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集成電路后端設計流程范文1
關鍵詞:STIL; EDA; IEEE
1STIL簡介
STIL是Standard Test Interface Languagefor Digital Test Vector Data.的簡稱,它是一種聯系EDA(集成電路設計端)和ATE(集成電路測試端)的通用接口語言。
近十年來,各集成電路制造商在考慮前端設計、后端仿真,直到產生測試數據的時候都有各自的一套流程以及相對固定的數據格式(如圖1所示),舉例來說,對于一個新的產品,要產生ATE可以識別的測試數據(程序),必須取決于使用何種EDA工具,集成電路廠商使用何種格式的數據來仿真測試,以及在最終選擇那個廠家/型號的ATE來進行實測。我們可以看到,在這一過程中并沒有一個統一的標準,使得各個集成電路廠商的仿真數據和ATE的測數據之間需要互相轉換,而STIL的出現使這一過程變得簡單而迅速(如圖2所示)。
無論使用哪種EDA工具,都可以通過STIL轉換到各大廠家的ATE設備上使用,這種標準化的流程有利于:
(1)縮短整個從設計到測試的周期;
(2)減少中間環節,減少因為標準不一而發生錯誤或不兼容的可能性;
(3)便于調試和維護;
(4)擴大可測性設計(Design for Test,DFT)的使用范圍。
2STIL的構架
2.1 STIL的使用模型
圖3 是一個STIL的基本使用模型和流程。從邏輯仿真或ATPG產生STIL格式的數據,通過Manipulation工具產生后一步ATE需要的轉換規則和指令,通過ATE的翻譯工具/編譯結合這些規則和指令就可以產生兩方面的測試文件/代碼:Diagnostic(用于調試),測試向量文件。另外,從ATE得到的測試結果也可以以一定的格式送回到EDA段來幫助分析和調試。
2.2 STIL的基本構架
2.2.1 IEEE Std. 1450-1999
IEEE1450-1999主要包括以下3部分內容:
(1) EDA環境到ATE環境的大容量的數字信號測試的向量文件的變換。
(2) 定義數字信號測試的向量所對應的被測元器件(Device under Test,簡稱DUT),pattern,format和timing。
(3) 產生像SCAN,BIST這樣的結構測試的向量文件。
圖4是一個500ns周期的輸入信號波形在STIL中的描述。值得注意的是“0”“1”并不是通常我們理解的“低”或是“高”。在STIL里它們被稱為波形變量(waveform char),在實際使用的時候可以是0-9,或是a-z的任意符號。只要是在ATE能力允許的范圍內,波形的種類也沒有限制。
圖5是一個500ns周期的輸出信號波形,即需要ATE進行采用的信號在STIL中的描述。CompareHigh/CompareLow,CompareHigh Window/ C- ompareLowWindow分別對應高/低的時間點采樣和時間段采樣。
2.2.2 IEEE Std. 1450.2
IEEE1450.2是STIL中對于DC參數的設定,主要包括以下3部分內容:
(1)集成電路電源參數設定
(2)各I/O引腳( pin)的電壓/電流參數
(3)集成電路的上下電順序。
2.2.3 其它IEEE標準
上面兩類基本的參數構成了STIL基本的框架,此外,以下標準是最新制定完成或正在制訂的標準:
(1)1450.1(Design Environment)
增加了Variable clock,pattern的burst功能,pattern中互相調用的實現。
(2)1450.6(CTL)
嵌入式內核的測試標準。
(3)1450.4, 5
標準測試流程
(4) 1450.7
標準混合信號測試規范
3STIL的現狀和總結
3.1 現狀
目前,STIL在歐美和日本等集成電路產業發達國家已經普遍使用。在美國,Intel,IBM,TI,Freesacale,NS等巨頭已經紛紛采用STIL來作為集成電路設計到測試的標準數據格式。在日本,以Toshiba為首的集成電路制造大廠也在積極推動STIL成為業界標準。
另外,有關STIL的一些產品也開始使用。例如,目前Synopsys的TetraMAX,Mentor的FastScan和Cadence EncounterTest已經同時支持WGL和STIL。
3.2總結
1)STIL成為EDA-ATE間的標準接口是大勢所趨。
2)集成電路產業鏈各部分都在為STIL開發新的工具和產品。
參考文獻
[1]IEEE Std 1450-1999(Basic STIL).
[2]IEEE Std 1450.2 (DC Level).
[3]IEEE Std 1450.1-2005 (Design).
[4] IEEE Std. 1450.6-2005 (CTL).
集成電路后端設計流程范文2
【關鍵詞】數字集成電路；設計方法；同步數字系統
【中圖分類號】TN402【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222（2016）04-0197-02
數字電路設計是一個正在不斷發展著的學科，針對其設計方法一般包括了兩種：①同步設計；②異步設計。從目前市場上的產品來看，大多數的數字電路都是采用同步設計的設計方法，究其原因，同步設計主要元器件是觸發器，該技術較為成熟。但是隨著人們需求的不斷變化，異步設計也已經開始慢慢走近人們的視野之中。本文將首先對數字電路的設計流程進行簡單的論述。
1數字電路流程設計
伴隨著熟悉電路的發展，慢慢的，它已經有了較為完整的體系，主要包括了系統架構、RTL設計、綜合優化、布局布線、版圖設計等幾個方面。下面依次對這幾個方面進行介紹。系統架構是整個設計最基礎的環節，同時也是十分重要的環節，因為只要有了一個好的系統構架那么設計起來就會十分的方便。在這個環節中需要對模塊進行劃分，同時也需要對接口進行定義等。下一個環節便是RTL設計。這一環節是核心環節因為在這一階段需要用相應的語言來將電路描述出來。綜合優化就是將RTL轉化為相應的硬件電路。這個環節中往往是和工藝廠商進行合作，從而搭建出合適的電路。數字電路的布局布線與模擬電路相比要簡單許多，因為很對芯片制造后，生產者就會給出基準單元庫。然后利用EDA軟件，根據這些相應的限制自動布局布線。最后一個環節也就是版圖設計環節。就是在布局布線設計完成之后，結合基準單元生成具體版圖，然后通過驗證后，教給工廠代加工制造芯片。
2同步數字系統設計
在文章開始，筆者就提到同步設計法受到眾多設計人員的青睞。下面本文就將嚴格按照上文中提到過的幾種設計階段對同步設計法進行詳細的介紹：
2.1同步電路的優越性
之所以被稱之為同步系統就是因為觸發器的狀態是有統一始終控制的。各個存儲狀態的改變都是在時鐘的控制之下完成的。所以同步系統具有著多種好處。①同步電路保證各個存儲單元都有著相同的初始態，并且只有在時鐘沿到來之時，存儲單元的狀態才會發生轉變，這樣很大程度上就使得電路較為穩定，能夠避免溫度等對電路的影響。②能夠很容易實現流水線，對于提高芯片的效率等方面具有較大的好處。
2.2觸發器
觸發器是同步電路的基本單元，尤其指的是D觸發器。對于觸發器而言，最重要的特點就是只有當時鐘沿到來的時候，觸發器才會將存儲狀態轉變，也就是將數據端的數據保存起來。當時鐘沿不到達時，觸發器不會采取動作，這樣就是同步電路較為穩定的原因之一。觸發器在組成時，可以采用MOS管進行搭建，也可以采用簡單的邏輯器件進行構建。
2.3RTL級描述
由于數字電路需要具備的功能越來越多同時規模也變的越來越大，那么系統這一理念也變得越來越強大。使用Ver-ilogHDL可以對系統進行行為級以及RTL級描述。行為級描述就是為了確認系統是否可行、可靠，同時也會檢查算法是否正確。在進行RTL級設計的時候需要注意到描述的可綜合性以及測試驗證功能的完備性。描述的可綜合性詳細來說就是設計人員大多使用mod-elsim進行編譯仿真。這款軟件雖然簡單實用，但同時也具備著不容忽視的弱點，就是VerilogHDL的容錯性較強，不能區分出行為級描述以及RTL級描述。這就意味著設計人員的設計最終可能無法被綜合成硬件電路。為了解決這一問題。設計人員就需要多多關注指令都能夠被綜合成什么樣的電路，同時關注哪些指令不可被綜合。RTL級描述中，功能需要是完備的。這就比可綜合性困難的多。因為到目前為止并沒有能保證功能完備性的驗證體系。為了避免這個問題的出現。設計人員需要從以下的方面入手：①對于系統級規劃中模塊盡量按照其功能進行劃分，這樣就能夠在進行RTL級描述時嚴格按照規劃設計。②保持良好的編程習慣。③成立專人的測試部門，這樣既有測試人員又有著設計人員。在測試人員的把關之下，很多的問題以及漏洞就會被發現。
2.4利用DesignCompiler綜合優化
DC綜合這一過程是數字電子線路設計的前端。在這個綜合設計的過程中那個，DC需要進最大的努力進行優化，但是這之后可能依然有一些違例路徑的存在。這時候就需要人工返回RTL級，進行修改然后再綜合，不斷的循環。
2.5利用SOCEncounter布局布線
同步數字設計的后端就涵蓋了布局布線、時序驗證、后仿等多個環節。對比模擬電路，數字電路布局布線較為簡單尤其再利用一些軟件之后能夠大大的減輕人們的壓力、提高工作效率，節省時間。
3小結
本文對于數字電路設計方法之中的同步設計法進行了詳細的介紹，同時對于在設計過程中可能出現的問題以及解決方案都進行了論述，希望對于今后設計人員對數字電路的設計有所幫助。
參考文獻
[1]孔德立.數字集成電路設計方法的研究[D].西安電子科技大學，2012.
[2]陳明亮.數字集成電路自動測試硬件技術研究[D].電子科技大學，2010.
