集成电路设计的大致流程范文第1篇

【关键词】集成运放；AC放大器；DC放大器

1前言

集成运算放大器(简称集成运放)具有功能强、易用诸多优点，被广泛应用于音频电压放大、仪表信号放大、信号滤波等场合，其已成为电子电路尤其是模拟电路的标准器件，也是模拟电子技术课程教学的主要内容之一。为了使入门者更容易理解集成运放的工作原理和更容易解释集成运放电路，在教学中常使用集成运放的理想运放模型，如视输入阻抗无穷大、输出阻抗为零、开环电压增益无穷大和零输入失调电压。在DC放大器设计中，集成运放的零输入失调电压参数对电路设计影响很大，同一电路设计，因选择不同的集成运放，所得结果差异巨大，甚至电路完全不能工作。传统运放电路，通常隐藏公用电源脚，且默认为正负对称双电源供电，而当前，随着电子产品小型化趋势到来，很多场合并不能提供正负对称双电源，而只能提供单电源，由于很多初学者对集成运放电源的供电认识模糊，在设计单电源供电的AC放大器时，不对电路进行相关改造，而是直接用单电源代替双电源，导致电路工作不正常。

2AC放大器设计错误分析

图1为典型的AC放大器，电路采用LM358集成运放，采用正负对称的双电源供电，交流信号的电压放大倍数AV=1+R2/R3=23，输入阻抗Ri=R1=1K。C1为耦合电容，隔掉信号源中的直流成份，C2对直流开路，使直流电压产生100%负反馈，从而稳定直流工作点，C2对交流信号相当于短路，从而不影响交流信号的电压放大倍数。无信号输入时，正相输入端、反相输入和输出端的直流电压都约为0V，有信号时，输出端电压在0V基础上变化。不少块合，如电池供电时，无法提供正负对称的双电源，不少初学者由于对集成运放的供电和集成运放电路的直流工作点认识模糊，在设计AC放大器时，直接用单电源代替双电源，设计电路如图2所示。图2电路，无信号输入时，正相输入端、反相输入和输出端的直流电压都约为0V，而当有交流信号输入时，输入信号为正极性时，输出端可以输出放大后的正极性电压，而输入信号为负极性时，输出端不可能输出负极性电压，导致产生严重的失真。单电源供电条件下，正确的电路设计如图3所示。图3电路增加了电阻R4、R5和电容C3、C4，电阻R4和R5阻值相等，提供7．5V直流电压给集成运放的正相输入端，从而使集成运放的正相输入端、反相输入端和输出端的直流电压都提升至7．5V。当输入交流信号时，输出端电压就可以在7．5V基础上进行上下摆动，从而完成交流信号的不失真放大。电容C3为滤波电容，电容C4为输出耦合电容，起到隔直通交作用。

3DC放大器设计错误分析

DC放大器大量应用于传感器信号放大和自动控制场合，图4为一典型的60dB电压增益的DC放大器，电路包括两级电压放大，每级电压放大倍数为34倍。仿真测试时，若选择理想集成运放模型，零输入时(输入端短路)，输出端电压为0V，1mV输入时，输出1V，电路实现设计要求;若选择常用LM358集成运放，仿真测试发现，零输入时，输出端电压3．22V，发生了严重偏离，电路完全不可用。其实，真实的集成运放所组成的DC放大器，零输入时，输出端不可能零输出，输出电压为:VO=Vios×Avd其中，Vios为集成运放的输入失调电压参数，Avd为放大器闭环电压放大倍数。不同的集成运放，其输入失调电压参数相差甚远，理想运放，视输入失调电压为零，因此，采用理想运放的DC放大器，零输入时，可实现零输出。而常用的LM358运放，其输入失调电压达mV级别，因此，60dB电压增益的DC放大器，其输出误差可达数V之大。解决办法是选择低输入失调电压的集成运放，如OP07，其输入失调电压低至几nV，用在本电路，输出端误差能控制在毫伏级别。

4结语

若对集成运放的电源供电条件和集成运放的相关参数了解不够，电路设计容易出错或电路指标不理想。设计单电源供电的AC放大器时，应将直流工作平移至电源电压的一半，设计DC放大器时，应采用低输入失调电压的集成运放。

参考文献:

［1］陈静，史雪飞．“模拟电子技术”课程中若干关键问题的探讨［J］．电气电子教学学报，2014(1):59～61．

［2］曹吉花，郭焕银，唐永刚．电子设计工程师认证与电子技术教学改革［J］．高校实验室工作研究，2011(1):35～36．

集成电路设计的大致流程范文第2篇

 

集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是新一代信息技术产业发展的核心和关键，对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展，我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局，产业链基本形成。但与国际先进水平相比，我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中，集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业，集成电路设计人才严重匮乏，已成为制约行业发展的瓶颈。因此，培养大量高水平的集成电路设计人才，是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题，也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1_4]

