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集成電路設計流程范文1
關鍵詞 整流電路；橋式整流；電工電子；教學設計
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）22-0092-02
Teaching Design of Single Phase Bridge Type Rectifier Circuit in Electric and Electronic Course//CHEN Yuanyuan
Abstract The single phase bridge type rectifier circuit is a kind of commonly used practical circuit in DC stabilized power supply. The
teaching process is designed to guide student to comprehend and
master circuit structure principle and work characteristics in the elec-
tric and electronic course. Many teaching way， such as multimedia courseware， software simulation and visual demonstration， are used to help student to consolidate knowledge. And the analysis and eli-mination of circuit possible faults are learned.
Key words rectifying circuit； bridge rectifier； electric and electro-nics； teaching design
1 前言
整流電路是直流穩壓電源中不可缺少的組成電路。而單相橋式整流電路是單相整流電路中最常見的一類電路，在日常生活中得到廣泛的應用。電工電子學課程中，在電子技術部分介紹了二極管之后就可以進入單相橋式整流電路的學習。單相橋式整流電路是指應用于單相電路中由4個二極管連接而成的一種橋式整流電路，它可以實現將交流電變為脈動的直流電的整流功能。對單相橋式整流電路的學習是電子技術部分非常重要的一個知識點。為了將抽象難懂的電路原理講清楚明白，課堂教學就需要進行合理有效的教學設計。
首先應明確教學的目的是要幫助學生掌握單相橋式整流電路的組成和特點，會分析單相橋式整流電路的工作原理，并能畫出相應的輸出電壓、電流的波形，會分析計算單相橋式整流電路中輸出電壓、電流并了解晶體二極管的選擇要求。教學的重點是橋式整流電路的結構和工作原理，難點則在于橋式整流電路的連接方式和工作波形分析。
2整體設計
教學安排上這部分內容通常用1課時即45分鐘來完成。在目前高校的教學模式中，采用的教學方法主要是利用現有的多媒體教學設備，通過PPT課件的講解來組織課堂教學。教師可以通過課件講解、黑板板書、引導提問、軟件演示和實物展示等多種教學手段來幫助學生理解掌握知識點。具體教學環節設置：通過穩壓電源的組成結構引入整流電路的需求，引導學生思考整流電路的實現方法，進而介紹單相半波整流電路工作原理、電路參數計算；提出半波整流電路的不足，通過疑問如何改進電路，引入單相橋式整
流；用多媒體課件展現橋式整流工作原理、電路電流電壓分析；小結單相橋式整流電路的工作過程，通過練習分析橋式整流電路二極管斷路故障；例題講解單相全波整流電路；板書比較3種整流電路的優劣；最后給出學生搭的直流電源實物照片，激發學生興趣。
在整個教學過程中，在教師的講解下，引導學生去思考，啟發學生的思路，從而達到幫助學生掌握相關知識要點的教學目的[1]。
在引入環節，以日常常見的穩壓電源的組成結構入手，吸引學生興趣，啟發學生思考直流電源的組成部件。一個直流電壓源通常由交流變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分組成，其中整流電路的作用是將方向變化的交流電壓變成方向單一的脈動直流電壓。電路的關鍵在于方向的變化，而影響方向的電路元件，學生通過思考，很容易想到二極管。
接下來很自然地介紹由二極管所構成的單相半波整流電路。單相半波整流電路工作原理很好理解，就是利用二極管的單向導電性。二極管正向導通使得正半周的電壓能夠傳遞過去，負載上得到正向電壓。而二極管反向截止使得負半周電壓時電路開路，負載電壓為零。分析完電路原理后，再對電路中各元件的電壓電流參數進行計算，了解所需二極管的基本要求。之后通過對電路輸出波形的分析，根據單相半波整流電路的不足，提出進行單相全波整流的必要性。
