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专用集成电路设计方法

专用集成电路设计方法

专用集成电路设计方法范文第1篇

    关键词:知识产权 集成电路 布图设计权

    中国政府为了满足Trips协议的要求,于2001年颁布了《集成电路布图设计保护条例》,该条例已于同年开始实施[2].从该条例的文字规定看,中国的集成电路布图设计的保护水平已经完全满足了Trips协议的要求。

    事实上,中国政府早在1991年就开始起草《集成电路布图设计保护条例》。这一动议肇始于《集成电路知识产权条约》(以下简称《集成电路条约》)的制订。早在1986年,就召开了多次外交会议和专家会议,研究、起草《集成电路条约》,中国政府积极参与了该条约起草的全过程。1990年5月,在华盛顿召开外交会议,通过了集成电路条约,包括中国在内的多数国家投票赞成。此后,中国政府立即组织专门小组开始研究和起草《集成电路布图设计保护条例》。在起草工作初期,的《集成电路条约》是中国立法的主要参考文件。1993年,在GATT乌拉圭回合谈判中,Trips协议草案的邓克尔文本提出后,考虑到中国当时正试图恢复其GATT缔约国的地位,Trips协议成为中国起草《集成电路布图设计保护条例》所参考的最为重要的文献

    由于WIPO的《集成电路条约》一直未能生效;加之中国加入WTO的进程又是一波三折,中国的《集成电路布图设计保护条例》一直没有一个适当的出台时机。直到2001 年,中国在加入WTO方面出现了转机,为配合国内外各方面的工作,中国政府颁布了《集成电路布图设计保护条例》。就在这一年,中国加入了WTO.

    本文拟就中国《集成电路布图设计保护条例》的规定,同Trips协议和WIPO的《集成电路条约》以及有关国家的法律,分别从权利的保护对象、范围、内容和效力等方面,从知识产权法律理论的角度进行分析、评论和比较。

    一、保护对象

    中国的《集成电路布图设计保护条例》开宗明义在标题上直接采用布图设计作为中心词,这就将其保护范围限定于半导体集成电路,因为只有半导体集成电路在制造过程中对布图设计有着必然的依赖。该条例第二条在界定集成电路概念时专门指明,条例中所称集成电路为半导体集成电路。[3]

    将保护范围限定在半导体集成电路范围是国际上的通例。美国是世界上第一个颁布集成电路保护法律的国家,从美国1978年首次提出集成电路保护的问题,到1984 年颁布专门立法的过程可以看出,布图设计(美国法称掩模作品)一直被作为这类法律保护的直接对象[4].应当说,这一法律的最基本的目的就是为了防止未经许可随意复制他人的布图设计。此后,日本、瑞典等国的保护集成电路的国内法均采用了这种“美国模式”。

    1986年在美、日等国的提议下,WIPO开始制订保护集成电路的条约。尽管该条约在总体设计上采用了前述美国模式,但在其起草过程中,也曾经就是否明确将保护对象限定在半导体集成电路之内发生过争论。在1988年11月的草案中,对于是否在集成电路之前加上“半导体”这一文字限定,依旧是两种方案。

    事实上,通过保护布图设计的手段来达到保护集成电路目的的美国模式本身,已经将保护对象限定在半导体集成电路的范围之内了。因为在目前的技术发展水平上,布图设计本身就是针对半导体集成电路的,每一种半导体集成电路都必然与一套特定的布图设计相对应。而半导体集成电路之外的混合集成电路(Hybrid IC),如薄膜或者厚膜集成电路均不直接涉及布图设计的问题。美国人甚至在其国内法的标题上或正文中就直接采用了半导体芯片或者半导体产品的提法。[5]

    中国的集成电路保护条例从起草到颁布的整个过程,都一直使用半导体集成电路的提法。这种做法不仅同国际社会保持一致,而且也符合知识产权制度本身的功能分配。对于半导体集成电路之外的其他集成电路,如前述混合集成电路中并不存在像布图设计这样复杂的设计,充其量也就存在一些如同印刷电路、相对简单的金属化互联引线。严格说来,混合电路只是一种由若干分立器件(Devices)或半导体集成电路组合而成的功能性组件,完全不同于半导体集成电路将全部器件集成于单片的硅或化合物半导体材料之中。因此,对于半导体集成电路之外的其他相关产品完全可以适用专利法加以保护。不致出现如半导体集成电路所面临的与专利法之间的不和谐[6].

