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中国电力电子产业网【集成电路设计专题】

集成电路设计流程

    集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分,将设计基本分为两部分:芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括:   1.功能设计阶段。   设计人员产品的应用场合,设定一些诸如功能、操作速度、接口规格、环   境温度及消耗功率等规格,以做为将来电路设计时的依据。更可进一步规划软   件模块及硬件模块该如何划分,哪些功能该整合于SOC 内,哪些功能可以设   计在电路板上。   2.设计描述和行为级验证   功能设计完成后,可以依据功能将SOC 划分为若干功能模块,并决定实现   这些功能将要使用的IP 核。此阶段将接影响了SOC 内部的架构及各模块间互   动的讯号,及未来产品的可靠性。   决定模块之后,可以用VHDL 或Verilog 等硬件描述语言实现各模块的设   计。接着,利用VHDL 或Verilog 的电路仿真器,对设计进行功能验证(function   simulation,或行为验证 behavioral simulation)。   注意,这种功能仿真没有考虑电路实际的延迟,但无法获得精确的结果。   3.逻辑综合   确定设计描述正确后,可以使用逻辑综合工具(synthesizer)进行综合。   综合过程中,需要选择适当的逻辑器件库(logic cell library),作为合成逻辑   电路时的参考依据。   硬件语言设计描述文件的编写风格是决定综合工具执行效率的一个重要   因素。事实上,综合工具支持的HDL 语法均是有限的,一些过于抽象的语法   只适于作为系统评估时的仿真模型,而不能被综合工具接受。   逻辑综合得到门级网表。   4.门级验证(Gate-Level Netlist Verification)   门级功能验证是寄存器传输级验证。主要的工作是要确认经综合后的电路   是否符合功能需求,该工作一般利用门电路级验证工具完成。   注意,此阶段仿真需要考虑门电路的延迟。   5.布局和布线   布局指将设计好的功能模块合理地安排在芯片上,规划好它们的位置。布线则指完成各模块之间互连的连线。注意,各模块之间的连线通常比较长,因此,产生的延迟会严重影响SOC的性能,尤其在0.25 微米制程以上,这种现象更为显著。 目前,这一个行业仍然是中国的空缺,开设集成电路设计与集成系统专业的大学还比较少,其中师资较好的学校有 上海交通大学,哈尔滨工业大学,黑龙江大学、东南大学,西安电子科技大学,电子科技大学,哈尔滨理工大学,复旦大学,华东师范大学等。这个领域已经逐渐饱和,越来越有趋势走上当年软件行业的道路。   模拟集成电路设计的一般过程:   1.电路设计   依据电路功能完成电路的设计。   2.前仿真   电路功能的仿真,包括功耗,电流,电压,温度,压摆幅,输入输出特性等参数的仿真。   3.版图设计(Layout)   依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence软件。   4.后仿真   对所画的版图进行仿真,并与前仿真比较,若达不到要求需修改或重新设计版图。   5.后续处理   将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。

   集成电路分类
  集成电路,又称为IC,按其功能我好的、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大集成电路类。模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号)。
  中国集成电路发展历史

我国集成电路产业诞生于六十年代,共经历了三个发展阶段: 1965年-1978年:以计算机和军工配套为目标,以开发逻辑电路为主要产 品,初步建立集成电路工业基础及相关设备、仪器、材料的配套条件 1978年-1990年:主要引进美国二手设备,改善集成电路装备水平,在"治散治乱"的同时,以消费类整机作为配套重点,较好地解决了彩电集成电路的国产化 1990年-2000年:以908工程、909工程为重点,以CAD为突破口,抓好科技攻关和北方科研开发基地的建设,为信息产业服务,集成电路行业取得了新的发展。 集成电路产业是对集成电路产业链各环节市场销售额的总体描述,它不仅仅包含集成电路市场,也包括IP核市场、EDA市场、芯片代工市场、封测市场,甚至延伸至设备、材料市场。 [1]集成电路产业不再依赖CPU、存储器等单一器件发展,移动互联、三网融合、多屏互动、智能终端带来了多重市场空间,商业模式不断创新为市场注入新活力。目前我国集成电路产业已具备一定基础,多年来我国集成电路产业所聚集的技术创新活力、市场拓展能力、资源整合动力以及广阔的市场潜力,为产业在未来5年~10年实现快速发展、迈上新的台阶奠定了基础。

