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集成電路分析與設計范文1
關鍵詞:城市道路;設計要點;對策
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
道路是城市的血管,道路工程設計的好壞不僅關系著交通運輸能否順利進行,也反映著一個城市的層次與水準。隨著改革開放的不斷深入,我國的城市化水平越來越高,道路工程的建設也在有條不穩的進行當中。作為一項系統性較強的工作,道路工程的設計涉及到運輸、公共設備敷設、綠化和城市景觀建設等多方面內容,因此在開始設計前,設計人員除了要對施工地點進行勘探外,還要注意與城市的實際情況相結合,以便選擇最為合理的設計方案。城市道路的設計要點包括平面交叉口設計、線性設計、綠化設計三點,本文在分析了城市道路基本設計要求的基礎上,對城市道路設計要點進行了分析,分別提出了相應的設計對策。
1 城市道路設計基本要求
城市道路設計的基本要求主要包括交通安全性與通暢性、環保性和經濟性三點,主要內容如下:
1.1 交通安全性與順暢性
交通的安全性與通暢性是衡量城市道路設計質量的重要指標之一。為了確保城市道路的安全性與通暢性,在城市道路設計中應根據城市的規模、人口、機動車數量及未來發展趨勢等,選擇合理的路段、交叉口進行科學計算城市車輛的行車速度,在保證行車安全性的前提下,盡可能提升行車流暢性。
1.2 環保性
環境友好型社會和資源節約型社會建設背景下,各行各業強調節能減排,各種節能技術、環保技術逐漸興起。城市交通作為影響城市空氣質量、影響居民生活水平的重要系統,逐漸受到人們的注意。以往,噪聲問題、汽車尾氣問題等嚴重影響著城市環境,眾多的機動車成為對城市空氣造成污染的“流動污染源”。為了解決這一問題,城市道路設計過程中必須對環境保護要求進行充分考慮,結合道路的等級、性質、功能及施工路段的地形,設計合理的交通綠化帶,并根據居民建筑情況妥善規劃道路網的密集度,從而使城市交通干道與民居之間形成有效的消音距離。
1.3 經濟性
城市道路設計是否具有良好的經濟性直接影響著道路工程的成本及其投資收益,城市道路設計的經濟性主要表現為城市道路工程的綜合費用是否經濟合理,城市交通運輸費用是否經濟節省等等,另外,科學的城市道路設計也能有效降低道路維護保養的費用,從而最大限度地節約城市道路運營成本。因而,在城市道路設計中應綜合考量建筑布局、公共設施、道路布置等因素,結合路段交通性質、車流流向等要求,根據設計路段的地形合理布置道路線性,盡可能地使交通量較大或行車速度較高的干道處于便捷通暢的地段,避免對車輛行駛的干擾和行車時間的延誤;而對于非干道,應強化成本控制,線性要求和適當放寬,以節約工程成本。
2 城市道路平面交叉口的設計
在城市道路設計中對道路交叉口的設計是城市道路建設的重點,一般將城市道路平面交叉口分為無信號燈控制的平面交叉口、信號燈控制的平面交叉口以及環型平面交叉口。在城市道路平面交叉口的設計中要遵循以下幾點內容:
2.1 平面交叉口的線形與縱斷面
第一,平面交叉口的中心線盡量選擇正交的直線;第二,盡量使道路的交角大于等于45度;第三,互相相交的兩條道路,主要道路應當保持穩定的縱坡度,次要道路應當根據實際情況進行合理的設計;第四,交叉口進口道縱坡度,宜≤2%,特殊情況下應≤3%,另外平面交叉口盡量不要在橋梁引道處設計。
2.2 平面交叉口的豎向設計
平面交叉口的豎向設計要考慮諸多方面的內容,包括行車中的舒適程度、道路的排水效果等。對縱、橫坡度的處理也應當綜合宏觀的考慮,一般要注意以下的幾點:第一,交叉口處的主要道路縱坡應當盡量保持不變,次要道路的縱坡要根據實際情況相應調整;第二,兩條道路相交,如果道路的等級相同,一般保持縱坡不變而改變橫坡,并且是改變縱坡較小道路的橫坡,經過適當的調整使其與縱坡度較大的道路的縱坡一致;第三,盡量使至少一條道路的縱坡遠離交叉口,目的是保持排水通暢。
3 城市道路線性設計