    尽管世界各国在其立法模式上普遍采用了保护布图设计的美国模式,但对布图设计的称谓却各不相同。世界上最早立法保护集成电路的三个国家中就分别采用了三种不同的叫法:美国人称其为掩模作品(Mask work);日本人则使用了线路布局(Circuit Layout)的提法;瑞典人使用的是布图设计(Layout Design)。但这并不算结束,随后跟进的欧共体指令[7]却又使用了形貌结构(Topography,也有译作拓朴图或者构型的)。在这多个术语中,中国与WIPO的《集成电路条约》保持一致,采用了布图设计的称谓。

    美国法所使用的“掩模作品”,虽然在产业界十分流行,但在技术层面上显然已经落后。如今,相对先进的制造商已经完全可以不再使用传统的掩模板来制造集成电路。所有掩模图形均可以存储于计算机中,通过控制电子束扫描进行表面曝光,或者通过低能加速器进行离子注入等技术均可将掩模图形集成于半导体材料之中。而日本人所使用的线路布局一词则很容易同印刷电路 (Printed Circuit)混淆,在产业界也少有人这样称呼布图设计。相比之下,布图设计和形貌结构则是较为通行的用法,其中形貌结构(Topography)原本为地理学中术语,指起伏不平的地貌,后微电子产业借用了这一术语,用以指代布图设计。但在汉语环境中,布图设计的用法更为普遍,故中国的相关规定采用了布图设计一词[8].

    从上面分析可知,中国的国内法在保护对象方面采取了与国际上相关国际条约或者有关国家的国内法完全相同的模式,即通过直接赋予布图设计以专有权的方式,来实现保护采用该布图设计的集成电路的目的。

    二、权利内容的设定

    各国在集成电路保护问题上都采用了设权方式,即在传统的知识产权体系中新设立一种既不同于专利权,也不同于著作权等传统知识产权形式的新型权利—布图设计权 [9].就中国而言,考虑到中国立法的直接目的,自然不可能另外闭门自造一套与众不同的制度。根据中国《集成电路布图设计保护条例》,布图设计权人享有 (l)对受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分进行复制的专有权,和(2)将受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品投入商业利用的专有权。[10]这一规定同wTO的Trips协议相比,仅仅在文字表述方式上存在差异,其权利内容是完全相同的。[11]

    从前述规定中可以发现,所谓布图设计权在内容上包含两个方面,即复制权和商业实施权。而这两项内容在原有的知识产权种类中,分别属于著作权和专利权中的权能。布图设计权则兼采二者内容于一身,这反映出集成电路保护法在原有的知识产权体系中介于专利权和著作权之间的特殊地位,这一特性同样在布图设计受保护的条件上得到突出反映。受著作权法保护的作品必须具备独创性,被授予专利权的发明则必须具备创造性,即只有相对比现有技术水平有较大提高的发明才能获得专利权,这是各国专利法的通行做法。而从目前国际社会对于独创性的解释可知,作品只需具备最低限度的创造性即被认为具备了独创性。由此可以推知,专利法中的创造性在创造高度方面的要求显然高于著作权法中的独创性。而各国的集成电路保护法及相关国际条约在保护条件方面的规定,一方面借用了著作权法中关于独创性(originality)的概念,另一方面又要求受保护的布图设计不能是平庸或者司空见惯的。[12]可见在法律上对受保护布图设计在创造性方面所提出的要求正好介于著作权法和专利法之间。

    布图设计权之所以在内容上兼采著作权和专利权中的内容,根本原因还是布图设计本身同时具有著作权法和专利法保护对象的双重属性。布图设计在外在形式上,表现为一系列的图形。如欧共体集成电路保护指令中就直接将布图设计定义为一系列的图形,[13]当这些平面图形按照一定的规则被固化在硅片表面下不同深度中后,便可形成三维的立体结构,实现特定的电子功能,也就是说这种外在表现为图形的布图设计有其内在的实用功能,其最终的价值是通过特定的电子功能得以实现的,正是因为布图设计的这种属性导致了布图设计权在内容上的设计也具备了类似著作权和专利权的属性。

    三、权利效力和限制

    在各类知识产权中,受法律保护的条件存在高下之分。这必然导致权利效力也存在强弱不同。著作权的效力仅限于作品的表达(expression),而专利权所能延及的层面则比著作权法中的表达更为抽象。专利权的效力不仅延及于某一技术方案的某种具体实现方式,而且可以延及该技术方案本身。从前述布图设计权的内容的介绍中可以看出,中国法规中所规定的布图设计权,在效力上同专利权的设计并无差异。然而,回顾WIPO起草《集成电路条约》的过程可知,参与起草的各国曾就布图设计权的效力发生过极大的争议,发展中国家希望将布图设计权的效力限定在复制布图设计和利用布图设计制造集成电路这两个层面上;而以美、日为代表的集成电路技术强国则并不满足这两个层面,还打算将布图设计权的效力延伸至安装有受保护的布图设计集成电路的物品上。美、日两国的主张即是将布图设计权的效力延伸到第三个层次上,这在效力上就完全等同于专利权。由于发展中国家的强烈反对,致使WIPO的条约在布图设计权的效力上采取了模棱两可的做法,即在该条约的第3条(1)(h) 和第6条(1)(a)(ii)中分别采用了不同的表述方式。