 

一、集成电路版图设计软件平台

 

为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要，合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程，如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计 、 ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订，注意相关课程之间相互衔接，关键内容不遗漏，突出集成电路设计能力的培养，通过对课程内容的精选、重组和充实，结合实验教学环节的开展，构成了系统的集成电路设计教学过程。56]

 

集成电路设计从实现方法上可以分为三种：全定制(fullcustom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计，特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论，这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向，目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。

 

在集成电路版图设计的教学中，采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(ZeniEDASystem),这是中国唯1的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容，支持百万门级的集成电路设计规模，可进行国际通用的标准数据格式转换，它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优，已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用，特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能，并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。

 

九天EDA软件系统包括设计管理器，原理图编辑器，版图编辑工具，版图验证工具，层次版图设计规则检查工具，寄生参数提取工具，信号完整性分析工具等几个主要模块，实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。

 

二、集成电路版图设计的教学目标

 

根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点，在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。

 

在集成电路版图设计的教学中，首先对集成电路设计的_些相关知识进行回顾，介绍版图设计的基础知识，如集成电路设计流程，CMOS基本工艺过程，版图的基本概念，版图的相关物理知识及物理结构，版图设计的基本流程，版图的总体设计，布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验，讲解Unix和Linux操作系统的常用命令，详细阐述基于标准单元库的版图设计流程，指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图，使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上，让学生自主选择_些较为复杂的单元电路进行设计，如数据选择器、MOS差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS静态存储单元等，使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现，包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。7]

 

集成电路版图设计的教学目标是：

 

第熟练掌握华大EDA软件的原理图编辑器ZeniSE、版图编辑模块ZeniPDT以及版图验证模块ZeniVER丨等工具的使用;了解工艺库的概念以及工艺库文件technology的设置，能识别基本单元的版图，根据版图信息初步提取出相应的逻辑图并修改，利用EDA工具ZSE画出电路图并说明其功能，能够根据版图提取单元电路的原理图。

 

第二，能够编写设计版图验证命令文件(commandfile)。版图验证需要四个文件(DRC文件、ERC文件、NE文件和LVS文件)来支持，要求学生能够利用ZeniVER丨进行设计规则检查DRC验证并修改版图、电学规则检查(ERC)、版图网表提取(NE)、利用LDC工具进行LVS验证，利用LDX工具进行LVS的查错及修改等。

 

第三，能够基本读懂和理解版图设计规则文件的含义。版图设计规则规定了集成电路生产中可以接受的几何尺寸要求和可以达到的电学性能，这些规则是电路设计师和工艺工程师之间的_种互相制约的联系手段，版图设计规则的目的是使集成电路设计规范化，并在取得最佳成品率和确保电路可靠性的前提下利用这些规则使版图面积尽可能做到最小。

 

第四，了解版图库的概念。采用半定制标准单元方式设计版图，需要有统一高度的基本电路单元版图的版图库来支持，这些基本单元可以是不同类型的各种门电路，也可以是触发器、全加器、寄存器等功能电路，因此，理解并学会版图库的建立也是版图设计教学的一个重要内容。

 

三、CMOS反相器的版图设计的教学实例介绍

 

下面以一个标准CMOS反相器来简单介绍一下集成电路版图设计的一般流程。

 

1.内容和要求

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，初步确定其版图;使用EDA工具PDT打开版图编辑器;在版图编辑器上依次画出P管和N管的有源区、多晶硅及接触孔等;完成必要的连线并标注输入输出端。

 

2.设计步骤

 

根据CMOS反相器的原理图和剖面图，在草稿纸上初步确定其版图结构及构成;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt,进入ZeniPDT版图编辑器;读懂版图的层次定义的文件，确定不同层次颜色的对应，熟悉版图编辑器各个命令及其快捷键的使用;在版图编辑器上初步画出反相器的P管和N管;检查画出的P管和N管的正确性，并作必要的修改，然后按照原理图上的连接关系作相应的连线，最后检查修改整个版图。

 

3.版图验证

 

打开终端，进入zse文件夹，键入zse,进入ZeniSE原理图编辑器，正确画出CMOS反相器的原理图并导出其网表文件;调出版图设计的设计规则文件，阅读和理解其基本语句的含义，对其作相应的路径和文件名的修改以满足物理验证的要求;打开终端，进入pdt文件夹，键入pdt，进入ZeniPDT版图编辑器，调出CMOS反相器的版图，在线进行DRC验证并修改版图;对网表一致性检查文件进行路径和文件名的修改，利用LDC工具进行LVS验证;如果LVS验证有错，贝懦要调用LDX工具，对版图上的错误进行修改。

 

4.设计提示

 