城市道路線性設計對整個城市的交通運行起到了至關重要的效果。一方面良好的城市道路線性設計起到了安全運輸城市交通的積極作用,另一方面還可起到美化城市風景,有利于降低駕駛者的行車勞頓,避免城市交通事故的發生。因此,綜合以上兩點的內容,要求城市道路線性設計要利用較大半徑的圓曲線,目的是為了是道路兩側的景物可隨著行車時間的增加發生變化,避免了沿線景物的單一,有利于駕駛者在行車中消除疲勞感,振奮精神;在道路的主要干線中,盡量降低轉點的設置,而其它道路可根據實際的情況適當的增加道路轉點。
4 城市道路綠化設計
道路綠化作為城市道路的重要組成部分,具有保護道路和美化道路環境的作用。做好道路綠化不僅能夠使道路形成優美的環境,還能夠起到凈化空氣、綠化環境的作用。規劃設計道路綠化時,需要注意以下幾個方面:
4.1 重視綠化對行車視線的誘導作用
對于道路主要干線和城市的快速路,車輛的安全行駛和駕駛員的行車心理,都需要道路標物進行視線誘導,因而在道路綠化時,要重視綠化的引導作用。在道路的彎道外側及凸形豎曲線的道路兩側,可以通過種植高大喬木,來提示車主路線的變化。這種綠化樹在對車主進行視線誘導時,可以幫助駕駛員在視覺上形成線形的連續性,從而提高警惕,安全駕駛。
4.2 注意功能與美觀相結合
道路的性質不同,綠化的方式也應按照道路使用者的觀賞特點不盡相同。道路綠化主要功能包括:遮蔭,消聲,防塵,裝飾,遮蔽,視線誘導,地面覆蓋等。道路綠化作為城市道路建設的重要部分,在設計過程中,要充分考慮城市性質以及道路功能與等級,道路沿途的自然條件和城市實際環境情況等,盡可能做到與城市景觀交相輝映。因而,在規劃和設計道路綠化時需要做到全面合理,最大限度的發揮綠化的功能。
4.3 重視綠化對道路空間的分隔作用
在道路邊種植高大密集的植物能夠起到分隔道路空間的作用,能夠將一元化的空間轉換為二元化空間,如在比較寬的中央分隔帶上種植喬木能夠有效的分隔道路空間,此外,在道路兩邊種植植物能夠幫助道路使用者集中精力,避免道路邊界視線渙散。需要注意的是,道路綠化的功能要盡可能的與景觀的要求協調一致。
4.4 綠化要注意地方特色
城市不同,道路綠化方式的方式不同,種植的花草樹木也不盡相同。如在道路綠化中種植各城市的自己的市樹,市花不僅代表著地方特色,還能增加當地人的感到親切,加深外地人對當地印象并產生深刻好感。
5 總結
綜上所述,城市道路工程設計的系統性強、難度高、技術細節繁瑣, 并且直接影響著工程造價, 因此是道路建設中的關鍵環節之一。但就目前的實際情況來看, 我國城市道路工程的設計工作仍然存在著設計思路不合理、不重視交通分析、橫縱斷面設計不完善等一些不足, 如果不能對其進行很好的解決, 勢必會使城市道路的使用和景觀功能受到一定程度的影響。
參考文獻:
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集成電路分析與設計范文2
關鍵詞:城市緊湊型 架空輸電線路設計 分析與研究 路徑與桿型 走廊寬度 防雷接地
中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(b)-0114-02
進入21世紀以來,我國的經濟得到了顯著的發展,人民的生活水平和生產活動規模得到了很大程度的提升,對電力系統的要求也越來越高,在滿足其量的需求以后,很多企業和居民都開始對供電的穩定性提出了要求。在沿?;蛘咂渌容^發達城市中,由于流動人口眾多,使得城市部分地區的建筑相當緊湊,這也為電力系統的供電帶來了更大的挑戰。在經濟比較發達的大城市,負荷水平和負荷密度都顯著提高,對供電也提出了以220 kV或者110 kV輸送到符合中心的要求,相關城市規劃部門對環保以及景觀的要求都逐步提升,同時對架空線的鋪設也實行了越來越嚴格的控制。
在以往的賠償中,土地賠償占了很大的比例,如因為占用今景觀等資源而獲得的賠償的份額比例一直都在逐漸擴大,在總成本中的比例越來越高。電力系統相關工作人員如今都采用提升單位走廊面積傳輸的電力容量、減少走廊面積等方式來縮小成本。可見,對新技術在相關設備方面實用方面的研究,已經越來越受到重視,越來越具有價值。
1 架空輸電線路
1.1 架空輸電線路的基本介紹