集成電路后端設計流程范文3
關鍵詞：本科教育；微電子；課程體系；結構優化
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0033-03
一、引言
微電子技術是隨著集成電路，尤其是超大型規模集成電路而發展起來的一門新的技術。微電子技術包括系統電路設計、器件物理、工藝技術、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術，是高科技和信息產業的核心技術。微電子產業是基礎性產業，對國民經濟有著巨大貢獻，并滲透到其他很多學科，是發展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。作為電子通信類高校，南京郵電大學建校近50年來，正朝著信息科技類大學進軍。隨著電子、通信和信息等產業的飛速發展，國內外都需要大量的微電子學人才，我校成立微電子學專業，旨在為我國的ASIC設計方面，培養急需的人才[1-6]。我國“十五”計劃綱要明確提出大力發展半導體集成電路產業，為了滿足社會的發展和需求，我校微電子專業成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在學校各級領導的重視和關心下，專業建設取得了飛速發展。本科人才培養方案是各專業人才培養目標、培養規格以及培養過程和方式的總體設計，是學校組織本科教學、規范教學環節、實現人才培養目標的綱領性文件，對人才培養質量具有決定性的影響。當今的高校教育不僅需要培養大量理論基礎較扎實、具有開拓創新精神的專業型人才，也更需要培養大量工程應用型人才。所謂“應用型人才”主要是指德、智、體、美等方面全面發展的，能夠將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的高級專門人才。“應用型人才培養模式是以能力為中心，以培養技術應用型專門人才為目標的”。它更加注重的是實踐性、應用性和技術性。即基礎知識比高職高專學生深厚、實踐能力比傳統本科生強，是本科應用型人才最本質的特征。本科應用型人才培養模式是根據社會、經濟和科技發展的需要，在一定的教育思想指導下，人才培養目標、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式。
二、深化完善本科教學體系改革的措施探討
人才培養方案制（修）訂工作對于學校實現人才培養目標、進一步深化完善本科教學體系改革具有重要意義，人才培養方案制（修）訂需要全面貫徹國家中長期教育改革和發展規劃綱要，認真落實教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見等文件要求，不斷適應國家和社會發展需要，進一步深化教育教學改革，優化人才培養過程，提高人才培養質量，促進學生全面發展。具體的改革措施探討如下。
1.進一步明確本專業的特點和優勢。培養方案是高等學校實現人才培養目標、開展人才培養工作的總體設計和實施方案，為全面貫徹教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見，以執行最新頒布的普通高等學校本科專業設置管理規定為契機，推動我校新一輪專業建設和教學改革，以不斷適應知識經濟、科技、社會發展對各類高素質創新人才的需要，根據我校教育教學改革的實際，及時總結人才培養經驗，以“本科教學工程”建設工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養計劃”及“工程教育專業認證”，進一步更新教育觀念，深化教育教學改革，提高本科教育質量，構建和完善適合我校辦學指導思想、具有我校辦學特色的本科創新人才培養體系，根據新《目錄》規定的各專業培養目標、培養要求、主干學科、核心課程、主要實踐性教學環節、主要專業實驗，緊密結合近年“本科教學工程”改革實踐，開展本科專業培養方案的修訂。本專業培養適應社會發展需要，道德文化素養高，社會責任感強，身心健康，掌握扎實的自然科學基礎知識和必備的專業知識，具有良好的學習能力、實踐能力、專業能力和創新意識，能在微電子器件、工藝和集成電路設計及相關的電子信息科學領域從事科學研究、產品研發、工程設計、技術管理等工作的專門技術人才。主要專業方向為微電子器件、工藝和集成電路設計。注重集成電路設計、集成電路版圖設計、微電子器件設計和MEMS設計。
2.課程設置進一步優化。課程的設置是否合理對人才的培養起到了至關重要的作用，尤其是現今提出的對專業人才的更高要求，需要進一步優化課程體系，合理安排課程內容。首先，在課程設置方面，當前，南郵本科微電子專業經過幾年的發展，取得了不少成績。但世界范圍內微電子產業飛速發展的特點決定了高校微電子學科的教學必須緊緊跟隨產業發展的步伐。我們在看到以前所取得的成績的同時也必須看到其中所存在的一些問題，并積極進行改革創新。我校的微電子專業在設立初期，經過各方專家的反復討論和論證，建立了一套統一的專業課程和教學大綱。這套課程滿足該專業最基本的專業要求。但由于微電子專業設立時間不長，仍屬于起步階段，由于硬件條件和師資力量的缺乏和不到位，無法設立多樣的課程體系和科目，所以目前的教學仍然是基本上按統一的教學大綱和教學要求組織。隨著學校辦學規模的擴大，通達微電子學院的設立，選修微電子專業課程的學生人數不斷增加，原有的教學課程體系和科目還需要進一步細化、深化、推廣。為此，在課程設置上，我們必須對已經投入使用的培養方案進行分析和總結、不斷地進行修訂和完善，將整個學科的課程結構體系、到具體到每一門課程的知識體系，都進行優化設計，以期在最短的學時內使學生掌握牢固的知識。最終使學生獲得以下幾方面的能力：掌握扎實的數學、物理等方面的基本理論和基本知識；系統掌握量子與固體物理、半導體物理與器件物理、半導體集成電路設計和制造的基本知識，具有獨立進行微電子器件、工藝和集成電路設計的基本能力；了解電子信息類專業的一般原理和知識，受到科學實驗與科學思維的訓練，具有本學科與跨學科的科學研究與技術開發的基本能力；在綜合類實踐、實驗中具有較強的獨立設計、分析和調試系統的能力，能夠完成綜合性和探索性工作的能力；養成良好的學習習慣，對終身學習有正確認識，具有不斷學習和適應發展的能力；其次，對于理論課程的內容，針對南京郵電大學的學科特點和電子科學與工程學院的實際情況，以及本專業的特色建設，主要專業方向為微電子器件、工藝和集成電路設計。注重集成電路設計、集成電路版圖設計、微電子器件設計和MEMS設計。以能力培養為基礎來設計，并考慮學生畢業后從事的職業，根據工作的要求對教學中的課程進行專項的能力和綜合能力培養。在通識教育類課程中設置了高等數學、大學物理、物理實驗、程序設計等。專業教育類課程中設置了信號與系統、數字電路與邏輯設計、模擬電子技術及電工電子實驗等。這些是所有涉及到電類專業的學生都必須學習的課程。在微電子專業的專業課中安排了固體物理、半導體物理、半導體集成電路工藝、半導體器件物理、通信原理，這些課程都是基礎理論課程，是為微電子專業的學生打下基本的專業基礎?？紤]到工程認證的需要，在集成電路與CAD的課程設置上，專門增加了16小時的實驗，加強學生的實驗和操作技能。在集成電路分析與設計的課程設置中，專門將模擬和數字分開，設置了各48小時的模擬集成電路分析與設計、數字集成電路分析與設計，這不同于其他院校的課程設置，應該也算是我專業的一個特色和優勢。使學生掌握初步的集成電路設計知識，加強了學生的集成電路分析和設計的能力。除了已經設置的32小時的VLSI設計實驗課和32小時的微電子專業實驗，還增加了32小時的工藝實驗，這也大大加強了實驗和上機比例。具體來講，已經在建設的ASIC設計實驗室的基礎上開展了ASIC設計實驗課程的教學，并籌備建立了微電子專業實驗室，擁有了一批工作站、計算機等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學會一到兩種EDA工具的使用方法。建設微電子器件和半導體物理專業實驗課程，在廣泛調研的基礎上購置了必要的儀器設備、編寫了實驗教程、開展了半導體材料實驗和晶體管測試實驗；基于以上措施，建立一整套完備的、覆蓋微電子產業前端和后端工序的微電子實驗課程體系。開展了器件和工藝設計實驗。掌握一定微電子實驗能力是微電子專業本科生應當具備的基本素質。在微電子專業的專業選修課中設置了VLSI版圖設計基礎、片上系統設計、微電子器件設計、MEMS與微系統設計、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程，涵蓋了微電子方向的器件設計、電路設計、工藝設計等各個方面。更好地體現了應用型人才的培養方向和目標。再者，實踐課程的內容上，由于微電子專業是一個實踐性較強、實踐內容多的專業，從集成電路的生成流程來看，其實踐內容包括系統和電路設計、器件設計、工藝設計、版圖設計、實際流片和測試。實踐課程的設置對培養學生解決問題能力、判斷能力和創新能力極為關鍵；需要工程認證的專業的實驗實踐課程必須要達到30%以上。因此，還擬通過建立微電子專業實驗室，開設微電子和半導體測試實驗課，在培養學生理論知識的同時，加強實踐能力的培養，培養既有較深理論基礎，又有一定動手能力的全面發展的學生。在實踐型環節的課程設置中，通識基礎課和學科基礎課中安排了電類學科所必須的程序設計、電裝實習、電子電路課程設計等。在專業基礎課和專業課中，設置了軟件設計、微電子課程設計等，尤其是微電子課程設計，將進行較大的改革，要求改革后設計內容都是與本專業緊密相關，全面運用到所學的專業知識。