要很好的理解版图设计的过程和意义，应对MOS结构有一个深刻的认识;需要对器件做衬底接触，版图实现上衬底接触直接做在电源线上;接触孔的大小应该是一致的，在不违反设计规则的前提下,接触孔应尽可能的多，金属的宽度应尽可能宽;绘制图形时可以多使用〃复制"操作，这样可以大大缩小工作量，且设计的图形满足要求并且精确;注意P管和N管有源区的大小，一般在版图设计上，P管和N管大小之比是2:1;注意整个版图的整体尺寸的合理分配，不要太大也不要太小;注意不同的层次之间应该保持一定的距离，层次本身的宽度的大小要适当，以满足设计规则的要求。四、基本MOS差分放大器版图设计的设计实例介绍在基本MOS差分放大器的版图设计中，要求学生理解构成差分式输入结构的原理和组成结构，画出相应的电路原理图，进行ERC检查，然后根据电路原理图用PDT工具上绘制与之对应的版图。当将基本的版图绘制好之后，对版图里的输入、输出端口以及电源线和地线进行标注，然后利用几何设计规则文件进行在线DRC验证，利用版图与电路图的网表文件进行LVS检查，修改其中的错误并优化版图，最后全部通过检查，设计完成。

 

五、结束语

 

集成电路版图设计的教学环节使学生巩固了集成电路设计方面的理论知识，提高了学生在集成电路设计过程中分析问题和解决问题的能力，为今后的职业生涯和研究工作打下坚实的基础。因此，在今后的教学改革工作中，除了要继续提高教师的理论教学水平外，还必须高度重视以EDA工具和设计流程为核心的实践教学环节，努力把课堂教学和实际设计应用紧密结合在一起，培养学生的实际设计能力，开阔学生的视野，在实验项目和实验内容上进行新的探索和实践。

 

参考文献：

 

[1]孙玲.关于培养集成电路专业应用型人才的思考[J].中国集成电路,2007,(4):19-22.

 

[2]段智勇，弓巧侠，罗荣辉，等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5):25-26.

 

[3]唐俊龙，唐立军，文勇军，等.完善集成电路设计应用型人才培养实践教学的探讨J].中国电力教育,2011,(34):35-36.

 

[4]肖功利，杨宏艳.微电子学专业丨C设计人才培养主干课程设置[J].桂林电子科技大学学报,2009,(4):338-340.

 

[5]窦建华，毛剑波，易茂祥九天”EDA软件在"中国芯片工程〃中的作用[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,(6):154-156.

 

[6]易茂祥，毛剑波，杨明武，等.基于华大EDA软件的实验教学研究[J].实验科学与技术，2006,(5):71-73.

集成电路设计的大致流程范文第3篇

一、X线管电流检测电路工作原理分析

该系列程控X线机的X线管电流检测电路简化原理见图1。

从图1中可以看到X线管电流釆样信号由放电保护电路板上的R1、R2取样得到，经由接线端子DZ1-5，DZ1-6加到釆样电路板上的电流感互器（T1）的输入端，并由电流感互器（T1）的输出端产生一个放大了的交流电压，该电压经过全波整流器（V2，1A/400V）整流后成为一个直流电压信号，再送至运算放大器（D1，型号：LM324）的反向输入端（2脚），该直流电压信号经过运算放大器(D1)放大后，由运算放大器(D1)的输出端(1脚)送出一个与预先设定X线管电流值相对应的直流电压信号，并将该直流电压信号送至计算机电路板上的接挿件X87A的(2脚)，按照所选X线管电流值的大小，分别送至模数转换集成电路(D6，型号：ADC0809)的IN0(26脚)和IN1(27脚)输入口，当所选X线管电流值属于X线管大焦点范围时，送至模数转换集成电路(D6)的IN0(26脚)输入口，当所选X线管电流值属于X线管小焦点范围时，则送至模数转换集成电路(D6)的IN1(27脚)输入口，模数转换集成电路(D6)生成的模数转换数据输出信号分别连接至定时/计数集成电路(D7，型号：74HC154)、输出缓冲集成电路(D8、D9、D10，型号：74HC244)、键盘控制集成电路(D11，型号：82C79)、八位互锁开关集成电路(D12、D13，型号：74HC374)完成各自相对应的功能，同时模数转换集成电路(D6)生成的数值输出信号通过总线驱动双向缓冲三态门集成电路(D17，型号：74HC245)连接至单片计算机集成电路(D1，型号：P80C31)，再由单片计算机集成电路(D1)的(11脚)给出触发信号(P3.1)，送至主可控硅触发电路，至此X线管电流检测工作完成。在曝光程序执行过程中，当计算机工作程序检测到X线管电流釆样反馈值高于设定X线管电流值的上限时，工作程序立即锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光，并显示故障码E10，当计算机工作程序检测到X线管电流釆样反馈值低于设定X线管电流值的下限时，工作程序立即锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光，并显示故障码E11。