架空輸電線路是采用絕緣子將全部的輸電導線固定在直立于地面的桿塔上,用以傳輸電能的輸電線路。一般來說,架空線路由接地裝置、導線、桿塔、絕緣子串、架空地線等部分組成,它們相互作用共同了形成了架空線路。
1.2 架空輸電線路的優點
相對于地下輸電線路,架空線路具有不可忽視的優點:(1)施工成本低,(2)建設周期短,(3)由于在地表以上,易于檢修與維護。因此,架空線路輸電在電力系統中得到了廣泛的使用,一般的輸電線路都是架空輸電線路。在現實生活中,不同地區的負荷點、變電站、發電站通過架空線路連接起來,對其進行輸送與交換電能,就組成了不同等級的配電網和電力系統。
1.3 架空輸電線路需要考慮的問題
架空輸電線路架立在地表以上,雖然節約了一定的成本,但是也使其直接暴露于空氣中,會受到空氣中水分等其它化學物質的腐蝕,因此必須具有相當的機械強度來抵抗結冰荷載、強風暴侵襲、當地氣溫變化、可能遇到的洪水等等。另外,雨淋、雷閃、濕霧、工業污穢等也會對架空線路的絕緣強度造成一定的影響,甚至引起停電。除此以外,電磁相互產生、相互影響,在架空輸電線路的設計與檢修中都需要考慮這些因素,避免出現一些不必要的問題。
2 輸電線路設計的分析與研究
2.1 路徑與桿型的設計
在城市中,走廊面積總是有限的,在現實生活中很少采用單獨回路,多采用雙回路或者多回路,在其兩側需要同等的半走廊寬度,這使得靠近綠地、道路的一側相對來說比較自由,可以自由利用。在特殊情況下,采用單側三相垂直桿型單回線路,效益仍然可觀。
在《110 kV~750 kV架空輸電線路設計規范》中規定:在路徑受到一定限制的地方,路基邊到桿塔邊的距離的最小值為5~6 m,但實際施工中卻不到5 m。為了避免發生意外事故,可以在鋼管桿或者角鋼塔靠近快車道的一邊鋪設管徑為0.11 m、高為1 m的鋼管護墩,電力規劃設計院等相關部門認為只要各部門協調一致便可實行。
2.2 走廊寬度的設計
一般來說,由安全距離、塔頭尺寸、風偏組成的走廊寬度,其關鍵設計在于控制風偏與抬頭尺寸,其中固定跳線的耐張塔和固定掛點的直線桿塔是控制走廊寬度十分有效的措施。按照《110kV~750kV架空輸電線路設計規范》規定,其必須滿足三個要求。
(1)內、外電壓和運行電壓條件下桿塔構件和帶電部分的最小間隙。
(2)導線的間隔寬度d,d=0.4L+U/110+0.65f,其中L是懸垂絕緣子串長度/m,U電壓/kV,f導線最大弧垂/m。
(3)接地部分與帶電作業的桿塔上帶電部分的距離最小值。一般來說,這個比較容易滿足。在特殊期情況下,如雷雨天氣時,走廊寬度L必須滿足:L={b+fsin[arc(g2/g1)+s]}*2,其中b橫擔寬度的最大值/m,g1導線自重荷載/N/(m?mm2),g2特殊情況下的水平荷載,s要求的安全基準距離/m。
2.3 防雷接地的研究
工業化在我國的推進,使得我的大氣受到了十分嚴重的污染,在部分地區甚至導致了大面積的污染事故。隨著時代的發展與科技的進步,復合絕緣子的防污性能已經經受了時間的檢驗,具有是強大的防污性能,這可以有效的延長線路的使用年限,在很大程度上縮減了維護費用。有關復合絕緣子的檢修,有關部門認為:在投入使用的1年內進行綜合檢修,往后每五到八年檢修。當然檢修的時間間隔越短越好,但是考慮到檢修成本等其它因素,需要選擇一個合理的檢修間隔。
架空線路不僅有走廊對它的空中限制,在建筑比較擁擠的地段,桿塔接地與其它地下管線有很大的鋪設矛盾,因此對地下也有很大的限制。為了解決這個問題,需要對地下管線進行不同深度的鋪設,有的采用深埋,有的采用淺埋,使其不在交叉。但是當最底部的地下管線發生問題時,進行維修需要將其上面的地下管線一起停止使用才可以進行檢修,其解決辦法就是對于埋的更深的地下管線盡量采用高質量的管線,以減少其問題與維修次數。
2.4 桿塔的設計
桿塔的主要技術參數有電壓等級、導線型號、架空地線、最大使用張力、最大使用應力、設計水平檔距、設計垂直檔距、稱呼高度、氣象條件、桿塔總質量等等。其中有的參數的設計在本文別的地方已經有所體現,現在主要對呼稱高度的設計進行分析,其必須滿計算應采用以下公式:H=f+h+Δh+λ,其中,λ是絕緣子串長/m,f導線設計最大弧垂/m,h規程規定對地距離的最小允許距離/m,Δh考慮各種因素預留的裕度/m。