3.師資隊伍的建設。本專業現在擁有專業教師14名，完全滿足本科的專業教學需要，但從事集成電路設計方向的老師比較缺乏。還有，學生的個性不同，使學生在學習的興趣、主動性等方面差異很大；隨著社會競爭的日益激烈和社會需求的不斷變化，又使學生的未來發展面臨很大挑戰，學生的需求隨之呈現多樣化。因此，多元化的培養規格應當成為共識。將學生的具體情況和社會需求相結合，這就要求我們必須打破現有的統一模式，根據學生的實際和社會需求建立多樣化的課程體系，實施分類教學，在保證打好扎實的專業基礎的前提下，設立盡可能多的適應當今社會發展的方向性課程。建立既具有深厚扎實的理論知識功底，又具有精通實踐、有很強的動手操作能力和解決生產實際問題能力的教師隊伍迫在眉睫。近幾年，我學院在引進高水平的師資力量方面進行了不懈的努力，微電子專業教師的隊伍在不斷擴大，教師的專業方向也在不斷豐富，能夠勝任并有選擇性地擔任各主要方向的專業課教學。但仍然缺乏學科帶頭人，缺乏一個凝聚人心的事業平臺，學術梯隊。這就要加速建設學科帶頭人、重點骨干教師和優秀青年教師4個層次的學術梯隊。通過培養和引進，形成一批整體素質高、學術實力強、結構合理、具有團結協作精神的學術梯隊，使其在學科建設中發揮突出作用。鼓勵教師積極申報各類項目，積累一定的設計、實驗和操作經驗。鼓勵教師與公司、研究所合作，鼓勵教師到國內外高校去做訪問學者，積極參加國內外舉辦的國際會議，從而了解專業的最新發展、前沿問題，開闊眼界。
三、小結
總的來說，微電子學是發展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。培養方案是高等學校實現人才培養目標、根據我校教育教學改革的實際，及時總結人才培養經驗，以“本科教學工程”建設工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養計劃”及“工程教育專業認證”，進一步更新教育觀念，深化教育教學改革，提高本科教育質量，迫在眉睫。其中需明確我校的特點和優勢，以通信集成電路設計為主要方向，同時兼顧工藝設計與器件設計。相信通過培養方案、課程設置、師資等各方面的建設，一定會培養出高質量的微電子學領域人才，為我國的微電子工業做出貢獻。
參考文獻：
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集成電路后端設計流程范文4
“中國芯”評選背景介紹
集成電路產業是信息產業的核心和基礎，是一個國家或地區綜合實力的重要標志。2000年，國務院《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》，即18號文件。18號文件的與實施如浩蕩東風，吹大地皆春。在營造良好的產業政策及發展環境的同時，原信息產業部電子信息產品司組織了旨在推進集成電路技術與產品創新及產業化應用的“中國芯”工程。通過電子發展基金、國家科技重大專項等科技開發項目的支持，“中國芯”工程已經在多個領域獲得突破，一批自主創新的集成電路產品相繼開發成功，一批優秀的集成電路設計企業迅速成長。
推進“中國芯”成果的應用與產業化是“中國芯”工程的重要組成部分，由電子信息產品司組織，具體實施由CSIP承擔。2006年，在電子信息產品司的指導下，CSIP成功舉辦了首屆“中國芯”評選及推廣活動?；顒娱_展以來，共有來自全國各地185家集成電路設計企業的289款芯片產品參與到評選活動中來，其中有36家集成電路設計企業的55款芯片獲獎，據統計，“中國芯”品牌不但為企業帶來了良好的社會效益，還為企業帶來增值幾十億的經濟效益。
2010年是國務院18號文十周年，也是我國“十二五”規劃承上啟下的一年，為了總結中國集成電路產業十年的技術進步和發展成就，促進“中國芯”成果的產業化，CSIP在全國范圍內組織開展了“十年‘中國芯’評選活動”，表彰十年來始終致力于促進和發展我國集成電路產業的先進個人、企業和園區。
目前，“中國芯”評選已成為中國集成電路產品創新和應用創新的風向標和大檢閱，“中國芯”也成為行業內最具影響力的公共品牌?；厥住爸袊尽顒拥臍v程，我們相信，在鼓勵集成電路自主創新、以成果應用和產業化為最終目的的平臺上，CSIP將與產業界同仁一道，為中國集成電路產業的發展作出更大貢獻!
一、國民技術股份有限公司――USBKEY系列安全芯片
企業簡介
國民技術股份有限公司誕生于2000年3月，由深圳市中興集成電路設計有限責任公司于2009年6月整體轉制設立而成，是承擔國家“909”超大規模集成電路工程的集成電路設計企業之一。公司總部設立在深圳，并于北京和上海設立有研發和支持中心。2010年4月30日，國民技術股份有限公司在深圳市證券交易所創業板上市。
國民技術秉承自主創新理念，以打造創新的技術、創新的產品、創新的市場，向社會和民眾提供高價值、高品質的IC產品與方案為目標，積極推動行業和產業鏈的合作，創造多贏的商業模式。
公司以信息安全、SOC、射頻為核心技術發展方向，涵蓋從前端到后端全過程的IC設計技術，擁有逾百項自主知識產權，并在多個技術領域具有創新性突破。自成立以來，承擔過多項國家“863計劃”專項重大課題和發改委高技術產業化項目，榮獲十幾項省部級技術獎勵。
國民技術深耕于安全、通訊、消費電子三個主流市場，為促進互聯網時代的現代化社會發展而貢獻知識財富。
全力打造的網絡身份認證芯片，是中國首顆量產的具有全自主知識產權的32位CPU核產品，廣泛應用于我國金融、稅控、海關、電子政務、數字版權保護等領域，處于行業優勢領導地位。
國民技術是中國可信計算產業聯盟的發起者之一，推出的可信密碼模塊(TCM)產品和方案是我國信息安全產業重要的自主創新成果，被譽為“中國Pc信息安全的DNA”。
公司推出的安全存儲、移動支付等創新產品和方案，實現了業內獨樹一幟的技術突破；在CMMB手機電視芯片、TD-LTE射頻芯片等方面也取得了市場領先的成果。
國民技術以“創新服務全民”為企業愿景，立足于以自主創新為社會提供高品質的IC產品和整體解決方案，積極推動構建新型的商業模式，更立志于為人們安全、便捷的數字化生活作出貢獻。
1、型號：Z8D64U
芯片概述
Z8D64U是面向低端USBKEY市場應用，基于Zi8051-SC 8位安全處理器的平臺上開發出來的，具備低功耗、低成本，性能高等特點。
該系列芯片可用于低端USBKEY應用，如銀行、政府身份認證等等，可以實現的功能包括：
1)片上密鑰管理(密鑰生成、密鑰存儲、密鑰更新等)；
2)片上簽名及身份認證(可以支持RSA、ECC(p或2n域)等公鑰算法)。
芯片封裝形式：SSOP20
生產工藝：HHNEC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：單周期增強型8051核，最高時鐘頻率20MHz；
存儲器：FLASH 64Byte，RAM 2+1kBvte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度2.4s／次，簽名速度26次／s；
DES算法引擎，流加密速度2.4Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點；
7816接口：符合7816規范，最高速率300Kbps；
最多支持4個GPIO。
2、型號：Z32H／L256D32U(UF)
芯片概述
Z32U系列安全控制器芯片是ZTEIC面向安全控制器市場應用，在基于國產32位RISC處理器的多功能安全處理平臺基礎上開發出的，具備高處理能力、高安全性、多種接口、低功耗、低成本等特點。
該系列芯片可用于安全加密u盤、指紋識別USB KEY、大容量USB KEY、桌面加密機、桌面型VPN、高性能讀卡器、手持POS機、加密板卡等設備上，可以實現的功能包括：
1)片上密鑰管理(密鑰生成、密鑰存儲、密鑰更新等)；
2)片上簽名及身份認證(可以支持RSA、ECC(p域)等公鑰算法)；
3)專用算法下載執行及高速率數據加解密(支持DES／3DES算法和各種專用密碼算法)；
4)通過豐富的GPIO接口、SPI／UART接口、Flash主從接口、SRAM主從接口、7816讀卡器接口等可以實現多種附加應用。
芯片封裝形式：LQFP44／QFN64
生產工藝：TSMC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：專門定制的國產高安全核Arca2sc，32bitCPU，5級流水線，2Kbyte高速緩存，最高頻率96MHz；
存儲器：FLASH 256kByte，EEPROM 32kByte，RAM 8+1kByte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度0，6s／次，簽名速度75次／s；
DES算法引擎，流加密速度3.5Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點。
7816接口：符合7816規范，最高速率
300Kbps；
UART接口、SPI接口；
FLASH／SRAM主從接口；
最多支持27個GPIO。
3、型號：Z8D1 68U
芯片概述
Z8D168系列是仙人球(Cacti)Z8系列中一組帶有USB1.1全速、IS07816主從接口和SPI接口的8位安全芯片，它與工業標準的8051單片機指令集完全兼容。Z8D168片上集成了單周期高性能8位安全微控制器，擁有256Bile核內RAM、3K核外RAM和1K核外PAE RAM，168K Byte Flash程序，數據存儲器。
Z8D168內置DES／3DES、AES、和公鑰算法引擎，內置了硬件真隨機數發生器和安全防護單元，適用于PKI等安全應用。Z8D168系列芯片具有功耗低、穩定性高和兼容性強等特點。
芯片封裝形式：SSOP28／QFN40
生產工藝：HHNEC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：單周期增強型8051核，最高時鐘頻率20MHz；
存儲器：FLASH 168kByte，RAM 2+1kByte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度2.4s／次，簽名速度26次，s；