二、检修思路与方法

根据故障码分两方个面考虑：

当故障码显示E10的检修思路与方法

1、用替换法分别检查X线管是否损坏、高压电缆是否击穿、高硅柱是否异常，若有损坏，则用相同的器件更换。

2、用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出是否正常，运算放大器（D1，型号：LM324）是否损坏、电路中相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的器件更换。

3、用万用表检查灯丝电路板供电电源±65V是否正常，如果异常则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件换。

4、灯丝电路板TP6检测点有效脉冲是否过宽，如果过宽，则调整相应的单态稳电路中的电位器R50-R55。

5、计算机电路板中模数转换集成电路（D6，型号：ADC0809）是否损坏，用替换法确认，如果故障排除，则更换模数转换集成电路（D6）。

当故障码显示E11的检修思路与方法

1、首先检查各相关电路板的接挿件是否接触良好。

2、用万用表检查电源电路板三端稳压集成电路（V11，型号：7815）输出端（3脚）+15V是否正常，如果异常，则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件更换。

3、用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出是否正常，运算放大器（D1，型号：LM324）是否损坏、全波整流器（V2，型号：1A/400）是否损坏、电路中相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的器件更换。这里介绍一个区分釆样电路板TP7检测点前后级电路故障的简单方法：当故障码显示E11时，将计算机电路板上SW1（八位拨码开关）的第四位S4拨到ON位进入X线管电流调整工作状态，进行摄影，如果胶片影象正常，则可确定釆样电路板TP7检测点前级电路有故障。

4、用万用表检查灯丝电路板供电电源±65V是否正常，如果异常则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件更换。

5、灯丝电路板TP6检测点有效脉冲是否过窄，如果过窄，则调整相应的单态稳电路中的电位器R50-R55。

6、灯丝电路板TP6检测点之前电路中元件损坏用示波器检查TP6检测点之前元件引脚的波形，判断故障元件，确认故障元件并更换。

7、灯丝电路板TP6检测点之后电路中元件损坏用示波器检查TP6检测点之前元件引脚的波形，判断故障元件，确认故障元件并更换。

8、计算机电路板中模数转换集成电路（D6，型号：ADC0809）是否损坏，用替换法确认，如果故障排除，则更换模数转换集成电路（D6）。

9、检查主可控硅导通是否良好、高压初级是否有正常的交流电压、高压硅柱是否损坏、高压电缆是否接触良好、X线管灯丝是否烧断。

三、检修故障实例

1、故障码显示E10

检修：开机用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出正常，灯丝电路板TP6检测点有效脉冲正常，曝光时听见高压电缆对地有放电声，更换高压电缆，再次曝光，故障排除。

分析：由于高压电缆是X线管电流回路的组成部份，当高压电缆对地放电时，流过它的电流增大，导致X线管电流釆样值比设定值增大，超过了设定X线管电流值的上限，计算机工作程序锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光。

2、故障码显示E11

检修：开机用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出正常，灯丝电路板TP6检测点有效脉冲正常，曝光时用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出为零，检查釆样电路板TP7检测点前级电路元件，发现电容器（C4，1µ/63V）击穿，更换电容器（C4）后，再次曝光，故障排除。

分析：由于电容器（C4）并联在全波整流器（V2）的整流输出端，当它击穿损坏后，将全波整流器（V2）的整流输出直流电压信号值短路为零，导致X线管电流釆样值输出为零，低于设定X线管电流值的下限，计算机工作程序锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光。

集成电路设计的大致流程范文第4篇

关键词：集成电路版图CAD；实践教学；课程实验；课程设计

Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course

Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei

Nantong University， Nantong， 226019， China

Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.

Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum

目前，高速发展的集成电路产业使IC设计人才炙手可热，而集成电路版图CAD技术是IC设计人才必须具备的重要技能之一。集成电路版图CAD课程是我校电子科学与技术专业和集成电路设计与集成系统专业重要的专业主干课，开设在大三第二学期，并列入我校第一批重点课程建设项目。本课程的实践教学是教学活动的重要组成部分，它是对理论教学的验证、补充和拓展，具有较强的直观性和操作性，旨在培养学生的实践动手能力、组织管理能力、创新能力和服务社会能力。结合几年来的教学实践，笔者从本课程实验、课程设计、课外科技竞赛等实践环节的设计工具、教学内容设计、教学方法和教学手段、师资队伍建设以及考核管理等方面进行总结。探讨本课程实践教学模式可加强学生应用理论知识解决实际问题的能力，提升就业竞争力，对他们成为IC设计人才具有十分重要的意义。