1  基于CC7555 CMOS 集成电路电台发射机电源控制器的设计与制作
  摘 要: 基于CC7555 CMOS 集成电路设计制作的电台发射机电源控制器,利用节目播放的音频信号作为信号源控制发射机的开、关。此硬件成本低,操作简单方便,能实现校园调频电台节目播放自动化,该系统运行稳定、可靠,提高了工作效率。   在高校语言教学中,校园调频电台作为一种独特的教学辅助设施与手段,因其成本低、易维护、使用方便等诸多优点得到普遍应用。而以计算机为硬件平台,集录音、编辑、存储、播放等功能于一体的校园调频电台实现了节目播放自动化。在实际运行中,电台发射机的开与关一般采用电源定时器控制,需由工作人员设置开启、关闭时间,操作繁琐、不易管理。(1)定时器时间的设定需和节目的播放时间相对应,如节目播放时间有变动,需重新设置定时器开启、关闭时间;(2)定时器的时钟与计算机的系统时间需经常调整,以求保持一致;(3)要求定时器有断电保护措施。为此,采用电源定时器的工作模式,经过多次实践,设计并制作了利用音频信号来控制发射机开、关的电源控制器。计算机播放节目时,该电源控制器打开发射机电源,无节目播放时自动关闭发射机电源,实现了整个节目播放系统的自动化。该电源控制器性能稳定并确保校园调频电台节目播出时间的准确性,实现了无人值守,提高了管理人员的工作效率。 阅读全文请点击
2  集成电路测试仪电源电路的仿真设计研究与应用
  集成电路测试仪可用来测量集成电路的好坏,在电子实验室中应用广泛。在实际使用中,发现部分厂家生产的测试仪存在一些问题,如电网电压波动或负载加重后容易出现死机或复位不正常现象,这对实验进程和实验室管理有很大影响,也是困扰实验指导老师的常见问题,必须予以解决。本文通过某一种测试仪电源电路的改进的试验,会给实验室管理者以借鉴。   在电路设计中用到EDA(Electronics Design Au-tomation,电子设计自动化)技术。在进行电路改进前,从电路参数设计,电路功能仿真验证等都在计算机上先用EDA软件完成,不但缩短了电路设计时间,而且大大地节约了成本。   EDA技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。它经历了计算机辅助设计(Computer Assist De-sign,CAD)、计算机辅助工程设计(Computer Assist Engineering Design,CAE)和电子设计自动化(Elec-tronic Design Automation,EDA)三个发展阶段。利用EDA技术进行电子系统的设计,具有以下几个特点:用软件的方式设计硬件;用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的;对设计电路功能是否正确可进行仿真分析。 阅读全文请点击
3  集成电路封装设计可靠性提高方法研究
  1 前言   随着集成电路的发展,小型化与多功能成了大家共同追求的目标,这不仅加速了IC设计的发展,也促进了IC封装设计的发展。IC封装设计也可以在一定程度上提高产品的集成度,同时也对产品的可靠性起着很重要的影响作用。本文总结和研究了一些封装工艺中提高可靠性的方法。   2 引线框架   引线框架的主要功能是芯片的载体,用于将芯片的I/O引出。在引线框架的设计过程中,需要考虑几个因素。   2.1 与塑封料的粘结性   引线框架与塑封料之间的粘结强度高,产品的气密性更佳,可靠性更高;与塑封料的粘结性不好,会导致分层及其他形式的失效。影响粘结强度的因素除了塑封料的性能之外,引线框架的设计也可以起到增强粘结强度的作用,如在引脚和基岛边缘或背面设计图案,如图1所示。 阅读全文请点击
4  现代电源技术的发展和低功耗集成电路的应用分析
  绿色环保已成为各行业发展一个定向趋势,如何做到环保且高效节能已成为当代热门话题。在现代电子系统中,数据处理速度越来越快,数据流量和存储空间越来越大,系统稳定性、可靠性越来越高,而电子设备体积不断减小,集成度不断增高,功耗不断降低。特别是现代手持便携设备和远程控制设备不仅要求电子系统集成度高、体积小,而且要求整个系统功耗低,电池在相同体积和功耗下待机时间更长。电子设备外形变得越来越简单,终端产品变得更加小巧,集成电路生产商需要设计出更加紧凑小巧的封装。由于系统内处理器、存储器及其他集成电路数量不断增加,产生更多热量,使热管理在系统设计中变得非常重要。这些因素给集成电路生产商和电子设计工程师带来了更多挑战。电源技术的创新,势必要推动电源技术迅速发展。 阅读全文请点击
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