    然而,在1994年WTO的Trips协议通过之后,由于Trips 协议就布图设计权的效力作了专门规定,[14]致使WIPO条约中遗留的问题在Trips协议中不复存在,Trips协议完全采取了美、日等国的立场,将权利效力延伸到了第三层次。中国为了能加入WTO,自然只能采用跟进的态度,在中国的《集成电路布图设计保护条例》第7条中,有关布图设计权的效力与 Trips协议在实质上完全一致。

    应该说,在Trips协议通过之后布图设计权的效力问题在立法上已经解决,但是Trips协议的这种做法在知识产权法律理论上是存在问题的,知识产权的效力从来都同该权利产生的条件高低相关。通常,权利产生的条件越苛刻,权利效力也就越强,这在前述著作权和专利权的效力差异上已经表现得尤为明显,不仅如此,对于同类知识产权也是这样,比如商标必须具备显著性才能受到法律保护,因此显著性即为商标权产生的条件。如果一个商标的显著性强,则依附于该商标上的商标权的效力也相应较强,而布图设计权在创造性要求方面显然低于专利法的要求,因此其权利效力理所当然地应当低于专利法,而不应当与专利权相同,即不应当延伸到第三层次上。当然,布图设计权的创造性要求比起著作权又远高于独创性要求,因此布图设计权的效力应当强于著作权。具体地讲,著作权效力只能及于对作品的复制;而布图设计权的效力则不仅可及于对布图设计的复制,还可以延伸到对布图设计本身的商业利用,即第二层次。所以,当年发展中国家在WIPO《集成电路条约》谈判中的主张在理论上应当是成立的。中国虽然一直都不赞同美、日等国的主张,但为了同 WTO的相关规定保持一致,只得将布图设计权的效力强化到用集成电路组装的物品的商业利用,即第三层次。

    无论是著作权,还是专利权在法律上都受到一定的限制,布图设计权也不例外。中国的相关法律对于布图设计权的限制同国际上其他国家的规定并无大异。为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计,比如为前述目的实施反向工程的行为;或者在前述反向工程的基础上,创作出具有独创性的布图设计的行为;以及对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的行为等均不属于侵犯布图设计权的行为等。[15]这类行为等同于著作权法中合理使用行为。此外,中国《集成电路布图设计保护条例》还就权利用尽等知识产权法中通行的权利限制类型作出了规定。[16]

    在中国《集成电路布图设计保护条例》中还明确规定了非自愿许可的相关条件和性质[17].即不仅将实施非自愿许可限定在国家处于紧急状态或者作为不正当竞争行为的救济措施的条件上,而且将这种许可方式界定为非独占的、有偿的。并且,当实施非自愿许可的条件一旦消失,该许可就应当被终止。这些规定同Trips协议以及《巴黎公约》中关于强制许可的规定基本一致[18].

    四、实施效果的评价

    中国的《集成电路布图设计保护条例》从起草到颁布大约经历了10年的历程,应该说在立法方面基本遵循了国际上的通行做法,但在该条例实施的头15个月里,国家知识产权局总共接到的布图设计权申请数量为245件[19],平均每月不足17件。到目前为止,中国尚未见有依照该条例判决的案件。这种情况同专利法、著作权法等其他知识产权相关法律门庭若市的状态相比显然呈门可罗雀之状。但如果从世界范围着眼,这一现象并非中国特色。美国作为集成电路的制造大国,在其《半导体芯片保护法》颁布20年后的今天,诉至法院的案件也屈指可数。德国作为欧洲的技术大国,每年在其专利商标局登记的布图设计数量较之专利、商标的申请量也可谓小巫见大巫。所以中国的现状完全是正常状态。

    这种状态从反面提出了一个问题,即我们是否应当对现行知识产权立法的合理性进行反思?近20年来,国际知识产权立法可谓突飞猛进。第一个十年,完成了知识产权立法的总体框架;第二个十年,完全在立法上达到发达国家的立法水平。如此发展速度固然有国内经济技术进步在宏观上带来的动力,但在微观上这些年的立法似乎过分地强调一时一事的需求,而忽略了知识产权法内在的逻辑联系和产业发展的长远需求。比如,近10余年中发生在著作权法中的一系列事件,如计算机程序、技术措施、MP3、P2P等无不反映出这种倾向。如今,在集成电路新产品遍布于世的信息时代,集成电路布图设计的立法似乎只具有一种象征意义,人们并没有踊跃地选择这种保护模式。这并非因为大家不看重集成电路本身,相反产业界对于集成电路的重视程度与计算机程序完全相当。因为集成电路是计算机硬件的核心,人们不可能对集成电路技术漠不关心。人们冷落集成电路布图设计保护法的原因还在于现实的需求和已有的法律框架间存在差距。

