光發(fā)射和接收不僅可靠性高而且成本低。但是用光電集成電路也是具有一定的挑戰(zhàn)性的，制作光元件和電子電路所需要的材料是存在一定的差別的。現在制造高速光發(fā)射和接受光電集成電路在光傳輸系統(tǒng)中是十分必要的。這個設計工藝的難點在于要形成材料，即適合制造光電器件和電子電路所需要的制作材料，此外還要設計出光電集成電路。現實很殘酷，大家仍需努力。

4光電集成電路

光發(fā)射機光電集成電路一般是由同一底上的激光二極管和驅動電路構成的。集成電路其中包括了電子元器件結構的生長、激光、激光二極管、電阻器、晶體管等電子元件的制造，其中光電元件和金屬化連接是比較困難的。在外延生長的襯底上，大概需要三個工序來集成光電集成電路，分別為制作激光二極管、制作電子電路、進行光電元件之間的連接。首先要制作激光二極管，激光二極管的P型區(qū)域歐姆接觸層通過蒸發(fā)形成金屬狀態(tài)，隨后利用光刻法來生成激光二極管的大概區(qū)間，然后進行濕法刻蝕形成接觸激光二極管的N區(qū)區(qū)間，最后在活性離子刻蝕體系中完成刻蝕過程，直到遇到AGAAS層后停止刻蝕過程。AGAAS層能隔離電子電路機構和激光結構，形成一種薄膜電阻，從而形成第一金屬層和空氣橋兩個連接層。我們通常采用空氣橋連接激光二極管的P區(qū)，采用第一金屬層連接激光二極管的N區(qū)，這樣就能很好地實現激光二極管和電子電路層的連接。這就實現了一個量子激光器的光電集成電路了。制作光電集成電路的芯片也是存在一定的難度的，目前端面反射激光鏡的干腐蝕技術尚未成熟，只能用解離的方法來完成，所以說集成激光驅動器電路還有很大的空間有待開發(fā)。光電集成電路分別是由光檢測器、前置放大器以及主放大器構成的，這其中包括數據判決器、時鐘恢復和分接電路。光檢測器的集成是光電集成電路中最重要的一個部分，而金屬-半導體-金屬光檢測器（MSM）因為只需要少步驟的追加工藝，和如名字一般較為實惠且廣泛的材料在雪崩類型光電檢測器和p-i-n被廣泛運用的同時也被單片集成光接收機廣泛的使用著。在設計中第一級為基本放大單元，是共源放大電路且?guī)в性簇撦d，電阻的反饋由電壓并聯(lián)負反饋，電平位移級使用的是兩級源級跟隨器，它被接入到后面，與此同時，又需要引進一個肖特基二極管，這樣就起到了一個降低反饋點的直流電平所特需的水平的作用，達到了這樣一個效果后，在偏低壓的條件下，電路同樣可以正常工作。

5主要工藝流程

第一步，我們要準備好充足的材料，對材料進行結構和參數方面的設計計算，并確定材料的外延生長，來確定集成方式及集成所需要的元器件。第二步，對PD臺面進行腐蝕，首先腐蝕掉INP層露出HEMT的帽層，把MSM保留在芯片上，即通過把PD臺面以外的PD層材料腐蝕掉來露出HEMT層。第三步就是進行器件的隔離工作，仍然使用臺面腐蝕的辦法將HEMT和PD元器件之間隔離起來，想要實現比較好的隔離效果就一定要準確的腐蝕到半絕緣襯底上。最后就是保護芯片的工作了，在芯片表面沉淀一層介質，這樣不僅保護了芯片表面還成為了源漏的輔助剝離介質。

6結束語

光纖通信技術作為通信產業(yè)中的支柱，是我們現如今社會中使用最多的通信方式。即使在現在的社會當中，光纖通信技術得到了十分穩(wěn)定有效的發(fā)展，但是現在科技發(fā)展如此之快，越來越多的新技術涌現出來，我國的通信技術水平也得到了明顯的改善與提高，光纖通信的使用范圍和價值也在悄悄地擴張。但是光纖通信技術為了迎合網絡時代，必須有更高層次的發(fā)展，才能占據市場的主流地位。我相信隨著光通信技術更加深入地發(fā)展，光纖通信一定會對整個通信行業(yè)甚至社會的進步起到舉足輕重的作用。

參考文獻：

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[4]李琦,趙秋明,段吉海.工程教育背景下“集成電路工藝”的教學探索[J].中國電子教育,2011(01).

第9篇：集成電路原理與設計范文

一、完善課程設置

合理設置課程體系和課程內容，是提高人才培養(yǎng)水平的關鍵。2009年，黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經過這幾年教學工作的開展與施行，發(fā)現仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。首先，在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排，不同課程中內容重疊的章節(jié)或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如：在原來的課程設置中，“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎，所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握，會影響學生的學習熱情及教學效果；而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識，與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中，先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授，令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中，對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手，達到較好的教學效果，同時也避免了內容重復講授的問題。此外，這樣的課程設置安排，將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭，避免因學期課程的設置問題，導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程，從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調整課程安排后，本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗，具有較充足的參賽準備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學校、學院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經驗。其次，適當降低理論課難度，將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上，而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣，讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。第三，在選擇優(yōu)秀國內外教材進行教學的同時，從科研前沿、新興產品及技術、行業(yè)需求等方面提取教學內容，激發(fā)學生的學習興趣，實時了解前沿動態(tài)，使學生能夠積極主動地學習。

二、變革教學理念與模式

CDIO（構思、設計、實施、運行）理念，是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結合課程教學模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突。在實際教學過程中，結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數?；旌霞呻娐吩O計”課程，基于“逐次逼近型模數轉換器（SARADC）”的課題項目開展教學內容，將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯(lián)，使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內，以學生為主體、教師為引導的教學模式，令學生“做中學”，讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中，完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程，使學生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內或組間的相互交流與學習中，相互促進提高，培養(yǎng)學生善于思考、發(fā)現問題及解決問題的能力，鍛煉學生團隊工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數據報告，鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力，為接下來學期中的畢業(yè)設計打下一定的基礎。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質。可通過參加研討會、專業(yè)講座、企業(yè)實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗，同時還應定期邀請校外專家或專業(yè)工程師進行集成電路方面的專業(yè)座談、學術交流、技術培訓等，進行教學及實踐的指導。

三、加強EDA實踐教學

首先，根據企業(yè)的技術需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學生在就業(yè)前就可以熟練掌握應用，將工程實際和實驗教學緊密聯(lián)系，積累經驗的同時增加學生就業(yè)及繼續(xù)深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎。2009—2015年，黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建，實現遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要。其次，根據企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容，適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析，令學生掌握數字、模擬、數?；旌霞呻娐返脑O計方法及流程，在了解企業(yè)對于數字、模擬、數?；旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上，有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉，使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通，為今后就業(yè)做好充足的準備。第三，根據集成電路設計本科理論課程的教學內容，以各應用軟件為基礎，結合多媒體的教學方法，選取結合于理論課程內容的實例，制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件；通過網絡平臺，使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。

四、搭建校企合作平臺