1 版图设计工具

集成电路CAD技术贯穿于集成电路整个产业链（设计、制造、封装和测试），集成电路版图设计环节同样离不开CAD工具支持。目前业内主流版图设计工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京华大九天公司的Aether等。这些版图设计工具的使用流程大同小异，但在自动化程度、验证规模、验证速度等方面有所差异，在售价方面，国外版图设计工具贵得惊人，不过近年来这些公司相继推出大学销售计划，降低了版图设计工具的价格。高校选择哪种版图设计工具进行教学，则视条件而定。我校电子信息学院有2个省级实验教学示范中心和1个省部共建实验室，利用这些经费，我们购买了部分业内一流的EDA工具进行教学和科研。目前，我校版图设计工具有北京华大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。

2 两种相辅相成的实验教学模式

我校集成电路版图CAD课程共48学时（理论讲授24学时、实验24学时），实验环节是本课程教学的重要部分，在有限的实验教学时间内既要完成教学内容，又要培养学生创新能力，需要对实验教学模式进行改革和创新。本课程实验教学的目的与要求：与理论教学相衔接，熟练使用版图设计工具，学会基本元器件、基本数字门电路、基本模拟单元的版图设计，为本课程后续的课程设计环节做准备。紧紧围绕“一个规则（版图几何设计规则）、两个流程（版图编辑流程和验证流程）、四个问题”这条主线设计实验内容[1，2]。要解决的4个问题分别是：（1）版图设计前需要做哪些准备工作？（2）如何理解一个元器件（晶体管、电阻、电容、电感）的版图含义[3，4]？（3）如何修改版图中的几何设计规则检查错误？（4）如何修改版图和电路图一致性错误？表1为本课程实验内容、对应学时及对应知识点。笔者设计了两种相辅相成的实验教学模式：系统化实验教学模式和实例化实验教学模式。系统化实验教学从有系统的、完整的角度出发设计了实验教学内容，如设计实验3（数字基本门电路版图阅读）时，安排了5学时，采用3种版图阅读方式：读现有版图库中的单元电路版图、显微镜下读版图和读已解剖的芯片版图照片。针对同一内容，采用不同形式，彼此类比，加深印象，既有实物，又有动手操作，增强了直观性和感性认识。又如设计实验5（模拟单元MOS差分对管版图设计）时，安排了5学时，从器件匹配的重要性入手，给出MOS差分对管的电路图，讲解具体器件的形状、方向、连接对匹配的影响，特别是工艺过程引入器件的失配和误差，对MOS差分对管的3种版图分布形式（管子方向不对称形式、垂直对称水平栅极形式、垂直对称垂直栅极形式）进行逐一分析，指出支路电流大小对金属线的宽度要求，对较大尺寸的对管，采用“同心布局”结构。实例化实验教学先提出目标实例，围绕该实例，设计具体步骤，教师先示范，学生再模仿，如设计实验7（集成无源器件版图设计）时，由于集成电阻、电容和电感种类很多，不能面面俱到，要求只对多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件进行版图分析和设计。课堂实验的内容和课时是有限的，为此我们设置了课外实验项目，感兴趣的学生选取一些实验项目自己完成，指导教师定期检查。学院开放了EDA实验中心（2007年该中心被遴选为省级实验教学示范中心建设点，2009年12月通过省级验收），学生对本课程很感兴趣，课外使用EDA实验室进行自主实验相当踊跃。通过上述的实验教学方法，特别是课外实验项目的训练，学生分析问题、解决问题的能力和科研素养得到了提高。

表1 课程实验内容、对应学时及对应知识点

表1（续）

4 基于0.6μmCMOS工艺的数字门电路版图设计 5 理解上华华润0.6 μm硅栅CMOS几何设计规则；学会CMOS反相器、传输门、与非、或非等基本门电路版图设计；DRC检查。

5 基于0.6 μmCMOS工艺的MOS差分对管版图设计 4 MOS差分对管版图设计，包括匹配原则、同心布局等，DRC检查。

6 版图电路图一致性检查 3 掌握LVS流程、LVS错误修改。

7 集成无源器件版图设计 3 多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件版图设计。

3 改革课程设计环节

课程设计是本课程培养学生工程应用能力的综合性实践教学环节，时间2周，集中指导，提前1个月发给学生任务书和指导书，每个班配备2名指导教师，注重过程控制。笔者在教学内容、考核等方面进行了改革和创新：在教学内容设计上，给出了必做题和选做题，在选做题中要求每位学生完成数字电路版图1题和模拟电路版图1题，具体题目由抽签决定，做到1人1题，避免学生抄袭。考核成绩由课程设计成果（占50%）、小论文（占30%）、答辩（占20%）三方面综合给出。以往的课程设计报告改为撰写科技小论文，包括中英文题目、中英文摘要及关键词、引言、电路原理与分析、版图设计过程、分析与讨论、结束语和参考文献，让学生学习如何撰写科技论文。精选优质小论文放在本课程网上学习资料库里，供学生相互传阅和学习。课程设计答辩具体要求参照毕业设计（论文）答辩要求，包括准备PPT讲稿、讲解5分钟、指导教师点评等过程，每位学生至少需要10分钟时间。学生对课程设计答辩反映相当好，锻炼了语言组织和口头表达能力，而且相互间可以直接交流和学习。我们还挑选课程设计成绩优秀的学生参加校内集成电路版图设计大赛。虽然课程设计的改革和实践需要教师付出很多精力和时间，但我们无怨无悔，学生的认可和进步是我们最大的收获。