隨后介紹單相橋式整流電路的結構。對4個二極管的橋式連接基本結構，學生很容易記住，但是接頭的連接方式比較容易混淆。可以引導學生觀察二極管和電源及負載連接的二極管的個數和極性，教給學生“兩兩相連，源反阻同”這樣的口訣來記憶電路連接方式[2]。搞清楚電路結構之后，運用PPT動畫演示向學生展示橋式整流電路的工作原理，理解橋臂上二極管兩個一組、兩兩分別導通變全波輸出的原理，如圖1所示。計算電路中各元件的電壓電流參數，對單相橋式整流電路做個小結回顧。給出練習題，讓學生分析橋式整流電路中二極管出現短路或者斷路故障帶來的問題。
作為補充，通過例題講解圖2所示單相全波整流電路，計算電路中各元件參數。最后通過板書比較3種整流電路的優劣，如表1所示。綜合來看，單相橋式整流電路兼具性能好和對元器件要求低的特點，因此獲得最為廣泛的應用。
最后布置課外作業，讓學生使用Multisim仿真軟件搭建橋式整流電路，進而進一步設計實現多路直流電源輸出。通過軟件自帶示波器觀測橋式整流電路輸出波形變化。系統仿真電路模型如圖3所示，鼓勵有能力的學生去實驗室實際搭建實現直流電源電路。給出往屆學生作品實物（圖4），吸引學生興趣，也堅定學生制作成功的信心。同時也是為后面濾波穩壓電路的學習做好教學鋪墊。
3 結語
課堂教學是高校教學活動中的核心和主要環節。單相橋式整流電路作為電工電子學課程中電子技術部分的一個重要知識點，教師多開動腦筋，通過多媒體、軟件和實物多種教學手段來幫助學生理解教學內容，對完成教學目標是十分有益的。通過這樣的教學設計和教學創新探索，教師對整個電子技術課堂教學進行反思，相信對教學水平的提高有所幫助。參考文獻
[1]嚴萍.單相橋式整流電路的教學設計[J].時代教育，
2012（6）：18.
集成電路設計流程范文2
【關鍵詞】集成電路；EDA；項目化
0 前言
21世紀是信息時代，信息社會的快速發展對集成電路設計人才的需求激增。我國高校開設集成電路設計課程的相關專業，每年畢業的人數遠遠滿足不了市場的需求，因此加大相關專業人才的培養力度是各大高校的當務之急。針對這種市場需求，我校電子信息工程專業電子方向致力于培養基礎知識扎實，工程實踐動手能力強的集成電路設計人才[1]。
針對集成電路設計課程體系，進行課程教學改革。教學改革的核心是教學課程體系的改革，包括理論教學內容改革和實踐教學環節改革，旨在改進教學方法，提高教學質量，現已做了大量的實際工作，取得了一定的教學成效。改革以集成電路設計流程為主線，通過對主流集成電路開發工具Tanner Pro EDA設計工具的學習和使用，讓學生掌握現代設計思想和方法，理論與實踐并重，熟悉從系統建模到芯片版圖設計的全過程，培養學生具備從簡單的電路設計到復雜電子系統設計的能力，具備進行集成電路設計的基本專業知識和技能。
1 理論教學內容的改革
集成電路設計課程的主要內容包括半導體材料、半導體制造工藝、半導體器件原理、模擬電路設計、數字電路設計、版圖設計及Tanner EDA工具等內容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統的理論課程教學方式，以教師講解為主，板書教學，但由于課程所具有的獨特性，在介紹半導體材料和半導體工藝時，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進計算機輔助教學。計算機輔助教學是對傳統教學的補充和完善，以多媒體教學為主，結合板書教學，以圖片形式展現各種形態的半導體材料，以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結構都給出其典型的版圖照片，使學生對集成電路建立直觀的感性認識，充分激發教師和學生在教學活動中的主動性和互動性，提高教學效率和教學質量。
2 實踐教學內容的改革
實踐教學的目的是依托主流的集成電路設計實驗平臺，讓學生初步掌握集成電路設計流程和基本的集成電路設計能力，為今后走上工作崗位打下堅實的基礎。傳統的教學方式是老師提前編好實驗指導書，學生按照實驗指導書的要求，一步步來完成實驗。傳統的實驗方式不能很好調動學生的積極性，再加上考核方式比較單一，學生對集成電路設計的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實踐環節采用與企業密切相關的工程項目來完成。項目化實踐環節可以充分發揮學生的主動性，使學生能夠積極參與到教學當中，從而更好的完成教學目標，同時也能夠增強學生的工程意識和合作意識。
實踐環節選取CMOS帶隙基準電壓源作為本次實踐教學的項目。該項目來源于企業，是數模轉換器和模數轉換器的一個重要的組成模塊。本項目從電路設計、電路仿真、版圖設計、版圖驗證等流程對學生做全面的訓練，使學生對集成電路設計流程有深刻的認識。學生要理解CMOS帶隙基準電壓源的原理，參與到整個設計過程中，對整個電路進行仿真測試，驗證其功能的正確性，然后進行各個元件的設計及布局布線，最后對版圖進行了規則檢查和一致性檢查，完成整個電路的版圖設計和版圖原理圖比對，生成GDS II文件用于后續流片[2]。