2.5 其它部件的設計
在這其中,導線的主要作用是承擔傳導電流,要求導線必須具有足夠的截面以保持合理的通流密度,因為截面面積越大,相應的電阻就會越??;同時,導線基本上都處在高電位,為了減小或者避免由于電暈放電所引起的電能損耗以及電磁干擾,其最好采用比較大的曲率半徑;架空輸電熟路基本都是超高壓輸電線路,輸送容量比較大、工作電壓高,因此在很多時候都是采用分裂導線。和導線與架空地線不同,絕緣子串是由單個懸式絕緣子串接而成,其必須滿足相應的有關機械強度以及絕緣強度的要求,同時根據電壓等級的異同來確定每串絕緣子的個數,也可以用棒式絕緣子串接;在特殊地段,例如雜亂地區,必須使用特定型號的絕緣子串。
3 結語
架空輸電線路的設計與施工是相對比較復雜的,對相關工作人員要求比較高,特別是鋪設施工人員,不僅要求其具有相當的專業知識,而且還要求其必須通過自身鋪設與檢修實踐的積累提升自身實力。在施工過程中,可能會遇見各種各樣的問題,需要工作人員進行現場勘查后進行反復研究與討論,有時經過反復思考得到的結果卻不是合理的,因此,這項工作還要求工作人員具有相當的耐心與毅力。
參考文獻
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集成電路分析與設計范文3
關鍵詞:高速公路;機電工程;設備故障;原因及控制
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:
高速公路有著高速、高效的優點,是一些物資運輸的必選方式,尤其是保鮮物資。同時,高速公路也在客運方面發揮了重要作用,對一些鐵路不發達的地方,高速公路是最快速的運輸方式了。在現在經濟發展中,高速公路起著連接經濟區域的重要作用,保證了地區間的經濟往來。但是,高速公路造價昂貴,而且一些機電設備故障頻繁,進一步降低了高速公路的使用壽命。所以,維護好機電設備,管理好機電設備,保持機電設備的良好狀態,對于高速公路的發展有重要意義。本文將簡單介紹機電設備故障的原因,并給出一些預防性維護措施。
1、 機電設備故障的成因
造成機電設備故障的因素很多,有一些是無法控制的,例如一些特殊的自然災害。下面簡單介紹以下幾種造成機電設備故障的因素:
1.1人為因素
操作、維護人員技術基礎較差,缺乏預防、控制故障的能力,不按規定使用、違規操作等都是導致故障發生的原因。例如操作人員沒有按規定流程進行收費電腦的關閉或重啟,而是采用直接斷電或違規操作等都是導致故障發生的原因。
1.2缺少日常維護保養
機電設備由于缺乏日常維護保養及定時檢測,時常出現工作異常情況。高速公路機電系統的工作環境都比較惡劣,而且需要長期24 h不問斷運轉,缺少了日常的維護保養,設備得不到很好的保養調整,加快了設備元器件的老化、損耗,縮短了使用壽命,導致故障發生。
1.3溫度因素
隨著計算機、通信、網絡以及蓄電池等新技術的不斷應用,對環境溫度也提出了更高的要求。如果溫度高,將導致設備散熱不良,會影響設備的工作性能,降低設備的使用壽命、增大故障出現的幾率,還會產生其它很多方面的問題,造成棚的損失。溫度對CPU的影響,如果環境溫度過高導致CPU不能有效散熱,不但會影響CPU的工作性能和穩定性,而且在嚴重情況下可能導致系統自動關機。溫度對蓄電池的影響,對于蓄電池而言,如果溫度過高,會加速縮短電池的使用壽命;但如果環境溫度過低,不但電池容量會減小,同時還要提升浮充(均充)電壓,浮充(均充)電壓過高同樣會縮短電池使用壽命。溫度對設備其他方面的影響,對于電動機來說,溫度高則容易燒壞。對于機械的軸承來說,溫度高則容易燒壞軸承,導致無法傳動,對于發電機來說,溫度高則不能多發電,以免影響線圈的絕緣性能。
1.4濕度因素
若設備環境濕度太大,容易使電子設備內的電路絕緣性能下降,導致電路工作不正常。如:顯示器的高壓電路就是對環境濕度十分敏感,對于質量較差的顯示器,就有可能在春天天氣反潮十分嚴重的情況下,不正常亮起或亮度變暗無法調亮甚至燒壞。濕度過高時,接插件和集成電路的引線等會氧化和生銹霉爛,造成接觸不良和短路。濕度過低時,機房內各種轉動設備、活動地板等有磨擦的部位易產生靜電和積累靜電荷,當靜電荷大量積累時,將會引進磁盤讀寫錯誤,燒壞半導體器件。紙帶、卡片、打印紙等紙媒體在高濕狀態下吸收水分,從而變軟,強度降低,易于破壞。