DES／3DES算法引擎，流加密速度3.0Mbps；
AES算法引擎，流加密速度2.4Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點。
7816接口：符合7816規范，最高速率300Kbps；
硬件SPI主接口，可外擴FLASH、顯示等器件；
最多支持13個GPIO。
二、上海華虹集成電路有限責任公司――世博門票芯片lnIay
企業簡介
上海華虹集成電路有限責任公司(以下簡稱“華虹設計”)是中國智能卡與信息安全芯片解決方案供應商，是中央直接管理的國有獨資特大型集團公司、中國最大的國有IT企業中國電子信息產業集團有限公司的二級子公司，是中國“909工程”的重要IC設計公司。其產品包括非接觸式IC卡芯片、接觸式CPU卡芯片、雙界面卡芯片、USBKEY芯片等，并能提供RFID、公交一卡通、社會保障、金融安全、電信、手機移動支付、高端證照等解決方案。公司芯片年出貨量已超過4億顆，累計出貨量超10億顆，是國內產品線最全、年出貨量最大的智能卡芯片供應商，連續9年蟬聯中國集成電路設計公司十強企業。
型號：SHG1111
芯片概述
世博門票芯片采用國際標準的ISO14443 TypeA標準，遵循ISO 14443-2(射頻功率及信號接口)，ISO 14443-3(初始化及防沖突)兩部分規范。采用符合國家要求的安全算法以及存儲區控制管理，該方案采用上海公交算法進行數據加密，具有較好的安全性。適用于各種證件、電子錢包、自動收費系統和公共交通自動售檢票系統等應用中。
該產品采用自主產權的加解密算法，針對Mifarel卡芯片被破解的現狀，該產品可以完全替代升級現有的Mifarel卡應用系統，提高了非接觸式卡應用的安全性能。
該產品采用先進的芯片制造工藝制作。內有高速的CMOS EEPROM。卡片上除了IC微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件。卡片上無源(無任何電池)。卡放在讀寫設備的有效天線場內，高速RF通訊接口能達到的數據傳輸速率高達106kbit／s。
該產品具有防沖突功能：能在同一時間處理在卡片讀寫器天線的有效工作距離內的多張卡片。該防沖突算法確保只選中一張卡，并保證在與選中的卡進行數據交換過程中，不受其他卡進入或離開射頻區域的影響。
產品設計時考慮了卡使用者使用的方便性。卡提供的高速數據傳輸速率使一次典型的交易處理時間短于250ms，因此卡使用者通過讀卡設備時不必停下。因此適用于各種證件、電子錢包、自動收費系統和公共交通自動售檢票系統等應用中。
特別重要的是防欺騙的安全問題上，該產品采用了三重相互認證機制(ISO／IEC DIS 9798-2)，并在通訊過程中所有數據均通過流密碼加密以防信號截取，并且每張卡4字節的UID碼是在芯片出廠測試時寫入的，出廠后不可改確保了其唯一性，這其實是一種有效的防治克隆技術?？梢杂糜诖鎯τ诳ㄆ系陌踩珨祿募用埽部梢杂糜诎l散一卡一密加密系統的密鑰。
該產品支持一卡多用功能。每個應用區有不同的權限控制，不同的密鑰提供了不同層次的功能。
芯片封裝形式：Inlay
生產工藝：0.2Sum EEPROM工藝
主要功能和技術指標
lS0／IEC 14448 A RF接口
非接觸數據和能量傳輸(不需要電池，無源)
工作距離：在距讀卡器天線0-60 mm區域內能正確進行數據交換和完成各項操作(具體的讀寫距離由天線的形狀、大小和場強而定)
最小工作場強Hmin：0.3A／m(標準ID-1尺寸天線)
最大可耐受工作場強Hmax：8A／m(標準ID-1尺寸天線)
工作頻率：13.56MHz
數據傳輸速率：106kbit／s
高數據完整性：
――每塊有16位CRC檢驗
――每字節有奇偶校驗位
――比特計數
――用編碼方式來區分1、0或無信息
抗沖突
4字節序列號(根據ISO／IEC 14443-3級聯級別I,Cascade level 1)
典型售票交易流程：
EEPROM存儲器
EEPROM存儲容量為1k字節，分為16個扇區，每個扇區4塊，每塊16字節。
每個數據塊可單獨設定訪問權限，訪問權限由用戶定義。
數據保持時間：最少10年。
擦寫次數：最少10萬個周期。
安全性
采用了自主產權的上海公交算法。
三重相互認證體制(ISO／IEC DIS9798-2)。
通訊過程所有數據加密以防信號截取。
由16個相互獨立的密碼，支持一卡多用。
每張卡的4字節序列號唯一。
傳輸密碼保護
本產品所獲得的專利
獲得國內專利4項(其中發明3項，實用新型1項)
申請國內發明專利6項
本產品獲獎情況
2008年中國RFID行業十大最有影響力事件
2008年中國最佳RFID解決方案企業獎
2009年中國RFID行業十大最有影響力成功應用獎
2009年中國RFID優秀應用成果獎
三、北京兆易創新科技有限公司――SPI Flash存儲器GD25Q80scP
企業簡介
北京兆易創新科技有限公司(原芯技佳易)成立于2005年4月，是國內第一家專業從事存儲器及相關芯片研發設計的集成電路設計公司，公司致力
于各種高速和低功耗存儲器的研究及開發，已通過SGS認證的IS09001：2008質量管理體系認證和IS04001環境管理體系認證。兆易創新擁有多項專利技術，保證了公司產品憑借“高技術、低功耗、低成本”的特性領先世界同類產品。
公司辦公地點設在北京清華科技園區。兆易創新的核心團隊曾在硅谷著名的存儲器公司工作多年，有著豐富的存儲器設計及研發經驗。公司目前研發成功了多款產品，主要有SPI FLASH、NOR MCP以及OTP等，部分產品已經大規模量產。兆易創新開發的產品廣泛地應用于手持移動終端、消費類電子產品、個人電腦及周邊、網絡、電信設備、醫療設備、辦公設備、汽車電子及工業控制設備等領域。
型號：GD25080SCP
芯片概述
兆易創新提供的具有通用SPI接口的512Kb到32Mb的Flash存儲器，如果配合四輸入／輸出口(Quad I／O)功能則可以提供480Mbps的傳輸速率。兆易創新可提供陜捷專業的原廠本地化服務。
芯片封裝形式：SOP／DIP／UDFN／TSSOP
生產工藝：0.13μm，90nm
主要功能和技術指標
兆易創新提供世界最高速的SPI FLASH芯片，如果配合四輸入／輸出口(QuadI／O)功能則可以提供480Mbps的傳輸速率，靜態電流最低可至5uA，產品具有良好的可靠性和適應性，數據保持時間20年，擦寫次數可達10萬次，擦寫和編程速度處于業界先進水平。工作溫度范圍-40℃＋85℃。支持Erase／Program suspend功能，可以支持小Cache的XIP功能。
四、深圳比亞迪微電子有限公司――1／10英寸30萬像素的CMOS圖像傳感器
企業簡介
比亞迪微電子，前身為比亞迪股份有限公司IC設計部。為了更好的支持集團垂直整合的戰略發展規劃，于2004年10月成立了深圳比亞迪微電子有限公司。在這5年中比亞迪微電子致力于集成電路及功率器件的開發，立足于自主技術研發，緊跟世界先進水平。目前產品主要覆蓋功率半導體器件、IGBT芯片及模塊、電源管理IC、CMOS圖像傳感器、傳感及控制IC、音視頻處理IC等。產品應用領域覆蓋了對光、電、磁及聲等信號的感應、處理及控制，提供IC產品及完整的解決方案。相關產品可廣泛應用于汽車、能源、工業、通訊和消費類電子領域，具有廣闊的市場前景。比亞迪微電子充分利用半導體產業鏈上下游資源，根據客戶需求，提供包含市場調研、產品定義、芯片設計和驗證到芯片應用方案在內的一條龍服務。其多款IC及功率器件產品已獲得包括諾基亞、三星在內的多家國際知名公司的認證和批量使用。
型號：BF3603
芯片概述
CMOS圖像傳感器產品日趨成熟，從07年起，美國和韓國的主要廠家面對成本壓力紛紛開始將原來主流的1／6英寸傳感器縮小到1／10英寸甚至1／13英寸，使芯片及模組的成本更低。但由于感光像素的縮小也帶來成像質量的下降，因此推出的1／10英寸以下的圖像傳感器市場表現不佳，以至他們到08、09年又退回去開發1／7、1／9英寸的圖像傳感器。
而比亞迪的BF3603 CMOS圖像傳感器正是在這樣的背景下，依靠過去幾年積累的自主核心技術經驗，勇敢挑戰國外大廠家，在國內第一次成功開發出的1／10英寸圖像傳感器產品，于2009年8月正式量產。
芯片封裝形式：CSP
生產工藝：0.13um CMOS process
主要功能和技術指標
實現量產的BF3603成功地實現了設計目標。由于采用了比亞迪的最新CMOS成像技術成果，利用國際先進的0.13um CIS工藝制造，實現了成像清晰，色彩鮮艷逼真，靈敏度高，反應快，噪聲小，功耗低等特點。加上推出時是世界上最小的VGA成像芯片，最具有成本優勢，被認為是全球最具競爭力的30萬像素圖像傳感器產品。因此BF3603一經上市便得到市場廣泛認可，并得到廣大鏡頭廠和模組廠的積極響應和支持，把1／10英寸的鏡頭和模組做成了市場的主流。
本產品所獲得的專利
已受理專利40項，獲得專利5項。
本產品應用案例
五、深圳國微技術有限公司――CAM卡專用芯片
企業簡介
深圳國微技術有限公司創立于2003年，是一家專注于數字電視領域，并擁有自主知識產權和核心技術的高科技企業，具備從超大規模集成電路芯片設計到整機系統開發及互聯網應用開發的能力。
公司目前約有300名員工，為中國籍，本科及以上人員占公司總人數的70％，研發人員占公司總人數的61％。
公司積極開展數字電視機卡分離標準的產品研發和產業化工作，率先開發成功數字電視機卡分離專用芯片，并進而開發基于該芯片的數字電視應用模塊，即完全國產化的數字電視條件接收CAM卡(Conditional Access Module)，也稱視密卡。該模塊將數字電視節目的解密部分從主機中獨立出來，實現了數字電視領域的機卡分離，為數字電視終端(機頂盒和一體化電視機)開拓了巨大的水平市場空間。
型號：SMl 660
芯片概述