CMOS帶隙基準電壓源設計項目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運算放大器和帶隙基準的核心電路部分。電路設計可由以下步驟來完成：
1）子功能塊電路設計及仿真；
2）整體電路參數調整及優化；
3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；
4）基本單元與電路的版圖；
5）子功能塊版圖設計和整體版圖設計；
6）電路設計與版圖設計比對。
在整個項目化教學過程，參照企業項目合作模式將學生分為4個項目小組，每個小組完成一部分電路設計及版圖設計，每個小組推選一名專業能力較強且具有一定組織能力的同學擔任組長對小組進行管理。這樣做可以在培養學生設計能力的同時，加強學生的團隊合作意識。在整個項目設計過程中，以學生探索和討論為主，教師起引導作用，給學生合理的建議，引導學生找出解決問題的方法。項目完成后，根據項目實施情況對學生進行考核，實現應用型人才培養的目標。
3 教學改革效果與創新
理論教學改革采用計算機輔助教學，以多媒體教學為主，結合板書教學，對集成電路材料和工藝有直觀感性的認識，學生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動融洽。實踐環節改革通過項目化教學方式，學生對該課程的學習興趣明顯提高，設計目標明確，在設計過程中學會了查找文獻資料，學會與人交流，溝通的能力也得到提高。同時項目化教學方式使學生對集成電路的設計特點及設計流程有了整體的認識和把握，對元件的版圖設計流程有了一定的認識。學生已經初步掌握了集成電路的設計方法，但要達到較高的設計水平，設計出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結經驗[3]。
4 存在問題及今后改進方向
集成電路設計課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問題：由于微電子技術發展速度很快，最新的行業技術在課堂教學中體現較少；學生實踐能力不高，動手能力不強。
針對上述問題，我們提出如下解決方法：
1）在課堂教學中及時引進行業最新發展趨勢和（下轉第220頁）（上接第235頁）技術，使學生能夠及時接觸到行業前沿知識，增加與企業的合作；
2）加大實驗室開放力度，建立一個開放的實驗室供學生在課余時間自由使用，為學生提供實踐機會，并且鼓勵能力較強的學生參與到教師研項目當中。
【參考文獻】
[1]段吉海.“半導體集成電路”課程建設與教學實踐[J].電氣電子教學學報，2007，05（29）.
集成電路設計流程范文3
關鍵詞：集成電路設計；本科教學；改革探索
作者簡介：殷樹娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學物理與電子科學系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學物理與電子科學系，教授。（北京 100192）
基金項目：本文系北京市教委科技發展計劃面上項目（項目編號：KM201110772018）、北京信息科技大學教改項目（項目編號：2010JG40）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）04-0064-02
1958年，美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標志著世界從此進入到了集成電路的時代。在近50年的時間里，集成電路已經廣泛應用于工業、軍事、通訊和遙控等各個領域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長和可靠性高等優點，同時成本也相對低廉，便于進行大規模生產。自改革開放以來，我國集成電路發展迅猛，21世紀第1個10年，我國集成電路產量的年均增長率超過25%，集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。我國集成電路產業規模已經由2001年不足世界集成電路產業總規模的2%提高到2010年的近9%。我國成為過去10年世界集成電路產業發展最快的地區之一。伴隨著國內集成電路的發展，對集成電路設計相關人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅動下，政府從“十五”計劃開始大力發展我國的集成電路設計產業。
在20世紀末21世紀初，國內集成電路設計相關課程都是在研究生階段開設，本科階段很少涉及。不僅是因為其難度相對本科生較難接受，而且集成電路設計人員的需求在我國還未進入爆發期。我國的集成電路發展總體滯后國外先進國家的發展水平。進入21世紀后，我國的集成電路發展迅速，集成電路設計需求劇增。[1]為了適應社會發展的需要，同時也為更好地推進我國集成電路設計的發展，國家開始加大力度推廣集成電路設計相關課程的本科教學工作。經過十年多的發展，集成電路設計的本科教學取得了較大的成果，較好地推進了集成電路設計行業的發展，但凸顯出的問題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設計本科教學經驗為基礎，結合對相關院校集成電路設計本科教學的調研，詳細分析集成電路設計的本科教學現狀，并以此為基礎探索集成電路設計本科教學的改革。