1.5振動因素
振動會影響儀器設備性能,影響儀器設備的正常運行,影響機器的壽命,降低工作精度,加劇構件磨損,重者可造成設備的某些零件受到損害。由于設備環境經常性地受到振動,很容易讓那些機械接觸性的電路連接產生接觸不良的現象。例如計算機設備的硬盤就是—個怕灰塵又怕振動的部件。隨著技術的不斷改進和發展,現在的硬盤在這些方面都具有一定的防塵防振的能力,但從延長設備使用壽命來說,十分有必要保持良好的工作環境。因此,在環境要求高的情況下,應當將這些易受振動影響的設備放置在不易長期受振動的位置,或采取一定的隔離保護措施。
2、 機電設備故障的預防和控制
機電設備是高速公路不可分割的一部分,沒有人的作用機電設備是不會投入運行的,同樣沒有機電設備也難以進行營運工作。但是,人與機電設備不是等同的關系,而是主從的關系。人是主體,機電設備是客體,機電設備不僅是人設計制造的,而且由人操縱使用,發揮其作用。因此,依據機電設備故障的規律和保證機電設備正常運行的經驗,對機電設備故障的預防和控制要以人為主,通過開展預防性科學管理達到保證機電設備正常運行的目的。
選購合格機電設備。首先,要根據使用需要、技術要求、產品質量,選購合格機電設備。同時,在設計方案上要有安全功能,有些機電設備系統根據需要應有自動監測、自動控制裝置,以及惡劣環境所要選用的機電設備等;做好安裝、調試和驗收工作。凡是新投入使用的機電設備,不論是選購的,還是自制的,無論是需要安裝、調試的,還是不用安裝使用的,都要按設計規定,對機電設備的技術性能、質量狀態、安全功能進行全面嚴格驗收。發現問題時必須加以解決,并要經過試運行確認無誤時,才能正式投入使用;保證設備安全運行環境。良好的環境是機電設備安全運行必備的條件。例如,固定機電設備的布局要合理,有必要的防污染、防腐,防潮、防寒、防暑等設施,從而使環境中的溫度、濕度等都能達到機電設備安全運行的要求;保證相關工作人員素質。凡是從事機電設備管理的工程技術人員、操作使用人員和維修人員,都要努力學習管理、使用,維修機電設備的知識,具有自我預防,控制機電設備故障的技能。如水電工等操作人員,還要經過專業培訓,使其成為愛護機電設備、熟悉性能、懂維護保養、會操作使用、能排除故障、具有應變能力,并經過考試合格后,持證方可上崗作業;建立安全規范。建立、健全安全規范是強化機電設備安全管理,保證機電設備安全運行的法制手段。例如,建立機電設備管理機構和責任制,明確職責,建立機電設備安全,做好機電設備運行記錄,掌握機電設備情況,發現故障及時處理。建立機電設備檢修規程和安全操作規程等,嚴禁違規操作,從而確保機電設備安全運行;做好定期巡檢工作。按照機電設備故障的變化規律,定期做好機電設備巡檢工作,是保證機電設備性能,延長使用壽命,鞏固正常運行可靠性的重要環節。其中,重要機電設備,如收費機電設備,到了規定的時間不論機電設備技術狀態怎樣,都必須按期進行巡檢工作。
結束語
高速公路有著高速、高效的優點,在物資和客運方面有著巨大優勢,對一個地區的經濟發展與重要作用。但高速公路也是一個造價很高的產品,隨著自動化水平的提高,高速機電系統的造價進一步增加,維護好機電設備,對于保證高速公路的使用壽命有重要意義。本文簡單介紹了機電設備故障的原因,并給出一些預防性維護措施。
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集成電路分析與設計范文4
【關鍵詞】版圖;集成電路;反向設計
1 反向設計流程
反向設計流程見圖1所示,主要就是把待分析芯片轉換成電路圖和版圖的過程。
1.1 芯片解剖拍照
我們所看到的照片圖形是氧化層刻蝕形成的軌跡。每個物理層看到的圖形就是芯片通過解剖、染色、去層后得到逆向設計所需的圖形信息,然后用光學顯微鏡攝取芯片圖形信息再進行拼接對準。國內外有多家能夠提供完整解剖和電路提取的反向設計服務的公司。圖2所示就是某反向設計服務公司將芯片解剖拍照后的數據。
圖 1 圖 2
1.2 芯片網表提取