CAM卡專用芯片是一個內嵌32位CPU的SOC芯片，內置RAM和ROM；支持國際標準DVB-CI標準和中國數字電視機卡分離標準；支持數字電視傳輸流Ts流雙向傳輸接口；內嵌數字電視解復用器Demux；支持數字電視通用解擾器Descrambler；集成IS07816智能卡接口；內嵌支持多家CA系統的安全模塊。
芯片封裝形式：TQFPl44
生產工藝：0.18
主要功能和技術指標
1.內嵌32位微處理器
32位ARM7TDMI微處理器
最高支持70MHz工作頻率
2.內部2Mbit SRAM
最高支持70MHz工作頻率
零等待周期
3.PID過濾：
100％軟件可編程
可以同時對64個PID進行處理，通過MASK功能，一個PID過濾器可以處理多個PID Ts包，因此可以處理的PID數量具有進一步擴充的能力
可以處理16對最大長度為64 bits的CW控制字(每對分為奇控制字和偶控制字)
4.MPEG－2分段(section)過濾：
100％軟件可編程
16個并行過濾器，每個過濾器最多可以實現16個字節的過濾。
通過軟件擴充可支持32個以上的分段過濾能力
5.傳送流處理速度：
在60M的系統時鐘下，可以處理100Mb／s的傳送數據流
6.通用解擾模塊
硬件解擾模塊，完全兼容DVB通用解擾算法(CSA)，兼容通用解擾算法V1.2，V2.0版本。
支持對最大160Mb~的TS流進行解擾。
7.帶有屬性存儲器空間和10接口界面的
PCMCIA接口，符合PCMCIA標準2.1版本規范
8.IS07816智能卡接口。支持TO和T1異步協議和lOETUframe協議
9.32路可編程中斷控制器
10.內部鎖相環電路
11.可編程外部MEMORY接口支持3個最大4MB的FLASH或ASRAM
12.三個可編程自動裝載的32位通用計數器
13.帶有8Byte的FIFO的標準UART
14.WatchDog，UART，GPIO模塊
15.支持兩個以上CA的處理能力
本產品所獲得的專利
已受理專利8項，已獲取專利3項。第五屆“中國芯”最僮市場表現獎
編者按：本刊將從本期開始，詳細報道“中國芯”評選活動中獲獎與參選企業的產品情況，以饗讀者。
“中國芯”評選背景介紹
集成電路產業是信息產業的核心和基礎，是一個國家或地區綜合實力的重要標志。2000年，國務院《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》，即18號文件。18號文件的與實施如浩蕩東風，吹大地皆春。在營造良好的產業政策及發展環境的同時，原信息產業部電子信息產品司組織了旨在推進集成電路技術與產品創新及產業化應用的“中國芯”工程。通過電子發展基金、國家科技重大專項等科技開發項目的支持，“中國芯”工程已經在多個領域獲得突破，一批自主創新的集成電路產品相繼開發成功，一批優秀的集成電路設計企業迅速成長。
推進“中國芯”成果的應用與產業化是“中國芯”工程的重要組成部分，由電子信息產品司組織，具體實施由CSIP承擔。2006年，在電子信息產品司的指導下，CSIP成功舉辦了首屆“中國芯”評選及推廣活動?；顒娱_展以來，共有來自全國各地185家集成電路設計企業的289款芯片產品參與到評選活動中來，其中有36家集成電路設計企業的55款芯片獲獎，據統計，“中國芯”品牌不但為企業帶來了良好的社會效益，還為企業帶來增值幾十億的經濟效益。
2010年是國務院18號文十周年，也是我國“十二五”規劃承上啟下的一年，為了總結中國集成電路產業十年的技術進步和發展成就，促進“中國芯”成果的產業化，CSIP在全國范圍內組織開展了“十年‘中國芯’評選活動”，表彰十年來始終致力于促進和發展我國集成電路產業的先進個人、企業和園區。
目前，“中國芯”評選已成為中國集成電路產品創新和應用創新的風向標和大檢閱，“中國芯”也成為行業內最具影響力的公共品牌?；厥住爸袊尽顒拥臍v程，我們相信，在鼓勵集成電路自主創新、以成果應用和產業化為最終目的的平臺上，CSIP將與產業界同仁一道，為中國集成電路產業的發展作出更大貢獻!
一、國民技術股份有限公司――USBKEY系列安全芯片
企業簡介
國民技術股份有限公司誕生于2000年3月，由深圳市中興集成電路設計有限責任公司于2009年6月整體轉制設立而成，是承擔國家“909”超大規模集成電路工程的集成電路設計企業之一。公司總部設立在深圳，并于北京和上海設立有研發和支持中心。2010年4月30日，國民技術股份有限公司在深圳市證券交易所創業板上市。
國民技術秉承自主創新理念，以打造創新的技術、創新的產品、創新的市場，向社會和民眾提供高價值、高品質的IC產品與方案為目標，積極推動行業和產業鏈的合作，創造多贏的商業模式。
公司以信息安全、SOC、射頻為核心技術發展方向，涵蓋從前端到后端全過程的IC設計技術，擁有逾百項自主知識產權，并在多個技術領域具有創新性突破。自成立以來，承擔過多項國家“863計劃”專項重大課題和發改委高技術產業化項目，榮獲十幾項省部級技術獎勵。
國民技術深耕于安全、通訊、消費電子三個主流市場，為促進互聯網時代的現代化社會發展而貢獻知識財富。
全力打造的網絡身份認證芯片，是中國首顆量產的具有全自主知識產權的32位CPU核產品，廣泛應用于我國金融、稅控、海關、電子政務、數字版權保護等領域，處于行業優勢領導地位。
國民技術是中國可信計算產業聯盟的發起者之一，推出的可信密碼模塊(TCM)產品和方案是我國信息安全產業重要的自主創新成果，被譽為“中國Pc信息安全的DNA”。
公司推出的安全存儲、移動支付等創新產品和方案，實現了業內獨樹一幟的技術突破；在CMMB手機電視芯片、TD-LTE射頻芯片等方面也取得了市場領先的成果。
國民技術以“創新服務全民”為企業愿景，立足于以自主創新為社會提供高品質的IC產品和整體解決方案，積極推動構建新型的商業模式，更立志于為人們安全、便捷的數字化生活作出貢獻。
1、型號：Z8D64U
芯片概述
Z8D64U是面向低端USBKEY市場應用，基于Zi8051-SC 8位安全處理器的平臺上開發出來的，具備低功耗、低成本，性能高等特點。
該系列芯片可用于低端USBKEY應用，如銀行、政府身份認證等等，可以實現的功能包括：
1)片上密鑰管理(密鑰生成、密鑰存儲、密鑰更新等)；
2)片上簽名及身份認證(可以支持RSA、ECC(p或2n域)等公鑰算法)。
芯片封裝形式：SSOP20
生產工藝：HHNEC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：單周期增強型8051核，最高時鐘頻率20MHz；
存儲器：FLASH 64Byte，RAM 2+1kBvte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度2.4s／次，簽名速度26次／s；
DES算法引擎，流加密速度2.4Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點；
7816接口：符合7816規范，最高速率300Kbps；
最多支持4個GPIO。
2、型號：Z32H／L256D32U(UF)
芯片概述
Z32U系列安全控制器芯片是ZTEIC面向安全控制器市場應用，在基于國產32位RISC處理器的多功能安全處理平臺基礎上開發出的，具備高處理能力、高安全性、多種接口、低功耗、低成本等特點。
該系列芯片可用于安全加密u盤、指紋識別USB KEY、大容量USB KEY、桌面加密機、桌面型VPN、高性能讀卡器、手持POS機、加密板卡等設備上，可以實現的功能包括：
1)片上密鑰管理(密鑰生成、密鑰存儲、密鑰更新等)；
2)片上簽名及身份認證(可以支持RSA、ECC(p域)等公鑰算法)；
3)專用算法下載執行及高速率數據加解密(支持DES／3DES算法和各種專用密碼算法)；
4)通過豐富的GPIO接口、SPI／UART接口、Flash主從接口、SRAM主從接口、7816讀卡器接口等可以實現多種附加應用。
芯片封裝形式：LQFP44／QFN64
生產工藝：TSMC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：專門定制的國產高安全核Arca2sc，32bitCPU，5級流水線，2Kbyte高速緩存，最高頻率96MHz；
存儲器：FLASH 256kByte，EEPROM 32kByte，RAM 8+1kByte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度0，6s／次，簽名速度75次／s；
DES算法引擎，流加密速度3.5Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點。
7816接口：符合7816規范，最高速率300Kbps；
UART接口、SPI接口；
FLASH／SRAM主從接口；
最多支持27個GPIO。
3、型號：Z8D1 68U
芯片概述
Z8D168系列是仙人球(Cacti)Z8系列中一組帶有USB1.1全速、IS07816主從接口和SPI接口的8位安全芯片，它與工業標準的8051單片機指令集完全兼容。Z8D168片上集成了單周期高性能8位安全微控制器，擁有256Bile核內RAM、3K核外RAM和1K核外PAE RAM，168K Byte Flash程序，數據存儲器。
Z8D168內置DES／3DES、AES、和公鑰算法引擎，內置了硬件真隨機數發生器和安全防護單元，適用于PKI等安全應用。Z8D168系列芯片具有功耗低、穩定性高和兼容性強等特點。
芯片封裝形式：SSOP28／QFN40
生產工藝：HHNEC 0.25um
主要功能和技術指標
處理器：單周期增強型8051核，最高時鐘頻率20MHz；
存儲器：FLASH 168kByte，RAM 2+1kByte；
算法模塊：
公鑰算法引擎，1024RSA密鑰生成速度2.4s／次，簽名速度26次，s；
DES／3DES算法引擎，流加密速度3.0Mbps；
AES算法引擎，流加密速度2.4Mbps；