4 精心指导学生参加课外科技竞赛

目前我校学生参加的集成电路版图设计竞赛有校级版图设计大赛以及行业协会和企业组织的版图设计竞赛等。由校教务处主办，电子信息学院承办的南通大学版图设计大赛是校级三大电子设计竞赛之一，每年8月底举行，邀请集成电路设计公司一线设计人员和半导体协会专业人士担任评委，增加了竞赛的专业性和公正性，目前已经举办了6届，反响不错。从校级版图设计大赛获奖者中挑选一部分学生参加行业协会和企业组织的版图设计竞赛，如苏州半导体协会主办的集成电路版图设计技能竞赛、北京华大九天公司主办的“华大九天杯”集成电路设计大赛，其中“华大九天杯”集成电路设计大赛将挑选优秀获奖学生参加华润上华的免费流片，学生经历从电路设计、版图设计及验证、流片到测试各个环节，提高了综合训练能力。

5 加强师资队伍建设

要提高课程实践环节的教学质量，关键是指导教师要思想素质好，专业理论知识强，科研水平高，因此我们着力建立一支年龄结构、职称合理的实践教学队伍。目前很多年轻教师是从校园走向校园，毕业后直接上岗指导学习实践，缺少工程实践经历和经验。为了提高教师自身的业务水平，加强对年轻教师的培养，近十年来，我院每年暑假举行集成电路CAD技术实践培训班，由经验丰富的教学、科研一线教师主讲；不定期地邀请一流IC设计公司一线设计人员来院开设讲座；同时挑选年轻骨干教师到一流IC设计公司学习和实践，时间至少半年以上；现已聘请IC设计公司一线设计人员6人为兼职教师，指导课程设计和毕业设计。集成电路CAD技术日新月异，课程实践环节师资队伍建设必须与时俱进。

6 结束语

我校电子科学与技术专业、集成电路设计与集成系统专业2012年被评为省重点建设专业，也是江苏省首批培养卓越工程师的专业。集成电路版图设计是这两个专业卓越工程师培养计划的重要内容之一，总结和探讨集成电路版图CAD课程实践教学意义重大，今后我们要继续推进该课程实践环节的建设与改革，不断探索，为我国集成电路设计人才的培养而努力奋斗。

参考文献

[1] 施敏，孙玲，景为平.浅谈“集成电路版图CAD”课程建设[J].中国集成电路，2007（12）：59-62.

[2] 施敏，徐晨.基于九天EDA系统的集成电路版图设计[J].南通工学院学报：自然科学版，2004，3（4）：101-103.

集成电路设计的大致流程范文第5篇

关键词 发射机；温度过高；通风系统；报警电路

中图分类号P414 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0195-03

发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。是一个比较笼统的概念。广泛应用与电视，广播，雷达等各种民用，军用设备。整个的军用设备主要是可以分成为四大类型，其分别是光发射机，调幅发射机，调频发射机以及哈里斯发射机。

如果我们日常的发射机可以具有温度报警的功能，那么不仅是可以方便日常的使用，而且还可以在温度过高这样的情况下，可以大大的提高设备的安全性，进而避免因为无法及时的获悉发射机温度所导致的其它的设备工作异常的情况，本人从各个方面参考了一系列的电子方面资料，从而专门的针对发射机的温度过高的这一大现象，从而设计了这一款防止温度过高的报警器。

1发射机温度偏高的成因分析

发射机温度过高又直接的导致了机房温度过高。发射机的温度过高其主要的原因有以下的三大方面：发射机本身的冷却的方式设计的缺陷，整个散热系统的系统设置不足，还有就是通风条件不好。现有的发射机本身的冷却方式主要是采用轴流风扇，将发射机产生的热量，直接的排放到机房里，通过发射机后门，机房内的空气通过功放、开关电源，进入到发射机上方的管道，然后通过室内的抽风机排到室外[1]。

从上述的冷却流程我们可以看出，发射机设计不合理，导致机房内温度过高的主要原因是机房内的的冷空气，直接被风机抽到了室外。在图1当中我们可以看见：发射机其主要是含有四个主风机，分别是由一台速调管风机，一台机柜风机，以及二台由串联而组装在一块地聚焦线圈的风机。