一、集成電路設計本科教學存在的主要問題
在政府的大力扶持下，自“十五”計劃開始，國內的集成電路設計本科教學開始走向正軌。從最初的少數幾個重點高校到后來眾多相關院校紛紛設置了集成電路設計本科專業并開設了相關的教學內容。近幾年本科學歷的集成電路設計人員數量逐漸增加，經歷本科教學后的本科生無論是選擇就業還是選擇繼續深造，都對國內集成電路設計人員緊缺的現狀起到了一定的緩解作用。但從企業和相關院校的反饋來看，目前國內集成電路設計方向的本科教學仍然存在很多問題，教學質量有待進一步提高，教學手段需做相應調整，教學內容應更多地適應現階段產業界發展需求。其主要存在以下幾方面問題。
首先，課程設置及課程內容不合理，導致學生學習熱情降低。現階段，對于集成電路設計，國內的多數院校在本科階段主要開設有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎課程，理論性較強，公式推導較多，同時對學生的數學基礎要求比較高。一方面，復雜的理論分析和繁瑣的公式推導嚴重降低了本科生的學習興趣，尤其是對于很多總體水平相對較差的學生。而另外一方面，較強的數學基礎要求又進一步打擊學生的學習積極性。另外，還有一些高等院校在設置課程教學時間上也存在很多問題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導體器件物理”課程放在同一個學期進行教學，對于學生來說，沒有固體物理的基礎就直接進入“晶體管原理”課程的學習會讓學生很長一段時間都難以進入狀態，將極大打擊學生的學習興趣，從而直接導致學生厭學甚至放棄相關方向的學習。而這兩門課是集成電路設計的專業基礎課，集成電路設計的重點課程“模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程的學習需要這兩門課的相關知識作為基礎，如果前面的基礎沒有打好，很難想象學生如何進行后續相關專業知識的的學習，從而直接導致學業的荒廢。
其次，學生實驗教學量較少，學生動手能力差。隨著IC產業的發展，集成電路設計技術中電子設計自動化（Electronic design automatic，EDA）無論是在工業界還是學術界都已經成為必備的基礎手段，一系列的設計方法學的研究成果在其中得以體現并在產品設計過程中發揮作用。因此，作為集成電路設計方向的本科生，無論是選擇就業還是選擇繼續深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設計EDA工具是必備的本領，也是促進工作和學習的重要方式。為了推進EDA工具的使用，很多EDA公司有專門的大學計劃，高校購買相關軟件的價格相對便宜得多。國家在推進IC產業發展方面也投入了大量的資金，現在也有很多高等院校已經具備購買相關集成電路設計軟件的條件，但學生的實際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養學生動手能力方面確實下足功夫，學生有公用機房可以自由上機，只要有興趣學生可以利用課余時間摸索各種EDA軟件的使用，這對他們以后的工作和學習奠定了很好的基礎。但仍然還有很多高校難以實現軟件使用的最大化，購買的軟件主要供學生實驗課上使用，平時學生很少使用，實驗課上學到的一點知識大都是教師填鴨式灌輸進去的，學生沒有經過自己的摸索，畢業后實驗課上學到的知識已經忘得差不多了，在后續的工作或學習中再用到相關工具時還得從頭再來學習。動手能力差在學生擇業時成為一個很大的不足。[2]
再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設計方向從專業內容及專業性質上分應該屬于工科性質，但很多高校在專業劃分時卻將該專業劃歸理科專業。這就使得很多學生在就業時遇到問題。很多招聘單位一看是理科就片面認為是偏理論的內容，從而讓很多學生錯失了進一步就業的好機會。而這樣的結果直接導致后面報考該專業的學生越來越少，最后只能靠調劑維持正常教學。其實，很多高校即使是理科性質的集成電路設計方向學習的課程和內容，與工科性質的集成電路設計方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結果卻大相徑庭。
二、改革措施
鑒于目前國內集成電路設計方向的本科教學現狀，可以從以下幾個方面改進，從而更好地推進集成電路設計的本科教學。
1.增加實驗教學量