    进入20世纪80年代后期,由于集成电路产品更新速度大大地加快,这从计算机CPU芯片的更新上得到充分地反映。面对如此更新速度,即使是简单地复制这类超大规模芯片的布图设计也难以跟上技术的更新速度。随着计算机辅助设计技术的普及,设计工作不再单纯采用人工设计,大量的设计工作通过工具软件直接生成。换言之,单纯复制布图设计未必能立即给复制者带来丰厚的利益。此外,集成电路产品的设计不再仅仅取决于布图设计图形,相关工艺设计在产品制造中也发挥着越来越重要的作用。这些技术因素的变化致使原有的法律保护模式有隔靴搔痒之感。这必然导致集成电路布图设计保护法被打入冷宫。当然,事物的发展是呈螺旋状态的,当技术发展到一定程度后还会呈现新的瓶颈。这时技术更新的速度会大大放慢。到这时复制布图设计在诸多因素中或许又会重新回到主导地位,到那时这种以前述“美国模式”为基础的法律的作用或许又会重新显现出来。

    五、结论

    中国的集成电路保护法在现阶段只具有象征意义,因为在中国现在的土壤中保护集成电路布图设计的需求尚不十分强烈。这一方面是因为中国的集成电路产业尚不够发达,另一方面也是因为目前的保护模式并不完全适应产业界的需求。但中国作为国际社会的一员,为了保持与国际社会的一致性仍然颁布了这一法规。这一事实本身也说明了中国希望融入国际社会的愿望和决心。另一方面,国际社会在创设知识产权制度中的新规则时,应当从过去的实践中总结经验教训,更全面、更客观地根据长远需求,而不是眼前利益决定制度的发展和进步……

    注释

    [1]本文根据2004年10月10日在中德知识产权研讨会上发言稿修改而成。

    [2]见中华人民共和国国务院令第300号。

    [3]中国《集成电路布图设计保护条例》第二条第一项规定:“集成电路,是指半导体集成电路,即以半导体材料为基片,将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或者基片之上,以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品”。

    [4] 见Morton David Goldberg,Computer software and Chips(protection and Marketing) 1985一Volume one,Practising Law Institute,page 203;又见Alfred P.Meijboom International Semiconductor Chip Protection,International Computer Law Adviser  Dec.1988;以及美国法典第17编第9章第901、902条。

    [5]见美国法典第17编第9章。

    [6]见郭禾,《半导体集成电路知识产权保护》载《中国人民大学学报》2004年第1期,总103期。

    [7]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [8]早在约20年前编写的《中国大百科全书??电子学与计算机》就以布图设计作为主词条。见《中国大百科全书??电子学与计算机》第55页。

    [9]见郭禾,《集成电路布图设计权—一种新型的知识产权》,载《知识产权》杂志,1992年第6期。

    [10]见中国《集成电路布图设计保护条例》第7条。

    [11]见TriPs第35、36条。见wIPO集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。

    [12]见wIPO集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [13]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

    [14]见TriPs协议第36条。

    [15]见中国《集成电路布图设计保护条例》第23条。

    [16]见中国《集成电路布图设计保护条例》第24条。

    [17]见中国《集成电路布图设计保护条例》第25一29条。

    [18]见Trips协议第37条第2款、第31条,巴黎公约第5条。

专用集成电路设计方法范文第2篇

关键词:IC设计;集成系统;课程体系;CDIO

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

目前我国集成电路(IC)产业已初步形成了设计业、芯片制造业、封装和测试业四业并举、比较协调的发展格局,出现了长江三角洲(上海、无锡、杭州)、京津地区和珠江三角洲(深圳、珠海、广州)三个相对集中的产业区,建立了多个国家集成电路产业化基地[1]。制造业的技术工艺已进入国际主流领域,设计和封装技术接近国际水平。与之不协调的是我国集成电路人才缺口巨大,据报道到2008年中国IC产业对IC设计工程师的需求量将达到25万人。国家对IC产业高度重视,《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将IC产业放在了电子信息产业的第一位[2]。在此背景下,教育部于2001年开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业,以适应国内对集成电路设计与应用人才的迫切需求[3]。

从《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(国发[2000]18号)到《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》(教高〔2003〕2号),足以看到集成电路设计与集成系统专业是我国目前急需发展和完善的专业。要想办好该专业首先应对该专业建立一个科学的课程体系,该专业的新概念、新技术、新方法不断涌现,因此研究和制定适合本专业的理论与实践发展的课程体系是十分重要的。

2我国IC设计与集成系统专业人才现状

2.1IC设计与集成系统专业人才需求

IC设计与集成系统专业人才的现状是:人才总量严重不足,设计人才供需矛盾尤为突出。人才层次结构不合理;人才地区分布不平衡;人才流向与地区经济发展关系明显。国家教育部、科技部共同于2003年7月确定了9个部级集成电路人才培养基地的宏伟计划。在这之后,又增加了7所大学作为人才培养基地。旨在加快集成电路产业发展的步伐,大力培养集成电路设计人才满足社会对集成电路设计人才的需求。