发热量主要由调制器、速调管、聚焦线圈、油箱四个器件组成。冷却风则是由机柜风机开始送入，之后经过调制器，依此的流过整个聚焦线圈、速调管以及油箱等等，由于是开放式风场的结构所导致的调制器和油箱热的交换器都会将冷却的风进行层层的加热，所以此时的冷却风都是有一定的温度的，然后可想而知被吸入的速调管以及聚焦线圈的风也是有一定的温度的，但却长期无法进行完全的清除聚焦线圈内部吸入的灰尘，从上述的两点导致了整个散的热效果不理想，从而导致了线圈的温度偏高。

油箱的散热也是一个重要的环节，导致散热不理想的主要原因是冷却油通过油泵在箱外循环冷却，但是散热装置设计的却过于简单，因此，大量的热量被囤积在风舱内，不断地堆积热量，却不能及时地排出热量，最终致使发射机温度过高。

2现有的报警电路

目前为止现有发射机的报警电路主要是采用了NE555以及电阻和电容的组成，若是占空的比例大于了50%，那么报警的发声频率则由求得。

2.1工作原理

首先会转换成为中频带的信号，主要则是将所收到地高频调制的信号以及本机的振荡信号，开始进行混频以及滤波的转换而成。然后是转换成报警数字信号，是通过解调电路解调而出。我们为了进一步的除去干扰，而将解调出来的报警数字的信号开始分为两路，其分别是被送入与门，而在这之前则要先经过整形和判决。用微处理器对与门输出信号执行下一步的处理，最后还原为模拟电信号，这个过程是由经译码完成的，再经过驱动声、光报警，并显示报警的个数、编号、类型和时间等在面板上，达到清除明了，同时对上述报警的相关信息进行打印。有多路报警时，可存储报警信息，值班人员可通过键盘随时查询。

2.2报警电路图

3 温度过高报警电路的设计

该报警器由双路可调直流稳压电源供电；两测点温度的测量分别由两个半导体温度传感器来实现；其温度测量的结果由数码管来显示，以摄氏度为单位来表示温度测量结果；两个测点最后的平均值的情况可以由两位数码来表示。，其温度则在0℃～60℃的范围当中，没有小数位并且没有数码管的最高位；由蜂鸣器的呜叫并结合红、绿发光二极管指示温度。

3.1工作原理

原理框图（图2），有效控制主要是靠单片机AT89S52来充分实现。从原理框图的结构来讲，包括了以下几个方面：1）报警电路：蜂鸣器在温度偏高或偏低的情况下会发出报警；在温度高于（>30～（3）时，红灯会亮；温度继续超标在当温度低于（<；15℃）时，绿灯会亮，当达到限定值时即大于34℃时，制冷系统与风扇在继电器吸合的情况下就能被很好的超控；2）从温度上来讲，选用集电路，温度传感器选LM35来表示，能够将温度转换为电压信号，10mV/℃；3）控制电路：其主要的功能则是有以下的几大方面来组成的：ADC0809的模拟量的启动、选路、计算、读取数据、显示数据以及扫描整个按键的设定通道，而当监测的温度超标的时候，进而来控制整个声光的报警以及继电器；4）模数的转换电路：主要包括了的电路和ADC0809，我们用相对应的8位的数字来取代2路的模拟信号；5）显示电路：串行置数以及静态的显示所采用的是移位锁存的驱动器741-S164，这个驱动器仅是占用2个输入/输出口，可以进行多位的静态显示，并能使单片机的系统资源得到有效节省和控制；6）放大电路：是由一级放大器与一级射极跟随器而组成的，在通过输出的电压信号时LM35温度传感器由集成运算放大器进行跟随和放大；7）按键控制：其功能状态键用K1来表示，温度设置键用K2、K3来表示，还没同时设置温度检测参数：

技术参数如下：（1）监测点数量：2路（可扩展为8路）。（2）测量范围：0℃～60℃（最高测量范围0℃～150℃）。（3）测量误差：±0.835℃（接近0±1135℃）

3.2报警系统PCB设计

PCB板的制作最主要是追求较好的效果，而没有作出一些明确的规定，可以以下这几个方面考虑：1）散热器和周围元件要有一定的距离，特别是散热器不能靠近温度传感器；2） 封装要保证准确无误，尤其是自建封装中的测绘设计；3）为了削弱纹波的干扰。应在电源线与地线之间，多安装退耦电容，4）布线手工与自动结合，减少交叉，避免过密；5）元件排列需要整齐、美观；6）对线距和线宽要保证，应该把电源线和地线应进行加宽；7）要保证高频元件引线尽量短，例如晶振；8）电源线和地线采用树形布线，避免形成环路；9）根据产品的外壳设计，安装最终决定为以下位置：电源接口位置、数码管位置、指示灯位置以及按键位置等，在未设定外壳设计的情况下，必须要进行人性化排布。