現階段的集成電路本科教學中實驗教學量太少，以“模擬集成電路設計”課程為例，多媒體教學量40個學時但實驗教學僅8個學時。相對于40個學時的理論學習內容，8個學時的實驗教學遠遠不能滿足學生學以致用或將理論融入實踐的需求。40個學時的理論課囊括了單級預算放大器、全差分運算放大器、多級級聯運算放大器、基準電壓源電流源電路、開關電路等多種電路結構，而8個學時的實驗課除去1至2學時的工具學習，留給學生電路設計的課時量太少。
在本科階段就教會學生使用各種常用EDA軟件，對于增加學生的就業及繼續深造機會是非常必要的。一方面，現在社會的競爭是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長的時間專門充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過的。另一方面，實驗對于學生來說比純理論的學習更容易接受，而且實驗過程除了可以增加學生的動手操作能力，同樣會深化學生對已有理論知識的理解。因此，在實踐教學工作中，增加本科教學的實驗教學量可以有效促進教學和增進學生學習興趣。
2.降低理論課難度尤其是復雜的公式推導
“教師的任務是授之以漁，而不是授之以魚”，這句話對于集成電路設計專業老師來說恰如其分。對于相同的電路結構，任何一個電路參數的變化都可能會導致電路性能發生翻天覆地的變化。在國際國內，每年都會有數百個新電路結構專利產生，而這些電路的設計人員多是研究生或以上學歷人員，幾乎沒有一個新的電路結構是由本科生提出的。
對于本科生來說，他們只是剛剛涉足集成電路設計產業，學習的內容是最基礎的集成電路相關理論知識、電路結構及特點。在創新方面對他們沒有過多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復雜的公式及公式推導，其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。例如，對于集成電路設計專業的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長的公式及繁瑣的推導極大地削弱了學生的學習興趣，同時對于專業知識的理解也沒有太多的益處。[3]另外，從專業需要方面出發，對于集成電路設計者來說更多的是需要學生掌握各種半導體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學中繁瑣的公式推導，轉而側重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對于學生來說更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數字集成電路”的教學。
3.增加就業相關基礎知識含量
從集成電路設計專業進入本科教學后的近十年間本科生就業情況看，集成電路設計專業的本科生畢業后直接從事集成電路設計方向相關工作的非常少，多數選擇繼續深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因為本科生在基本知識儲備方面還不能達到集成電路設計人員的要求外，更主要的原因是隨著國家對集成電路的大力扶持，現在開設集成電路設計相關專業的高等院校越來越多，很多都是具有研究生辦學能力的高校，也就是說有更多的更高層次的集成電路設計人才在競爭相對原本就不是很多的集成電路設計崗位。
另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測試等方面也都是與集成電路設計相關的工作，而且這些崗位相對于集成電路設計崗位來說對電路設計知識的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測試相關工作若干年的知識積累將極大地有利于其由相關崗位跳槽至集成電路設計的相關崗位。因此，從長期的發展目標考慮，集成電路設計專業本科畢業生從事版圖、工藝、測試相關方向的工作可能更有競爭力，也更為符合本科生知識儲備及長期發展的需求。這就對集成電路設計的本科教學內容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學生就業，在集成電路設計的本科教學內容方面，教師應該更多地側重于基本的電路版圖知識、硅片工藝流程、芯片測試等相關內容的教學。
三、結論
集成電路產業是我國的新興戰略性產業，是國民經濟和社會信息化的重要基礎。大力推進集成電路產業的發展，必須強化集成電路設計在國內的本科教學質量和水平，而國內的集成電路設計本科教學還處在孕育發展的嶄新階段，它是適應現代IC產業發展及本科就業形勢的，但目前還存在很多問題亟待解決。本文從已有的教學經驗及調研情況做了一些分析，但這遠沒有涉及集成電路設計專業本科教學的方方面面。不過，可以預測，在國家大力扶持下，在相關教師及學生的共同努力下，我國的集成電路設計本科教學定會逐步走向成熟，更加完善。
參考文獻：
[1]王為慶.高職高?！禤rotel電路設計》教學改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).