2.2IC设计与集成系统专业人才培养现状

根据国家教育部网上公布的信息,到目前为止具有集成电路设计与集成系统本科专业的高校有:2001批准的有电子科技大学;2003批准的有西安电子科技大学, 南通大学,杭州电子科技大学;2004批准的有山东大学,华南理工大学,黑龙江大学,哈尔滨理工大学;2005批准的有青岛科技大学,西安邮电学院;2006批准的有天津理工大学;2007批准的有北京大学,大连理工大学。其他院校也积极申办该专业。由于该专业是新兴专业,至今还没有科学完善统一的专业规范,这对该专业的发展影响颇大。

3 IC 设计与集成系统专业特点

集成电路设计与集成系统专业与其他专业相比有如下突出的特点:门槛高、内容新、发展快、属于交叉学科、与产业联系紧密、高投入、与世界同步、毕业生就业服务的范围具有国际性。

本专业是新兴专业,从宏观角度国际上该专业还没有像其他专业(例如计算机)形成完整的知识体系;其次,我国由于是在近几年兴办该专业,还没有专业的人才培养规范,我国各大学专业的教学计划是从国外或者相关专业延伸来的,系统性、完备性差;第三,由于该专业是新兴且又是不断变化的学科专业,所面临的主要挑战是识别和规范该学科的基本内容,因此,“知识结构框架”、“课程体系”的规范显得尤为重要;第四,该专业属于交叉学科专业,其内涵并不像其他专业那样清晰和单一,人才培养涉及知识很广,包括微电子学、计算机、软件工程、通讯、控制、管理等多学科专业;第五,该专业实践性很强,对学生的

运用知识解决问题的能力、总结实践经验发现新知识的能力、团队工作的能力、与人沟通和交流的能力以及创新的能力有很高的要求。

4IC设计与集成系统专业结构体系实践

4.1IC设计与集成系统专业人才培养战略

结合高校自身在教学资源上的优势和我国IC设计产业发展的实际情况,以市场需求为导向,紧跟IC技术的发展。引入CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)教育理念,结合高校自身的实际情况加强校企合作。培养具有创新能力和国际竞争力的、适应企业需求的国际化、实用化、个性化的高素质、高水平人才为宗旨。

4.2IC设计与集成系统专业人才培养目标

对应用型本科院校而言,应充分考虑行业和区域经济对人才的需求,适时地根据区域经济和行业发展调整专业方向,以便更好地服务于行业和区域经济[4]。加强校企合作,突出“多类型、工程型、实用型,具有国际竞争力”的人才培养目标。

培养学生具有良好的科学素养和文化修养,较完整地掌握集成电路技术的基础知识,使学生了解和掌握IC设计、综合、验证、测试、应用的整个流程;既掌握集成电路设计技术又懂得集成系统技术;既有扎实的理论基础,又有较强的应用能力;既了解集成电路应用、生产知识又精通集成电路产业的管理;既可以承担实际系统的开发,又可进行科学研究。使学生毕业时应获得以下几方面的知识与能力:

(1) 具有扎实的数理基础和宽阔的科学视野;

(2) 具备独立的科学研究和应用开发能力,同时具有运用知识解决问题的能力、总结实践经验发现新知识的能力、团队工作的能力、较强的协调、组织能力;

(3) 具有良好的与人沟通和交流的能力,能掌握文献检索、资料查询和撰写科学论文的能力以及口语交际能力;

(4) 具有较好的人文社科知识、人文素质和自然科学基本理论知识,对全球社会、工程科学和技术影响的理解力以及对自己所处领域中问题的敏感性,了解信息学科的发展动态;

(5) 掌握电子电路和大规模集成电路系统的设计技能,能从事先进大规模集成电路、集成电子系统等方面的设计以及新产品、新技术和新工艺的研究、应用开发和管理。

4.3IC设计与集成系统专业课程体系制定的指导思想

首先,跟踪、收集该专业和相关专业的知识领域,强调本专业的知识的总结、梳理、推演和挖掘,借鉴ACM和IEEE/CS[5]做法,采用科学的方法,以国外学术界的研

究成果和IC设计工业界的良性建议为基础,选择适当的知识载体,构造IC设计与集成系统恰当的教育知识结构框架,以求更好地向学生传授本学科专业的基本的问题求解方法。

其次借鉴CDIO的理念,大大加强工程实践环节,切实通过基于项目的学习培养学生获取知识的能力、运用知识解决问题的能力、总结实践经验发现新知识的能力、团队工作的能力、与人沟通和交流的能力以及创新的能力,培养学生的专业素质、职业道德和社会责任心。进而培养出符合学科专业和社会发展需要的优秀IC设计人才。