因為反向設計是一種自底向上的設計方法,所以芯片網表數據的提取質量顯得尤其重要,初始數據的正確率直接影響電路整理、分析、物理驗證。為了得到高準確率的網表,一般會安排兩組工程師分別獨立對網表數據進行提取。在兩組工程師完成網表提取后分別進行電學規則檢查以提高正確率,最后再進行網表對比驗證(SVS)。圖3為已經提取完成的部分芯片網表
1.3 芯片電路分析整理
將通過驗證的網表通過EDIF、VERILOG、SPICE等格式導入EDA設計工具進行電路圖的分析整理。圖3左邊為網表通過EDIF格式導入,我們得到的是一個平層的網表數據,電路整理是把平層的電路進行層次化整理,形成一個電路的層次化結構,以便理解設計者的思路與技巧。圖3右邊所示為經過整理的電路圖。
圖 3 圖 4
1.4 芯片電路仿真
根據新的工藝調整電路器件參數,將已經層次化的電路圖,通過仿真工具例如Hspice、Spectre、Hsim等EDA工具對電路模塊功能進行仿真驗證。
1.5 芯片版圖繪制
根據新的工藝文件繪制通過功能仿真驗證的電路版圖,使用Dracula、Assura、Calibre(圖5)等軟件進行DRC、LVS、ERC驗證。
圖 5
1.6 系統后仿真
完成版圖總體布局布線后,用EDA工具進行寄生參數提取把提取的網表進行仿真驗證,并將結果與前仿真結果做對比。對影響電路性能的寄生參數進行電路或者版圖的調整。最后優化版圖及數據TAPEOUT。
2 總結
本文淺析了集成電路反向設計流程,從實例中列舉說明反向設計流程,介紹每一個步驟主要的實現方法。不少人認為集成電路反向設計已經嚴重影響微電子產業的發展,其實不然,不同工藝的設計規則要使其兼容需要花大量的時間修改。反向并不只意味著抄襲,在原有的電路結構上理解分析以及優化后最終實現相同的或更優的功能電路。
集成電路分析與設計范文5
【關鍵詞】微電子學 集成電路 半導體
微電子學與集成電路是現代信息技術的基礎,各類高新行業在具體發展中,均會對微電子學和集成電路進行應用。其中,集成電路選擇半導體鏡片作為基片,并結合相關工藝,將電阻、電容等元件與基片連接,最終形成一個具備完整電路功能的系統或是電路。較比集成電路微電子學是在集成電路的基礎上,研究半導體和集成電路的相關物理現象,并有效的對其進行應用,滿足各類電子器件需求的效果。基于此,本文對當前微電子學與集成電路展開分析,具體內容如下。
1 微電子學與集成電路解讀
微電子學是電子學的分支學科,主要致力于電子產品的微型化,達到提升電子產品應用便利和應用空間的目的。微電子學還屬于一門綜合性較強學科類型,具體的微電子研究中,會用到相關物理學、量子力學和材料工藝等知識。微電子學研究中,切實將集成電路納入到研究體系中。此外,微電子學還對集成電子器件和集成超導器件等展開研究和解讀。微電子學的發展目標是低能耗、高性能和高集成度等特點。
集成電路是通過相關電子元件的組合,形成一個具備相關功能的電路或系,并可以將集成電路視為微電子學之一。集成電路在實際的應用中具有體積小、成本低、能耗小等特點,滿足諸多高新技術的基本需求。而且,隨著集成電路的相關技術完善,集成電路逐漸成為人們生產生活中不可缺少的重要部分。
2 微電子發展狀態與趨勢分析
2.1 發展與現狀
從晶體管的研發到微電子技術逐漸成熟經歷漫長的演變史,由晶體管的研發以組件為基礎的混合元件(鍺集成電路)半導體場效應晶體管MOS電路微電子。這一發展過程中,電路涉及的內容逐漸增多,電路的設計和過程也更加復雜,電路制造成本也逐漸增高,單純的人工設計逐漸不能滿足電路的發展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的發展方向。
現階段,國內對微電子的發展創造了良好的發展空間,目前國內微電電子發展特點如下:
(1)微電子技術創新取得了具有突破性的進展,且逐漸形成具有較大規模的集成電路設計產業規模。對于集成電路的技術水平在0.8~1.5μm,部分尖端企業的技術水平可以達到0.13μm。
(2)微電子產業結構不斷優化,隨著技術的革新產業結構逐漸生成完整的產業鏈,上下游關系處理完善。