集成電路設計流程范文4
關鍵詞：工程需求；集成電路設計；實踐；驗證
中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0089-02
集成電路設計是學科交叉特性顯著的一個學科，且其發展日新月異，技術更新非?？?，而其主要的更新點體現在工藝水平、設計思想和設計手段上。例如，在設計SOC等大規模集成電路時，設計者首先要全方位地把握系統的主體框架，另外還要注重各個環節中的細節，有效利用EDA軟件來精確地實現設計并驗證其正確性。目前大多數高校開設的集成電路設計課程融入了多媒體教學，但多媒體教學多局限于PPT課件教學，雖然在教學內容上與過去的板書教學相比得到了很大的擴充，但從教學體系上說對于工程化設計流程的介紹缺乏連貫性、完整性，各個知識點的介紹相對來說較為孤立，學生對所學知識的理解無法融會貫通，對工程化設計的理解停留在概念的層面上。目前課程安排中普遍采用理論教學為主，存在實踐環節過少、實踐環節不成完備體系等問題。學生工程實踐能力不能得到有效提升，用人單位需要花大量的時間和人力對應屆學生進行培訓；學生容易產生挫折情緒，不能快速適應崗位需求。本教改通過對目前國內急需集成電路設計人才的現狀的思考，對集成電路設計課程的教學進行改革，實施以工程需求為導向，以工程界典型數字集成電路設計和驗證流程為主線的閉環式教學。在國家急需系統級集成電路設計實用型工程人才的指導思想下，在工科院校要培養能為社會所用工程人才的辦學宗旨下，以開發學生潛力、提高學生自主學習積極性為目的，結合用人單位的用人需求，我院集成電路設計課程嘗試閉環教育，即課程的章節設置參照工程界數字集成電路系統的典型設計流程，知識內容涵蓋從設計到流片生產甚至測試的每一個環節，而每一個重要環節都有工程實驗與之相對應，形成完備的閉環知識體系。本教改項目閉環教育可分為理論教育環節和實驗教育環節。
一、理論教育環節
閉環教育中的理論教育以工程界大型數字集成電路設計的典型流程為教學切入點，然后以該流程為主線介紹各個階段涉及的理論知識和可供使用的EDA軟件，每次進入下一設計階段的講解前，都會重新鏈接至流程圖，見圖1所示。反復出現的設計流程圖，一方面可以加深學生對設計流程的印象；另一方面針對當前內容在流程中出現的位置，突出當前設計階段與系統設計的整體關聯，加強學生對各個設計階段的設計目的、設計方法、EDA軟件中參數設定偏重點的理解。這種教育方法區別于傳統的單純的由點及面的教育方法，避免出現只見樹木不見森林的情況，能夠在注重細節的同時加強整體觀念。
二、實踐教育環節
實踐教育環節主要是指與理論教育相配套結合的系列實驗。針對每個設計階段都安排相應的較為全面的實驗，與該階段的理論知識形成閉環。而且，所有的實驗基本可按照從系統設計開始到流片、測試的完整設計流程串接起來。
圖1 大型數字集成電路設計的典型流程
實驗指導書撰寫了前端設計內容，在數字集成電路系統初期的系統分析、功能模塊劃分、具體硬件語言描述編譯階段，加入以硬件語言描述、編譯、仿真為偏重的上機實驗，目的是學習良好的系統全局觀，掌握過硬的代碼編寫能力，并將設計下載至FPGA中作為初步的硬件設計驗證手段；撰寫了后端設計內容，采用Cadence公司的自動布局布線器SE進行布局布線，介紹面向數字化集成電路的標準化單元概念及其相關工藝庫文件的作用，著重講授從網表到版圖的轉化過程以及需要注意的問題，如電源網絡的合理布局、時鐘網絡的時序匹配及平衡扇出等方面的考慮。利用版圖編輯器Virtuoso Layout進行版圖驗證，介紹標準單元版圖與定制版圖的區別、版圖設計與工藝制程的關系，重點在于使學生在對版圖建立感性認識的同時對IP保護有更深層次的理解。Verilog仿真器進行版圖后仿真實驗，強調版圖寄生參數對系統功能、時序的影響，后仿真時序文件反標的含義；明確后仿真對于保證設計正確性的意義；培養認真負責的驗證思想。
實踐教育環節大致分為前端設計階段、后端設計階段、測試階段。
1.前端設計階段。在數字集成電路系統初期的系統分析、功能模塊劃分、具體硬件語言描述編譯階段，加入以硬件語言描述、編譯、仿真為偏重的上機實驗，目的是學習良好的系統全局觀，掌握過硬的代碼編寫能力，并將設計下載至FPGA中作為初步的硬件設計驗證手段。
2.后端設計階段。針對數字集成電路的特點，安排面向MPW流片的實驗，介紹將電路轉化為高可靠性版圖的主要步驟。該實驗分三個階段：①采用Cadence公司的自動布局布線器SE進行布局布線，介紹面向數字化集成電路的標準化單元概念及其相關工藝庫文件的作用，著重講授從網表到版圖的轉化過程以及需要注意的問題，如電源網絡的合理布局、時鐘網絡的時序匹配及平衡扇出等方面的考慮；②版圖編輯器Virtuoso Layout進行版圖驗證，介紹標準單元版圖與定制版圖的區別、版圖設計與工藝制程的關系，重點在于使學生在對版圖建立感性認識的同時對IP保護有更深層次的理解；③Verilog仿真器進行版圖后仿真實驗，強調版圖寄生參數對系統功能和時序的影響、后仿真時序文件反標的含義，明確后仿真對于保證設計正確性的意義，培養認真負責的驗證思想。
集成電路設計流程范文5
【關鍵詞】集成電路設計大賽；實踐；創新
To Training Students’Innovative Ability in the Integrated Circuit Design Competition
HU Xiao-ling，YUAN Ying，LIU Qi
（College of Electronics Information and Control Engineering，Beijing University of Technology，Beijing，100124，China）
Abstract：Scientific and technical competition is an important way to promote scientific and technological innovation activities of college students.It is also an important means to cultivate innovative ability of college students.Based on the analysis of the current situation of Chinese information technology，moreover，the training problems in current high education，it describes the active function of the integrated circuits competition in the development of practical and innovative ability of college students.