接口：
USB：復合USB1.1 Full Speed規范，1個控制端點，2個BULK端點，1個中斷端點。
7816接口：符合7816規范，最高速率300Kbps；
硬件SPI主接口，可外擴FLASH、顯示等器件；
最多支持13個GPIO。
二、上海華虹集成電路有限責任公司――世博門票芯片lnIay
企業簡介
上海華虹集成電路有限責任公司(以下簡稱“華虹設計”)是中國智能卡與信息安全芯片解決方案供應商，是中央直接管理的國有獨資特大型集團公司、中國最大的國有IT企業中國電子信息產業集團有限公司的二級子公司，是中國“909工程”的重要IC設計公司。其產品包括非接觸式IC卡芯片、接觸式CPU卡芯片、雙界面卡芯片、USBKEY芯片等，并能提供RFID、公交一卡通、社會保障、金融安全、電信、手機移動支付、高端證照等解決方案。公司芯片年出貨量已超過4億顆，累計出貨量超10億顆，是國內產品線最全、年出貨量最大的智能卡芯片供應商，連續9年蟬聯中國集成電路設計公司十強企業。
型號：SHG1111
芯片概述
世博門票芯片采用國際標準的ISO14443 TypeA標準，遵循ISO 14443-2(射頻功率及信號接口)，ISO 14443-3(初始化及防沖突)兩部分規范。采用符合國家要求的安全算法以及存儲區控制管理，該方案采用上海公交算法進行數據加密，具有較好的安全性。適用于各種證件、電子錢包、自動收費系統和公共交通自動售檢票系統等應用中。
該產品采用自主產權的加解密算法，針對Mifarel卡芯片被破解的現狀，該產品可以完全替代升級現有的Mifarel卡應用系統，提高了非接觸式卡應用的安全性能。
該產品采用先進的芯片制造工藝制作。內有高速的CMOS EEPROM?？ㄆ铣薎C微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件。卡片上無源(無任何電池)?？ǚ旁谧x寫設備的有效天線場內，高速RF通訊接口能達到的數據傳輸速率高達106kbit／s。
該產品具有防沖突功能：能在同一時間處理在卡片讀寫器天線的有效工作距離內的多張卡片。該防沖突算法確保只選中一張卡，并保證在與選中的卡進行數據交換過程中，不受其他卡進入或離開射頻區域的影響。
產品設計時考慮了卡使用者使用的方便性?？ㄌ峁┑母咚贁祿鬏斔俾适挂淮蔚湫偷慕灰滋幚頃r間短于250ms，因此卡使用者通過讀卡設備時不必停下。因此適用于各種證件、電子錢包、自動收費系統和公共交通自動售檢票系統等應用中。
特別重要的是防欺騙的安全問題上，該產品采用了三重相互認證機制(ISO／IEC DIS 9798-2)，并在通訊過程中所有數據均通過流密碼加密以防信號截取，并且每張卡4字節的UID碼是在芯片出廠測試時寫入的，出廠后不可改確保了其唯一性，這其實是一種有效的防治克隆技術?？梢杂糜诖鎯τ诳ㄆ系陌踩珨祿募用埽部梢杂糜诎l散一卡一密加密系統的密鑰。
該產品支持一卡多用功能。每個應用區有不同的權限控制，不同的密鑰提供了不同層次的功能。
芯片封裝形式：Inlay
生產工藝：0.2Sum EEPROM工藝
主要功能和技術指標
lS0／IEC 14448 A RF接口
非接觸數據和能量傳輸(不需要電池，無源)
工作距離：在距讀卡器天線0-60 mm區域內能正確進行數據交換和完成各項操作(具體的讀寫距離由天線的形狀、大小和場強而定)
最小工作場強Hmin：0.3A／m(標準ID-1尺寸天線)
最大可耐受工作場強Hmax：8A／m(標準ID-1尺寸天線)
工作頻率：13.56MHz
數據傳輸速率：106kbit／s
高數據完整性：
――每塊有16位CRC檢驗
――每字節有奇偶校驗位
――比特計數
――用編碼方式來區分1、0或無信息
抗沖突
4字節序列號(根據ISO／IEC 14443-3級聯級別I,Cascade level 1)
典型售票交易流程：
EEPROM存儲器
EEPROM存儲容量為1k字節，分為16個扇區，每個扇區4塊，每塊16字節。
每個數據塊可單獨設定訪問權限，訪問權限由用戶定義。
數據保持時間：最少10年。
擦寫次數：最少10萬個周期。
安全性
采用了自主產權的上海公交算法。
三重相互認證體制(ISO／IEC DIS9798-2)。
通訊過程所有數據加密以防信號截取。
由16個相互獨立的密碼，支持一卡多用。
每張卡的4字節序列號唯一。
傳輸密碼保護
本產品所獲得的專利
獲得國內專利4項(其中發明3項，實用新型1項)
申請國內發明專利6項
本產品獲獎情況
2008年中國RFID行業十大最有影響力事件
2008年中國最佳RFID解決方案企業獎
2009年中國RFID行業十大最有影響力成功應用獎
2009年中國RFID優秀應用成果獎
三、北京兆易創新科技有限公司――SPI Flash存儲器GD25Q80scP
企業簡介
北京兆易創新科技有限公司(原芯技佳易)成立于2005年4月，是國內第一家專業從事存儲器及相關芯片研發設計的集成電路設計公司，公司致力于各種高速和低功耗存儲器的研究及開發，已通過SGS認證的IS09001：2008質量管理體系認證和IS04001環境管理體系認證。兆易創新擁有多項專利技術，保證了公司產品憑借“高技術、低功耗、低成本”的特性領先世界同類產品。
公司辦公地點設在北京清華科技園區。兆易創新的核心團隊曾在硅谷著名的存儲器公司工作多年，有著豐富的存儲器設計及研發經驗。公司目前研發成功了多款產品，主要有SPI FLASH、NOR MCP以及OTP等，部分產品已經大規模量產。兆易創新開發的產品廣泛地應用于手持移動終端、消費類電子產品、個人電腦及周邊、網絡、電信設備、醫療設備、辦公設備、汽車電子及工業控制設備等領域。
型號：GD25080SCP
芯片概述
兆易創新提供的具有通用SPI接口的512Kb到32Mb的Flash存儲器，如果配合四輸入／輸出口(Quad I／O)功能則可以提供480Mbps的傳輸速率。兆易創新可提供陜捷專業的原廠本地化服務。
芯片封裝形式：SOP／DIP／UDFN／TSSOP
生產工藝：0.13μm，90nm
主要功能和技術指標
兆易創新提供世界最高速的SPI FLASH芯片，如果配合四輸入／輸出口(QuadI／O)功能則可以提供480Mbps的傳輸速率，靜態電流最低可至5uA，產品具有良好的可靠性和適應性，數據保持時間20年，擦寫次數可達10萬次，擦寫和編程速度處于業界先進水平。工作溫度范圍-40℃＋85℃。支持Erase／Program suspend功能，可以支持小Cache的XIP功能。
四、深圳比亞迪微電子有限公司――1／10英寸30萬像素的CMOS圖像傳感器
企業簡介
比亞迪微電子，前身為比亞迪股份有限公司IC設計部。為了更好的支持集團垂直整合的戰略發展規劃，于2004年10月成立了深圳比亞迪微電子有限公司。在這5年中比亞迪微電子致力于集成電路及功率器件的開發，立足于自主技術研發，緊跟世界先進水平。目前產品主要覆蓋功率半導體器件、IGBT芯片及模塊、電源管理IC、CMOS圖像傳感器、傳感及控制IC、音視頻處理IC等。產品應用領域覆蓋了對光、電、磁及聲等信號的感應、處理及控制，提供IC產品及完整的解決方案。相關產品可廣泛應用于汽車、能源、工業、通訊和消費類電子領域，具有廣闊的市場前景。比亞迪微電子充分利用半導體產業鏈上下游資源，根據客戶需求，提供包含市場調研、產品定義、芯片設計和驗證到芯片應用方案在內的一條龍服務。其多款IC及功率器件產品已獲得包括諾基亞、三星在內的多家國際知名公司的認證和批量使用。
型號：BF3603
芯片概述
CMOS圖像傳感器產品日趨成熟，從07年起，美國和韓國的主要廠家面對成本壓力紛紛開始將原來主流的1／6英寸傳感器縮小到1／10英寸甚至1／13英寸，使芯片及模組的成本更低。但由于感光像素的縮小也帶來成像質量的下降，因此推出的1／10英寸以下的圖像傳感器市場表現不佳，以至他們到08、09年又退回去開發1／7、1／9英寸的圖像傳感器。
而比亞迪的BF3603 CMOS圖像傳感器正是在這樣的背景下，依靠過去幾年積累的自主核心技術經驗，勇敢挑戰國外大廠家，在國內第一次成功開發出的1／10英寸圖像傳感器產品，于2009年8月正式量產。
芯片封裝形式：CSP
生產工藝：0.13um CMOS process
主要功能和技術指標
實現量產的BF3603成功地實現了設計目標。由于采用了比亞迪的最新CMOS成像技術成果，利用國際先進的0.13um CIS工藝制造，實現了成像清晰，色彩鮮艷逼真，靈敏度高，反應快，噪聲小，功耗低等特點。加上推出時是世界上最小的VGA成像芯片，最具有成本優勢，被認為是全球最具競爭力的30萬像素圖像傳感器產品。因此BF3603一經上市便得到市場廣泛認可，并得到廣大鏡頭廠和模組廠的積極響應和支持，把1／10英寸的鏡頭和模組做成了市場的主流。
本產品所獲得的專利
已受理專利40項，獲得專利5項。
本產品應用案例
五、深圳國微技術有限公司――CAM卡專用芯片
企業簡介
深圳國微技術有限公司創立于2003年，是一家專注于數字電視領域，并擁有自主知識產權和核心技術的高科技企業，具備從超大規模集成電路芯片設計到整機系統開發及互聯網應用開發的能力。
公司目前約有300名員工，為中國籍，本科及以上人員占公司總人數的70％，研發人員占公司總人數的61％。
公司積極開展數字電視機卡分離標準的產品研發和產業化工作，率先開發成功數字電視機卡分離專用芯片，并進而開發基于該芯片的數字電視應用模塊，即完全國產化的數字電視條件接收CAM卡(Conditional Access Module)，也稱視密卡。該模塊將數字電視節目的解密部分從主機中獨立出來，實現了數字電視領域的機卡分離，為數字電視終端(機頂盒和一體化電視機)開拓了巨大的水平市場空間。
型號：SMl 660
芯片概述
CAM卡專用芯片是一個內嵌32位CPU的SOC芯片，內置RAM和ROM；支持國際標準DVB-CI標準和中國數字電視機卡分離標準；支持數字電視傳輸流Ts流雙向傳輸接口；內嵌數字電視解復用器Demux；支持數字電視通用解擾器Descrambler；集成IS07816智能卡接口；內嵌支持多家CA系統的安全模塊。