(3)產業規模不斷擴大,更多企業參與到微電子學的研究和電路中,有效推動了微電子產業的發展,促使微電子技術得到了進一步的完善和發展。
2.2 發展趨勢
微電子技術的發展中,將微電子技術與其他技術聯合應用,可以衍生出更多新型電子器件,為推動學科完善提供幫助。另外微電子技術與其他產業結合,可以極大的拉動產業的發展,推動國內生產總值的增加。微電子芯片的發展遵循摩爾定律,其CAGR累計平均增長可以達到每年58%。
在未來一段時間內,微電子技術將按照提升集團系統的性能和性價比,如下為當前微電子的發展方向。
2.2.1 硅基互補金屬氧化物半導體(CMOS)
CMOS電路將成為微電子的主流工藝,主要是借助MOS技術,完成對溝道程度的縮小,達到提升電路的集成度和速度的效果。運用CMOS電路,改善芯片的信號延遲、提升電路的穩定性,再改善電路生產成本,從而使得整個系統得到提升,具有極高研究和應用價值??梢詫MOS電路將成為未來一段時間的主要研究對象,且不斷對CMOS電路進行縮小和優化,滿足更多設備的需求。
2.2.2 集成電路是當前微電子技術的發展重點
微電子芯片是建立在的集成電路的基礎上,所以微電子學的研究中,要重視對集成電路研究和分析。為了迎合信息系統的發展趨勢,對于集成電路暴露出的延時、可靠性等因素,需要及時的進行處理。在未來一段時間內對于集成電路的研究和轉變勢在必行。
2.2.3 微電子技術與其他技術結合
借助微電子技術與其他技術結合,可以衍生出諸多新型技術類型。當前與微電子技術結合的技術實例較多,積極為社會經濟發展奠定基礎。例如:微光機電系統和DNA生物芯片,微光機電系統是將微電子技術與光學理論、機械技術等結合,可以發揮三者的綜合性能,可以實現光開關、掃描和成像等功能。DNA生物芯片是將微電子技術與生物技術相結合,能有效完成對DNA、RNA和蛋白質等的高通量快速分析。借助微電子技術與其他技術結合衍生的新技術,能夠更為有效推動相關產業的發展,為經濟發展奠定基礎。
3 微電子技術的應用解讀
微電子學與集成電路的研究不斷深入,微電子技術逐漸的應用到人們的日常生活中,對于改變人們的生活品質具有積極的作用。且微電子技術逐漸成為一個國家科學技術水平和綜合國力的指標。
在實際的微電子技術應用中,借助微電子技術和微加工技術可以完成對微機電系統的構建,在完成信息采集、處理、傳遞等功能的基礎上,還可以自主或是被動的執行相關操作,具有極高的應用價值。對于DNA生物芯片可以用于生物學研究和相關醫療中,效果顯著,對改善人類生活具有積極的作用和意義。
4 結束語
微電子學與集成電路均為信息技術的基礎,其中微電子學中囊括集成電路。在對微電子學和集成電路的解析中,需要對集成電路和微電子技術展開綜合解讀,分析微電子技術的現狀和發展趨勢,再結合具體情況對微電子技術的當前應用展開解讀,為微電子學與集成電路的創新和完善提供參考,進而推動微電子技術的發展,創造更大的產值,實現國家的持續健康發展。
參考文獻
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作者簡介
胥亦實(1994-),男,陜西省榆林市人。大學本科學歷?,F供職于吉林大學。主要研究方向為集成電路工程。
集成電路分析與設計范文6
一、原有的電視機教學體系和它面臨的困境:
原有的電視機教學體系的基本特征是:以中、大規模集成電路元件的典型電視機電路的分析為主線,講授電視機的基本工作原理和主要維修技術。在我們國家,這一教學體系的形成大約是在80年代末期,它適應了電視機生產發展的需要,對繁榮經濟,發展生產起到了良好的推動作用。我們可以簡述它的形成過程:由于中、大規模集成電路元件的典型電視機電路發展的需要,四機部于86年集中了許多工廠、科研、院校的研究人員,組成了“中、大規模集成電路元件的典型電視機聯合設計組”,對中、大規模集成電路元件的典型電視機的基本理論,電路設計、工程計算等進行了系統的研究,編寫了52萬多字的教材《集成電路電視接收機原理與維修》上、下冊,及大量的技術資料,對隨后的許多高職、中專、技校、職高教材等產生了較大的影響,經了十多年的效學實踐,深受廣大教師、“學生的歡迎。于是有人得出了這樣的結論:“在了解彩色電視機的原理和掌握基本的維修方法上,除了深入研究中、大規模集成電路元件構成的電路外,還沒有其它更好的方法。”