Keywords：Integrated Circuit Design Competition；Practice；Innovation
1.引言
集成電路作為信息產業的基礎和核心，是國民經濟和社會發展的戰略性產業，是衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志[1]。自2000年以來，在國家政策的大力支持下，我國集成電路產業得到了長足的發展。但技術落后仍然制約著我國集成電路產業的發展，因此，如何培養出具有創新精神與實踐能力的高素質設計人才已經成為當前高校的一個迫切任務[2-4]。我校作為“國家集成電路人才培養基地”之一，在集成電路人才培養方面更是肩負著重要使命。
為了促進北京市集成電路產業發展需要，進一步加強北京市各高校微電子專業師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地的建設，為北京集成電路事業培養出更多的創新性人才，2011年9月18日在北方工業大學舉辦了“2011年北京大學生集成電路設計大賽”，大賽的主題是“全定制集成電路版圖設計大賽”。此次大賽由北京電子學會主辦、北方工業大學承辦，大賽的成功舉辦不僅推動了北京市各高校微電子專業的交流和發展，同時也為北京市各高校微電子專業的課程體系改革起到了強有力的推動作用。作為“國家集成電路人才培養基地”，我校一直致力于尋找各種可以為學生提供工程實踐的機會，集成電路設計大賽無疑為我們提供了一個良好的實踐平臺，在三個月的準備過程中，作為參賽學校的一名指導教師更是深刻感受到此次大賽在學生實踐能力和創新能力培養方面所具有的深遠意義。
2.高校人才創新能力培養現狀
受傳統的教育思想和教育觀念的影響，目前大學教育基本還是以知識學習為主，課堂講授多，實驗少，綜合應用實驗更少，教學內容也與社會生產及工程應用存在一定脫節。這種教育模式使學生雖然有較系統的理論基礎和專業知識，但綜合應用所學知識去分析問題和解決問題的能力仍然不足，“高分低能”的學生占到了相當大的比重。大連民族學院對本校工科專業學生進行的問卷調查顯示，72.4%的學生能認識到創新能力對今后個人發展的重要性；42%的學生認為把一整天的時間都用于實驗室而非自習室有點“浪費學習時間”，其中女生占到65.6%；80.4%的學生在學習時不會推導教材中的公式、定理，而只是單純的把它們當作解題的工具；獲得過國家獎學金、綜合獎學金的同學中僅有25%的同學取得過創新競賽類的獎項[5]。問卷結果表明，大多數學生已經意識到創新在今后個人發展中具有的重要意義，并且表現出對創新感興趣，但由于目前大多數高校對創新能力培養缺乏正確的引導，大部分同學仍是將主要精力放在學習理論知識上，不能對創新活動投入較多的時間和精力，以至于參與創新活動的同學不夠多，部分參與進去的同學也不能長期堅持。
3.大賽對學生創新能力的培養
科技大賽是推動大學生從事科技創新活動的重要途徑，也是培養學生科技創新能力的重要手段。同時，在國家重大教改項目“質量工程”的建設內容“實踐教學與人才培養模式改革創新”中積也極倡導“開展大學生競賽活動”[6]。
（1）培養了學生的創新能力
集成電路設計大賽激發了學生對工程實踐的積極性，增強了理論知識與實際相結合的內容，為學生創新能力培養提供了條件。學生從拿到競賽題目開始，就要獨立完成電路設計，單元版圖設計，電路版圖設計，仿真直至最終的設計報告撰寫，在這一系列過程中學生會不斷遇到新情況，新問題，學生需要調動所學知識，尋找發現問題并探究解決問題的思路、方法，這實際就是自主學習、不斷探索、不斷創新的過程。生尋找發現問題并加以探究解決問題的思路、方法上來