此系统的程序流程如下图3所示。

3.3 温控电路

我们可以通过“555”定时器来做到温控的报警应用， “555”定时器也就是我们所说的一种中规模的集成电路，而它的特点是使用灵活并且方便，所以被广泛的应用在脉冲产生、定时、整形以及延迟等等的电路当中。555定时器以及其逻辑功能都可以做到控制温度，以及由其构成的多谐振荡器的工作原理可以做到温控报警，通过下图555定时器在温控报警电路中的应用，许多实用电路。

“555”的芯片简介：“555”是一个八脚的集成芯片，而主要则是由分压器、一个放电管以及输出驱动的反相器、两个高精度的电压比较器、一个基本的RS触发器所组成的。主要的电路组成则见图4。

以上图5为多谐振荡器，图6为多谐振荡器工作波形。值得注意的是，多谐振荡器振荡频率通常情况下不得高于几百千赫，其温度变化与电源波动将会严重影响到频率的稳定性。其最大的优点在于工作可靠性高，而且方便调节，已广泛应用在电源变换、信号产生以及工业控制领域中。多谐振荡器在温控报警电路中是用来构成简易温控报警电路，图中ICEO为三极管T基极开路时，可形成穿透电流，这主要是由集电区穿过基区流向发射区的反向饱和电流而形成的。三极管的热稳定性参数包括了ICEO，一般常温下，锗管的ICEO要比硅管的ICEO大；ICEO会随着温度的升高而增大。在选用晶体管时，通常ICEO越小越好，在本电路中大胆尝试采用穿透的电流大，并针对温度的变化较为敏感强的锗管，其主要目的是利用ICEO来控制555定时器的复位端4管脚地电压。

3.4 湿度传感电路

在这里我们用的是简单的单片机HS1100/HS1101的电容传感器，其是具有完全的互换性，响应是时间较快速特点并且具有高可靠性以及长期的稳定性，是适用线性的电压输出以及频率的输出这两种电路，制造一些流水线相对应的全部的自动的插件以及自动的装配部件过程等等。并且在其相对的测量所需要的范围之内同时相对的湿度保持在1%～100%RH之间是，其电容总量经由16pF至200pF时，其相对的误差小鱼±2%RH，同时响应的时间不大于且不等于5S时；其温度的系数是0.04 pF/℃。由此可以得知其准确性的精度还是比较高的。

HS1100/HS1101电容的传感器所在的电路的构成之中的等效相当与一个其所需的电容所集成的器件，它的相对的电容包涵量是在一定范围内随着空气湿度变换的减小而减小、增大而增大。同时将其电容所变化的量能准确并快速地同步转变成方便计算机进行分析的信号源，要达到这种效果可以由以下两种方法来实现：一是在电容湿敏的情况下，在桥式振荡的电路过程中放置将集成板置，使电压的信号由所产生的正弦波来反映出，通过整流将直流放大，之后数字化的信号由A/D转变而成；二是在555的振荡的电路之内置其湿敏所在的电容，这样以来，将电容的总值的通过一系列运算变化转成与它所进行的信号成反比电压频率信号，并可由监控计算机直接进行收集。如图7所示。555芯片在所集成的定时器当中外接所需要地电阻则是R4、R2以及湿敏的电容器C，而他们则主要的构成了整个充电的整个回路，对湿敏的电容C来说有着重要的作用。通过其芯片的内部晶体管总体接地的短路而使得7端构成一系列对其湿敏的电容C所要求的放电的回路，与此同时，在其片内的比较器中引入引脚连接2端与6端，从而使多谐振荡器为了一个典型多、特定的方波发生器。另一方面，R3是为了防止其输出发生短路时的特定的保护的电阻，R1是用在平衡其温度的系数。图3.4.1是频率输出的555的振荡电路，而该振荡电路是在两个暂稳态交替的过程则如下所述：首先总电源Vcc是通过R4、R2来向湿敏的电容C进行充电，而在经过了一定时间的充电的之后，Uc内部所达到的芯片内的比较器高触发的电平，同时，引入其3端，此时高电平会突降为低电平，并通过R2端进行放电，放电在一定时间之后，会使Uc下降到了相对低触发的电平范围内，输出的引脚3端此时又会因为低电的平突而降为高电平的输出，根据这种现象进行重复的实验，从而形成一方波的输出。在此当中，充放电的时间则为T充=C（R4+R2）ln2，与此相对的放电的时间则为T放电=CR2ln2

由此可知，通过555的测量电路可使空气的湿度形成反比率的频率的信号，而表4则给出了测量结果当中的一组典型的测试值变化。