4.4IC设计与集成系统专业课程体系制定

我校(哈尔滨理工大学)从成功申办集成电路设计与集成系统专业以来,与美国西北理工大学(NPU)合作办学借鉴经验;同台湾中华大学进行了实质性合作交流与探讨;与著名的IC设计软件供应商Synopsys、Cadence以及Mentor Graphics等进行合作交流。另外,我们还走访了上海交通大学等相关院校专业;参观拜访了一些集成电路生产制造企业,与企业交流了解企业对集成电路人才的具体要求。结合我校实际情况提出了制定IC设计与集成系统专业课程体系的基本策略,基本策略包括:

(1) 保证政治理论课与军训的学分和学时要求。在新的教学计划中思想、邓小平理论、马克思主义哲学原理、马克思主义政治经济学、军事理论、军训等课程均未作调整。

(2) 压缩公共基础课,取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程。取消计算机文化基础课程;由于部分专业课程采用双语教学,因此取消了专业外语。

(3) 专业方向课和专业任选课以市场为导向设置。为了培养符合市场需要的IC设计人才,专业方向课的设置以IC设计主流方向为导向,任选课的设置以目前流行的先进的设计方法、设计工具为主,以适应市场的需要。

(4) 加强实践教学环节,引入CDIO教育理念。增加了课程实验、课程设计、毕业设计等教学环节的学时,提高学生的实践能力。同时加大校企合作力度,采用“定制式”培养模式,将毕业生安排IC设计公司针对实际项目进行毕业设计。

(5) 动态的教学计划。由于集成电路设计与集成系统专业是一个飞速发展的学科,市场需求是不断变化的,应随时调整教学计划中的专业平台课以后的教学内容。

按照以上基本策略制定了IC设计与集成系统专业的课程体系。

IC设计与集成系统专业教学计划,拓扑图见下图。

其中主干课程包括:信号与系统、片上计算机系统、数字信号处理、半导体集成电路、数字IC设计、模拟IC设计、EDA技术与VERILOG、ASIC设计、SoC软硬件协同设计、集成电路逻辑综合技术、集成电路设计验证技术、版图设计、集成电路测试与可测性、布局与绕线等。

2009年我校集成电路设计与集成系统专业的第一届毕业将步入社会,按照“定制式”培养方式,目前已有多家企业与我校达成协议。这些企业对我校该届毕业生所具备知识水平和专业能力高度认可。

5结束语

百年大计,教育为本。发展我国集成电路设计产业,培养集成电路设计与集成系统专业的专业人才是重中之重。培养该专业的优秀的专业人才离不开一个科学的课程体系。本文结合近四年的教学、管理经验对该专业课程体系进行了探讨,对该专业的知识结构和课程体系的进一步研究与实践具有重要指导意义。

参考文献

[1] 杨媛,余宁梅,高勇. 半导体集成电路课程改革的探索与思考[J]. 中国科教创新导刊,2008,(3):78-79.

[2] 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,(04).

[3] 方卓红,曲英杰. 关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J]. 科技信息,2007,(27):9-10.

[4] 陈小虎,刘化君,朱晓春等. 电气信息与电子信息类应用型人才培养体系的创新与实践[J]. 中国大学教学,2006,(04).

[5] The Computer Society of the Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE-CS) and the Association for Computing Machinery (ACM).Computing Curricula Final Draft-December 15,2001.

Research and Practice on the Course System of IC Design and Integration System

专用集成电路设计方法范文第3篇

关键词:集成电路设计;创新型人才;培养模式

作者简介:谢海情(1982-),男,湖南耒阳人,长沙理工大学物理与电子科学学院,讲师。(湖南 长沙 410004)

基金项目:本文系长沙理工大学教学改革研究项目(项目编号:JG1348)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0029-02

集成电路的产业规模和技术水平已成为一个国家综合国力的重要标志之一。近年来,我国集成电路产业发展迅速。2004年,我国集成电路产量为211亿块,销售额为545.3亿元。2011年一季度,我国集成电路总产量达到191亿块,销售额达348.4亿元,中国已经成为全球集成电路产业发展最快的地区之一。

我国集成电路产业经过多年的发展,已基本形成了四业(设计业、制造业、封装业和测试业)并举协同发展、四个相对集中的产业集群(长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区和京津地区)和多个国家集成电路产业化基地。[1,2]一直以来,国家对集成电路产业的发展高度重视,《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将IC产业放在了电子信息产业的第一位。[3]随着我国集成电路设计产业突飞猛进地发展、繁荣,对集成电路设计相关人员的需求也日益增加,仅靠国内少数高校的研究生已很难满足产业发展的需要。为满足快速发展的集成电路产业对人才的需求,2001年教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。[4]集成电路设计在国内众多高等院校都由原来纯粹的研究生教学逐渐转为由本科教学开始。