（2）提高了學生的實踐能力
集成電路設計大賽要求學生把集成電路分析與設計，集成電路CAD，集成電路EDA，半導體器件原理等相關課程中學到的全面綜合地加以運用，使理論知識與實踐密切地結合起來，從而使這些知識得到進一步鞏固、深化和發展。集成電路設計大賽使學生在運用技術資料和使用設計工具方面的基本技能得到一次綜合訓練。通過競賽學生不僅熟練掌握了華大九天EDA設計工具的使用，并對集成電路設計流程有了更深刻的認識，使學生設計能力和解決實際問題的能力有了長足的進步；通過競賽學生知道從事這一行業應該具有怎樣的知識結構，具有怎樣的工程意識，為學生將來就業或進一步深造奠定了堅實的基礎。
（3）培養學生的團隊合作意識
集成電路設計大賽要求3名同學組成一個參賽團隊，在競賽過程中，學生之間需要良好的溝通，積極配合，以獲取最佳成績。在這個過程中學生會有意識的改進為人處事的方式，以平和的心態和隊友討論問題，耐心聽取并采納別人建議，并默契的分工合作。競賽對學生自身的溝通能力和團隊協作精神具有良好的促進作用。
4.結束語
集成電路設計大賽不僅為微電子專業的學生提供了一個提高自己實踐能力、培養創新精神的平臺，同時通過參賽學生的知識面也得到了拓展，為今后從事復雜的工程設計和科研打下了堅實的基礎。此外，本屆大賽無疑也為高校教師提供了一個良好的交流學習平臺。
參考文獻
[1]集成電路產業“十一五”專項規劃．
[2]張興,黃如,張天義,等.北京大學國家集成電路人才培養基地建設思路[J].中國集成電路,2004(7):79-82．
[3]韓力,曾祥仁.電氣信息類專業人才培養模式及教學內容體系改革的研究與實踐[J].重慶大學學報:社會科學版,2001,7(5):78-79.
[4]黃兆信.大類招生:現代大學人才培養趨勢[J].中國高教研究,2004,2:41-43．
[5]霍苗,馬國艷,李忠楠.以科技競賽為載體,提高工科大學生的創新能力[J].價值工程,
2011,18:9.
集成電路設計流程范文6
“中國芯”指的是在中國注冊、以華人為企業管理和研發主體的集成電路設計企業所研發的、具有自主知識產權并占據一定市場份額的集成電路芯片或IP核。而“中國芯”工程是工業和信息化部組織的集成電路技術創新和產品創新工程，包括兩部分內容，一是組織集成電路的技術創新和產品創新。主要通過電子發展基金、集成電路研究開發專項資金、移動通信手機研發專項及國家科技重大專項等科技開發項目，支持企業產品開發；二是推進中國芯成果的應用與產業化。作為“中國芯”工程的重要組成部分，中國芯推廣應用工作由工業和信息化部電子信息司指導，具體實施由工業和信息化部軟件與集成電路促進中心（以下簡稱CSIP）承擔。
自2000年國務院18號文以來，我國集成電路產業進入快速發展期，企業數量穩步增加，產業規模日益擴大。隨著企業規模的擴大，企業對政府支持的訴求也悄然發生變化：由單純的資金支持訴求轉變為資金支持訴求、品牌支持訴求、戰略規劃指導訴求并存。在這種背景下，2006年，在工信部電子信息司的指導下，從品牌支持的角度出發，CSIP開展了“中國芯”評選活動，給企業以極大的品牌支持，獲得了企業的高度認可，取得了較好的成效。
工信部電子信息司副司長安筱鵬在2012中國集成電路產業促進大會暨第七屆“中國芯”頒獎典禮上表示：“‘中國芯’工程對促進國產芯片與整機聯動，提高市場占有率、知名度和影響力，起到了積極作用。此后，工業和信息化部也將一如既往地予以支持。”