芯片封裝形式：TQFPl44
生產工藝：0.18
主要功能和技術指標
1.內嵌32位微處理器
32位ARM7TDMI微處理器
最高支持70MHz工作頻率
2.內部2Mbit SRAM
最高支持70MHz工作頻率
零等待周期
3.PID過濾：
100％軟件可編程
可以同時對64個PID進行處理，通過MASK功能，一個PID過濾器可以處理多個PID Ts包，因此可以處理的PID數量具有進一步擴充的能力
可以處理16對最大長度為64 bits的CW控制字(每對分為奇控制字和偶控制字)
4.MPEG－2分段(section)過濾：
100％軟件可編程
16個并行過濾器，每個過濾器最多可以實現16個字節的過濾。
通過軟件擴充可支持32個以上的分段過濾能力
5.傳送流處理速度：
在60M的系統時鐘下，可以處理100Mb／s的傳送數據流
6.通用解擾模塊
硬件解擾模塊，完全兼容DVB通用解擾算法(CSA)，兼容通用解擾算法V1.2，V2.0版本。
支持對最大160Mb~的TS流進行解擾。
7.帶有屬性存儲器空間和10接口界面的PCMCIA接口，符合PCMCIA標準2.1版本規范
8.IS07816智能卡接口。支持TO和T1異步協議和lOETUframe協議
9.32路可編程中斷控制器
10.內部鎖相環電路
11.可編程外部MEMORY接口支持3個最大4MB的FLASH或ASRAM
12.三個可編程自動裝載的32位通用計數器
13.帶有8Byte的FIFO的標準UART
14.WatchDog，UART，GPIO模塊
15.支持兩個以上CA的處理能力
集成電路后端設計流程范文5
2009年4月24日。美國標準局(NIST)專家給出了云計算定義：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池(資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務)，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。
自1997年Chellappa提出云計箕的第一個學術定義至今，云計算在各行業的應用如火如荼，在中國卻是新興事物，其發展仍處于起步階段。按照IT(信息產業)產業發展的一般規律，在IT產品或者解決方案的生命周期中，處于萌芽階段的中國云計算應用仍然以偏硬件為主，應用于EDA(電子設計自動化)工作看起來仍然是遙不可及。實際上，IC(集成電路)設計先前是采用大型主機來計算設計參數和設計出相應的芯片，如今是使用大量的服務器，對硬件的應用只是規模的增加而已，IC設計使用的云計算也是laaS和Saas相結合的服務模式。
國家集成電路設計深圳產業化基地(SZICC)孵化的公司規模較小，最優先考慮的是基礎設施的成本和效率以及開始產品設計的時間，以孵化器為平臺的云計算服務模式最適合其需求；而且，小公司的起步階段設計規模一般不大，Internet的帶寬相對而言比較容易滿足孵化器提供的云計算服務。同時，隨著跨國公司研發中心向中國的轉移，大的商業公司在向中國探索研發市場時，基地的云計算服務可以為這些公司提供更為便捷的選擇。最后，以IC基地為主導的產學研合作及IC基地眾多分園要求頻繁便利的IC設計相關培訓，云計算是解決培訓的最好選擇。
如何將云計算應用到IC設計I域?本文以IC基地與國家超級計算深堋中心(簡稱超算中心)合作建立EDA云為例，探討利用云計算完成IC設計工作。
將云計算服務應用于IC設計，最大的應用I域是那些需要大量計算資源的項目，這些項目對CPu數量，內存大小和存儲空間都有著巨大的需求，這是云計算的強項。縱觀IC設計流程，從最開始的想法實現(也就是我們常說的前端)，到最終的物理實現(也就是我們常說的后端)，在紛繁復雜的設計流程中，對運算能力和存儲空間最為依賴的是仿真驗證和設計規則一致性檢查兩個步驟、將超算中心強大的計算能力應用到這兩個環節。即采用云計算來完善IC基地既有的IC設計流程，能提升整個IC設計的效率。
因此，云計算的主要應用對象是大型的設計項目，越大的設計項目將會耗費越大的計算資源，云計算提升的設計效率也就會越明顯。有統計數據顯示，在整個設計過程中，仿真驗證和設計規則一致性檢查大約占整個設計周期的40％-50％左右的時間，不同的設計類型和電路規模，應用云計算能將效率提升2-10倍，整個設計周期則有20％-45％左右的壓縮，明顯能減短產品面市時間，達到提升產品經濟效益的目的。
IC基地主要承擔中小型企業產品大規模上市之前的孵化和成長，而中小企業的企業規模普遍不大，為了減小風險，其芯片的規模通常也不是太大、在IC基地所有孵化的企業中、絕大部分芯片的規模在1000萬門以下，超過1000萬門的項目不到20％、當前IC基地的計算資源能夠滿足企業絕大部分的需求。但是云計算作為一門新興的應用技術，我們堅信它將會成為未來的發展方向。Gartner的統計表明在未來的5―10年中，25％的IC設計將會基于云計算應用平臺開發設詩。
IC設計的整個流程錯綜復雜，任何質量和進程管理過程中的疏忽都會造成最終的流片失敗。因此，作為IC企業的服務單位，如何將超算中心的優良計算資源引入到目前的設計流程中，IC基地已經完成了內部的可行性論證。在目前IC基地成熟的設計基礎上，以IC基地為中心，配合當前的管理體系，在仿真驗證和設計規則一致性檢查環節，對可以支持并行計算的設計步驟，引入超算中心的云計算服務，提過設計效率，加大產品競爭力。
在提高設計效率的同時，設計的私密性和安全性也是IC設計企業最為關心和關注的內容，因為IC產品設計的最大成果就是數據。數據是由若干二進制代碼組成的文件，與編譯完成的軟件產品類似，也是IC設計公司的最大財富。要實現云計算在IC設計方面的應用，首先要解決的是云計算的數據安全(包括數據傳輸安全、數據隔離和數據殘留)問題。根據目前云計算安全技術特點，采取相應的防范措施：在數據傳輸安全方面，用建立專線的方式避免數據頻繁加密給用戶帶來的麻煩并能保證數據的完整性；針對數據隔離和數據殘留，則可在超算中心專門劃出部分專用區域供IC設計用戶使用，避免與其他公共通用數據混雜，同時建議用戶只將需要大運算量的任務在云中運算，進一步保護了用戶數據安全。
綜合以上因素，并結合IC基地和超算中心的特點，云計算在IC設計中的應用可分為IC產品設計和IC培訓兩種使用方式。圖2是使用IC基地軟件資源的設計公司利用云計算完成IC產品設計，即云計算在IC設計中的應用。
圖2中左邊部分的區域代表SZICC的IC設計客戶端和lICense(許可)服務器，他們同時連接到VPN(VirtualPrivate Network，虛擬專用網絡)，通過專線與超算中心的VPN連接、并接入到廣大服務器。當然，這一過程需要云用戶管理軟件配合來完成。
SZICC的用戶使用本地資源將IC設計任務按計算量大小分解，計算量小的例如代碼編輯、物理版圖編輯等工作使用本地資源，同時也能滿足這類工作需要人機交互頻繁的特點。當仿真、物理驗證等運算量大的工作需要使用大量計算資源時，用戶利用云用戶管理軟件發出資源使用請求，云端根據用戶請求自動分配計算資源，并從SZICC服務器上取得所需軟件lICense(許可)，開始后臺處理，工作完成時，返回仿真或驗證結果到SZICC本地機供用戶使用。
另一個應用是IC設計培訓。相對于IC產品設計而言，IC培訓過程的數據安全問題就不值一提，當然也無需將實驗過程分解，因此，培訓的所有上機實驗都可以利用云計算完成。
圖3清晰地描述了培訓實驗利用云計算的情況。SZICC提供學員使用終端和軟件(許可)，軟件及其使用環境和實驗數據都放在超算中心的云端，學員利用云用戶管理交互界面(圖4“云計算用戶界面”所示)在云端完成的實驗過程。
集成電路后端設計流程范文6
關鍵詞： HLSAD； 放大電路； AD構件； 分辨率
中圖分類號：TP211 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2012）12-31-03
Design of HLSAD
Cao Zhenhua
（Suzhou Institute of Trade & Commerce， Suzhou， Jiangsu 215009， China）
Abstract： AD modules are widely used in medical devices， industrial control， and consumer electronic products. With the improvement of device control accuracy， the resolution requirements of AD module are getting higher and higher. Nowadays， the cost of the high resolution AD module is high and one AD module cannot have a different resolution in segments. In this paper， based on the research of the low-cost， low-performance AD module and amplifier circuit， a kind of high-performance， low-cost AD module （HLSAD） that can be segmented is designed. The module had been used in the Jiangsu provincial level and Suzhou municipal projects， which achieved good results.