我們在為出版社編寫高職教材時統一了一個觀點,原理課教材的編寫各章內容按照適合各種機型的框架結構編寫,只是在列舉實際電路分析時,只對一種具體的典型機為例進行分析。但是,當我們用這一編寫原則來編寫彩色電視機維修技術時,卻發現這一原則很難實現,因為維修技術的教材必須充分考慮它的實用性和對學生進行維修技能訓練時的現實可能性,也就是說:它不能脫離現實太遠,要用中、大規模集成電路元件的彩色電視機進行維修技能的訓練很困難,因為中、大規模集成電路電視機很多廠家都不生產了。目前在市面上最多的是二片機或單片機。我們越是認真研究市場上的產品和工廠中正在生產的產品,就越是感覺到我們現有的許多彩電教材的內容陳舊,機型過時,或者可以這樣說:為了適應市場竟爭的需要,為了能夠使我們的國產彩色電視機能夠站立在更高的水平,我們的生產廠已大量引進具有現代先進水平的新技術、新工藝、新配件、新線路。使彩電國產化出現了高起點,大跨度的形勢。但是,我們的許多教材由于受到各種條件的限制,沒有能夠實現“大跨度”,起點不高、面容不新,這就勢必要出現理論脫離實際,教學內容脫離生產現狀的情況,它會大大影響我們高職學校中電視機教學的效果。
基于以上的考慮,我們不得不在《電視機維修技術》寫到:“彩色電視機的電路同樣經歷了電子管電路,晶體管電路和集成電路這樣三個發展階段。由于現階段生產的彩色電視機均采用超大規模集成電路,因此我們將其作為學習的重點,對于中、大規模集成電路元件的電視機電路的彩色電視機則不再進行討論?!倍以诘谝弧⒍澲杏懻摿思呻娐穱a化彩電的電路分布情況及發展趨勢,根據發展趨勢來安排維修技術的教學。
二、建立新的電視機教學體系的必要性
我對教材的這種處理方法只能解決局部的問題,不能解決電視機教學中飽根本問題,因為這種處理方法會造成原理課教材與維修技術課教材的不配套,另一個以集成電路為主線,這樣會增加學生的學習負擔,我認為要解決根本問題,需要重新設計整個電視機的教學體系,更新教學內容和教學方法,既然以中、大規模集成電路元件的電視機電路為主線無法解決彩電教學中的問題,為什么不可以以超大規模集成電路為主線來設計整個電視機的教學體系呢?!俺林蹅扰锨Х^,病樹前頭萬木春?!奔热浑娨暀C生產整個都更新換代了,為什么電視機的教學體系不能更新換代呢?教學必須為經濟和生產的發展服務汕而是讓經濟和生產的發展為教學服務,面對電視機生產將最終走向超大規模集成化這一現實,我們有必要站在集成化的高度上來考慮整個電視機教學體系的教學內容和教學方法。
三、建立電視機新教學體系的可行性:
1.生產體系相對穩定,技術資料逐步齊全
(1)如果在前幾年來考慮這個問題,為時過早,條件還不大成熟,超大規模集成電路彩電國產化正在研究和試生產階段,許多技術資料是保密的,最近,國產化超大規模集成電路彩電的生產日趨成熟,資料陸續公開,根據這些資料我們編輯出版了與電視機原理與維修配套的《電視機維修技能訓練》一書,共計42萬字,對配套件作了詳細介紹,2010年上半年由化工出版社出版發行。這一切為高職電子專業的學生進行電視機實訓創造了良好條件。
(2)關于超大規模集成電路電視機的原理,調試,維修等資料也出版得很多了,這樣就有利于我們將它與彩色合在一起來考慮它他教學的分工與配合,分散教學難點,降低學生的負擔。
2.高職 發展十幾年來,有了一定的教學經驗,辦學條件也在逐步改善,原有的電視觀教學體系,基本上是大學、中專的電視機教學體系的縮影,給高職的電視機教學帶來了一定的困難。我們希望建立的是能夠適應高職特點的、科學的、理論與實踐課配套成龍的教材,這就需要我們充分了解高職學生,熟悉高職的辦學條件,對實踐性教學方案的實施可能性作出實事求是的估計,現在這些條件是完全能夠逐步具備,因為我們已經有了十幾年的教學經驗。
理想是美好的,但要實現這些美好的理想還有許多艱苦的路要走。也許我們會摔倒,甚至會碰得頭破血流,但只要我們不躺下,堅持不懈地走下去,我們總可以從沒有路的地方走出一條路來。新的教學體系可能會在經歷若干次的失敗,但它最終會建立起一個新的教學體系。