Key words： HLSAD； amplifier circuit； AD module； resolution
0 引言
AD構件一般包括AD前端放大電路和AD采集兩部分，對于微弱信號，需要用放大電路進行信號放大，然后通過AD采集電路將模擬信號轉換成數字信號，從而方便后端信號處理。
1 AD構件的現狀及發展趨勢
1.1 AD前端放大電路現狀
AD前端放大電路負責將傳感器中微弱的信號轉換成適合AD采集部分采集到的信號，一般由放大器、濾波電路及其配套電路組成，其中放大器是核心部分，決定了整個AD前端放大電路的性能和質量。放大器只對信號進行放大，并不進行模擬/數字轉換，目前有模擬信號放大器和數字信號放大器之分，市面上主流的是模擬信號放大器?，F階段幾乎每個完整的電子產品中都離不開放大器，而放大器性能的提高對電子產品的功能起著重要的決定作用[1]。
放大器歷經數十年的發展，從早期的真空管演變為現在的集成電路，根據不同的應用需求主要分化為通用型、低電壓/低功耗型、高速型、高精度型四大類運放產品。一般而言，高速運放主要用于通信設備、視頻系統以及測試與測量儀表等產品；低電壓/低功耗運放主要面向手機、PDA等以電池供電的便攜式電子產品；高精度運放主要針對測試測量儀表、汽車電子以及工業控制系統等。這三種放大器是針對某些領域的特定需求設計的，針對性強，功能強大，但價格偏高[2，3]。通用放大器應用最廣，幾乎任何需要添加簡單信號增益或信號調理功能的電子系統都可采用通用運放，其價格相對比較便宜，但是性能方面略低。
1.2 AD前端放大電路發展趨勢
AD前端放大電路的兩個部分是相互配合使用的，無論哪個部分工作出現問題，都會導致整個AD前端放大電路部分不能正常工作，所以要求設計人員對電路設計既有過硬的技術又有豐富的經驗，因為一些初級電子工程師往往無法做出穩定可靠的電子產品。
目前較有實力的公司（如AD、TI等公司）開始將AD前端放大電路集成在一起，設計生產出了單片集成AD前端放大電路，內部集成了放大器功能及放大器配套電路功能，大大簡化了電子產品設計流程，用戶只需要進行簡單濾波，就可以把傳感器信號直接接入到集成芯片上，完成信號變換功能，這已經成為AD前端放大電路的主流發展趨勢[4]，但此類產品價格一般比較高，比如普通LM358放大器成本在幾毛錢，而集成了附加電路的前端放大產品價格在20元左右，價格相差懸殊，不適合用于普通民用產品。
1.3 AD采集部分現狀及發展趨勢
在獨立性方面，目前AD采集部分可以分為兩類，一類是獨立的AD構件，如常見的TLC2543等，另一類是將獨立AD構件集成到微處理器MCU或者數字處理芯片中，如freescale公司的MCU大部分都集成了AD構件。前者不能獨立使用，必須配合處理單元才能完成信號采集處理工作，而后者在MCU的協助下，完成后期信號處理，總體價格比較便宜。在民用領域，與MCU集成在一起的AD構件成為發展的主流，使用量越來越大，獨立的AD模塊主要向高端使用領域發展[5]。
在分辨率方面，目前AD采集部分有4位、8位、10位和12位之分，最高的達到24位甚至32位，但是高分辨率的AD構件價格太高，不適合普通場合使用。目前常用的且價格適中的分辨率為12位精度，獨立模塊的價格在十元左右，集成到MCU中適合普通場所使用的一般總體價格在3～20元不等。
2 HLSAD模塊的設計實現
本文使用集成在MCU內部的廉價AD模塊，配合簡單電路，設計了一款成本低廉、性能可靠并且可分段調節AD采樣精度的HLSAD模塊，適合民用領域使用要求。
2.1 HLSAD可分段局部高精度設計
在一些具體應用場所中，要求不同AD范圍設備做出不同的反應，所以，根據具體應用場所，需要對AD采集電路做適當設計，使之可分段處理。
2.1.1 HLSAD可分段局部高精度設計緣由
在全自動雞苗孵化控制設備中，對雞苗孵化場的溫度和濕度要求非常高，溫度高了或者低了就會導致雞苗孵出率降低；濕度過高會導致孵出的雞苗大肚子，濕度過低會導致蛋殼過硬，雞苗啄不開蛋殼而悶死，所以溫度和濕度要嚴格控制在預定范圍內。拿溫度來講，比如溫度在22℃～25℃范圍以外，采用精度要求比較低，那么系統就可以進行簡單采樣，低于22度時加足馬力加熱，而高于25度時加足馬力降溫，使環境溫度迅速到達合適溫度范圍；如果環境溫度在22℃～25℃之間，如果過快加熱或者制冷，就會導致溫度波動幅度過大，因此在控制中對采用精度要求較高，按照采用數據對壓縮機進行準確的功率控制，將溫度控制在某個溫度點上，從而快速準確地將溫度控制在預定溫度點上。
2.1.2 HLSAD可分段局部高精度設計思想
對于固定的AD采樣模塊，它的采樣精度是固定的，所以按照使用環境的不同調整某一路AD通道的采樣精度是不現實的，本文采用調整前端AD放大電路的方法，巧妙地實現了HLSAD可分段設計，如圖1所示。
圖1中，同一個傳感器輸出的信號，通過兩路AD前端放大電路的放大處理后，輸入到單片機的兩個AD采集通道中，雖然兩路AD采用精度相同，但是兩路AD前端放大電路的放大倍數不同，基準電壓也不同，所以輸入到單片機里面的信號分辨率精度也就不同，從而實現了HLSAD可分段設計。
2.1.3 HLSAD可分段設計
在實際項目中，溫度傳感器輸出0-50mv電壓信號，對應溫度范圍為0℃～50℃，單片機內集成8通道8位AD構件，實際溫度控制在22.5℃溫度點上。
按照HLSAD可分段設計設計思想，AD前端放大電路1的基準電壓為0，實際信號與0V差分放大，放大倍數為100，輸入到AD通道1中，那么AD前端放大電路1有效輸入信號范圍為0～50mv，有效輸出信號范圍為0～5v，對應溫度范圍為0℃～50℃，AD構件為8位，所以最高采樣精度為（50℃-0℃）/28=0.2℃。
AD前端放大電路2的基準電壓為20mv，實際信號與20mv差分放大，放大倍數為500，輸入到AD通道2中，那么AD前端放大電路2有效輸入信號最小值為20mv，有效輸出信號最小值為（IN-20mv）*500=（20mv-20mv）*500=0v，有效輸入信號最大值為50mv，有效輸出信號最大值為（IN-20mv）*500=（50 mv-20mv）*500=15v，由于供電電壓為5v，所以真實輸出有效值為5v，反推出有效輸入值為30mv，因此AD前端放大電路2有效輸入信號范圍為20mv～30mv，對應溫度范圍為20℃～30℃， AD構件為8位，所以最高采樣精度為（30℃-20℃）/28=0.04℃。
通過上面的計算，系統可以在環境溫度為0℃-20℃或者30℃-50℃時采樣AD通道1的數據，采樣精度僅有0.2℃，但是當環境溫度在20℃-30℃時采樣AD通道2的數據，可以使采樣精度提高到0.04℃，提高了50倍，0.04℃的溫度波動都能被系統捕獲，因此系統不但能實現全溫度范圍控制覆蓋，而且能保證在23℃溫度點上得到精準控制。
2.2 HLSAD全范圍不分段高精度設計
在某些應用領域，需要對全溫度范圍進行精準控制，無需分段，但是成本控制非常嚴格，也可以采用如圖1所示的設計思想進行設計，有效降低設計成本，并全范圍成倍提高采樣精度。
本文HLSAD全范圍不分段高精度設計的思想與圖1一致，只是電路參數需要稍微調整，比如在實際項目中需要16位或者更高位數精度要求，單片機內只有8位精度AD構件，一種解決方法是購買獨立高精度AD模塊，但是成本會增加很多，本文采用的方式是利用單片機內部多余的AD模塊，提高系統采用精度，不增加任何成本。
按照圖1的設計，同一個溫度傳感器的輸出信號輸出到兩路AD前端放大電路中，AD前端放大電路1中，通過調整分壓可調電阻，使基準電壓為0V；通過調整放大倍數可調電阻，使放大倍數調整為200，因此，按照2.1.3節的計算方法可以計算出，AD前端放大電路1的有效輸入為0mv-25mv，有效輸出溫度范圍為0℃-25℃。同樣的道理，AD前端放大電路2中，通過調整分壓可調電阻，使基準電壓為25mv；通過調整放大倍數可調電阻，使放大倍數調整為200。因此，按照2.1.3節的計算方法可以計算出AD前端放大電路2的有效輸入為25mv-50mv，有效輸出溫度范圍為25℃-50℃。那么整體采樣精度=（25℃-0℃）/28=（50℃-25℃）/28=0.1℃，因此，采樣精度提高了一倍。
3 應用實例與小結
本文以2012年江蘇省高?？蒲谐晒a業化推進項目《基于3G的物聯網平安家居系統的研發及產業化（項目編號為JHZD2012-51）》為實例說明HLSAD模塊的使用。本項目要求溫度范圍為15℃-45℃，穩定溫度點位28℃，按照HLSAD模塊設計思想，系統將溫度分為26℃以下、30℃以上和28℃-30℃三段，在第一段和最后一段中分辨率要求稍低，為0.2℃，在28℃-30℃這一段中分辨率要求較高，為0.05℃，利用2.1 HLSAD可分段局部高精度設計思想，可以輕松實現溫度控制的要求。另外，系統中只有一路溫度和一路濕度值需要采集，所以有6路AD采集通道空閑，利用2.2 HLSAD全范圍不分段高精度設計可以進一步提高系統中溫濕度的分辨率。本項目采用的電路如圖2所示。
本設計中，放大器采用LM324，成本只有0.5元左右，控制芯片MCU采用美國ATMEL公司生產的普通八位單片機EM78P259NSO14，成本在1.0元左右，所以系統在保證了高分辨率的同時，大大降低了硬件成本。
4 結束語
本文設計的HLSAD模塊分別在2012年江蘇省高?？蒲谐晒a業化推進項目《基于3G的物聯網平安家居系統的研發及產業化（項目編號為JHZD2012-51）》和2012年蘇州市科技支撐計劃項目《基于TD-LTE的物聯網平安家居系統的研發應用（項目編號為SG201256）》中表現出了良好的特性。
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