本文从课程体系设置、实验实践教学等多方面详细分析了目前集成电路设计本科教学存在的问题。在此基础上,从三个方面提出了集成电路设计本科人才培养的改革措施,探索集成电路设计本科创新型人才培养模式。

一、集成电路设计本科人才培养存在的主要问题

1.课程设置及课程内容不合理,从而降低了学生的学习热情

目前,国内多数院校的集成电路设计专业在本科阶段主要开设有“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”、“数字集成电路设计”和“模拟集成电路设计”等专业课程。对于这些课程的开设主要存在下列问题:

(1)不重视专业基础课程的教学。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路方面的基础课,为后续更好地学习集成电路专业课提供理论基础。如果这些基础课程没学好,学生在学习后续相关专业知识时就会比较困难,进而直接导致学业的荒废。但有些高等院校将这些课程设置为选修课,设置较少的课程教学课时量,甚至少数院校不开设这些课程。

(2)课程开设顺序上存在很多问题。在部分高等院校的培养计划中,“固体物理”课程和“晶体管原理”课程同一个学期开设,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“固体物理”课程的基础,从而很难快速地进入状态,学习兴趣受到严重影响。

(3)基础课程的理论性太强,学生学习的兴趣不高。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是专业基础课程,理论性较强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。然而,一般来说,本科学生都比较厌烦复杂的理论分析和繁琐的公式推导,特别是基础相对较差的学生,再加上较强的数学基础要求,学生学习的积极性受到极大打击。此外,部分高校设置的专业基础课程教学课时量较少,学生不能全面、深入地学习,进一步削弱了学生的学习热情。[5]

2.实践教学量不足,学生动手能力差

电子设计自动化(Electronic design automatic,EDA)是集成电路设计技术的必备基础手段。集成电路设计专业的本科毕业生必须掌握一些常用的EDA工具,对将来工作和继续深造学习都具有很大的促进作用。为了推广EDA工具的使用,许多EDA公司实施了专门的大学计划。我校购买了CADENCE软件以及高性能服务器,搭建数/模混合集成电路设计EDA平台,并与ALTERA公司共建了EDA/SOPC联合实验室。但学生的实际使用情况却喜忧参半,难以实现软件使用量的最大化。一方面,购买的软件等资源主要供学生实验课上使用,其余时间学生很少使用。另一方面,教师在上实验课时一般都采用填鸭式灌输方式,而不是学生自己摸索,从而难以理解、使知识融会贯通。因此,学生很容易忘记实验课上学到的知识点,在后续的工作或学习中要用到相关软件工具时需重新学习。动手能力差成为了集成电路设计方向本科生择业时的一大障碍。[6]

3.门类分科不合理,属性不一致

无论是从专业内容还是专业性质上分,集成电路设计方向都应该属于工科性质。然而,我校将该专业划归理科专业。这将导致虽然学习的课程与内容和其他高校工科性质的集成电路设计方向基本一致,毕业时学生却是获得理学学士,造成很多学生在就业时遇到问题。许多单位招聘时首先看的是毕业证和学位证,使得很多学生错失了就业的好机会。最终直接导致下一学年选择该专业的学生越来越少,只能靠调剂维持正常教学。另一方面,学生对集成电路产业现状和发展趋势了解甚少,对集成电路设计专业的优势了解不够,对集成电路设计人才市场需求和该专业的良好就业形势认识不清,从而不能充分激发学生的学习兴趣。

二、创新型人才培养的具体措施

1.改革课程教学,增强学生的创新能力

建立由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的集成电路设计专业课程体系。压缩公共基础课,取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程(比如计算机文化基础课程)。合理安排专业基础课程和专业方向课程的开课顺序、课时量。在教学内容和教学方法上,集成电路设计的教师应该做到“授之以渔,而不是授之以鱼”。对于集成电路设计方向的本科生而言,其学习的内容是集成电路相关的最基础理论知识、电路结构及特点。其学习重点应该是掌握基础的电路结构以及分析电路的基本方法等,而不是电路各性能参数的具体推导。因此,教师在讲授“固体物理”和“晶体管原理”等集成电路设计专业基础课时,应该尽量避免冗长的公式及繁琐的推导,以免影响学生的学习兴趣。另外,适当减少理论教学中复杂的公式推导,而着重半导体器件工作原理和特性的物理意义的学习,既可使学生容易接受又有利于后续专业方向课程的学习。

2.完善实验实践环节,培养学生的创新能力

实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。对于集成电路设计专业而言,完善实验实践教学环节需要从以下三个方面着手:

(1)增加实验教学的课时量。目前,集成电路专业本科教学中的实验教学量过少。以“模拟集成电路设计”课程为例。总课时量为48学时,其中理论课38学时,实验教学仅10个学时。38学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。仅10个学时的实验教学还包括2~4学时的EDA工具学习,留给学生独自进行电路设计的就只有6~8个学时。学生不可能很好地理解理论课所学知识,更谈不上融会贯通,极大地削弱了学习兴趣。因此,增加本科教学的实验教学课时量可以有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。

(2)完善和优化由课程设计、课程实训、生产实习、毕业实习和毕业设计构成的专业实习实践教学体系。该实习实践教学体系具备分级教学和多层次教学的特点,对集成电路专业创新型人才的培养具有重要作用,尤其是其中的课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是理论基础和工程实践的有机结合,可以很好地培养学生的工程素质和创新能力。在这两个环节中,选题是关键,也是难点。选题既要具有一定的工程背景又要让学生感兴趣,从而不但培养学生的工程能力,而且激发学生学习的主动性、积极性和实践创新能力。

(3)应该将以CADENCE软件为主体建立的数/模混合集成电路设计EDA平台,以及与ALTERA公司共建的EDA/SOPC联合实验室作为开放式电子设计训练和综合创新性实验基地的重要组成部分,成为学生进行课程设计和毕业设计以及课外实践活动的平台,从而实现软件资源使用的最大化。

3.增加就业相关知识,增强学生的竞争能力

据相关部门统计,极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路设计方向相关工作,多数选择改行或继续学习深造。这是因为一方面本科生基本知识储备不够,更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。然而,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。因此,就个人的长远发展而言,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因而,教师在讲授集成电路设计方面知识的基础上应有重点地讲授基本的集成电路版图、集成电路工艺流程、芯片测试等相关内容。

再者,定期举办学术报告会,让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势,了解集成电路产业的市场需求,了解集成电路设计及相关人才市场需求,了解集成电路设计专业就业前景,从而激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。

三、结论

集成电路产业是我国的新兴战略性产业,是国民经济发展与社会信息化的重要基础。创新型人才是发展集成电路产业的关键。因而,大力推进集成电路产业的发展必须提高集成电路设计人才的培养质量。目前,我国内集成电路设计本科教育尚处于孕育发展阶段,虽适应IC产业发展的需求,但仍存在很多问题需要解决。本文根据调研结果分析目前集成电路设计本科人才培养存在的问题,结合我校实际情况提出了几项改革措施,但远没有涉及集成电路设计本科创新型人才培养模式的诸多方面。但是,可以预测,有政府的大力扶持和相关教师及学生的共同努力,我国的集成电路设计本科人才培养定会逐步走向成熟,最终建立完善的集成电路设计本科创新型人才培养模式。

参考文献:

[1]杨媛,余宁梅,高勇.半导体集成电路课程改革的探索与思考[J].中国科教创新导刊,2008,(3).

[2]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究,2008,(22).

[3]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).

[4]方卓红,曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息,2007,(27).

专用集成电路设计方法范文第4篇

关键词:教学改革;实验;数字逻辑电路;计算机专业

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)29-6570-02

数字逻辑电路实验课程是电气、电子信息类和部分非电类专业本科生在电子技术方面入门性质的技术课。它在电类专业中深受青睐,但在非电类专业中的教学没引起足够的重视。长期以来,在我校计算机专业类数字逻辑电路实验的实验教学中,出现实验教师难教学生厌学的现象。我们从学生学习该课程的现状着手,通过对该课程的先导课程及后续课程进行调查分析,了解相关理论课学习的状态,并据此提出了相应的实验教学改革措施,分三个阶段对学生的学习能力及动手能力进行培养,我们称之为数字逻辑电路实验课程“过三关”[1]。

1 数字逻辑电路实验的教学改革思路

数字逻辑电路实验在计算机类专业都把它作为一门主干必修课程,但相比专业课来说,非电类专业对该课程地位认识和重视程度是不一样的,普遍存在的一种现象是“重软件轻硬件”[2]。我校计科专业、网工专业的“数字逻辑电路实验”课,安排在第三学期,并具有第二学期的“模拟电子技术”课程的基础。而软工专业的“数电”课安排在第二学期,并没有提前开设“模电”课程,缺乏电路知识的先导。在总课时数压缩的情况下,由于理论课和实验课安排在同一学期,并在第一周同时开课,实验课严重滞后于理论课的进度,造成学生想要学好又觉得心有余而力不足[3]。

第一关:克服对数字电路实验课的心理恐惧关

对计算机专业的学生来说,模拟电子技术和数字逻辑电路都很难学,更难于精。适合计算机专业的专用教材很少,更没有比较适合的实验教材。不得已沿用电类专业的教材,理论偏多偏深。单纯的数字逻辑分析抽象、枯燥、乏味,遇到复杂的逻辑现象更容易让人感到无从下手,产生畏难情绪。例如:教材[4][5]的第二章逻辑门电路,是学生们共同认为最难于理解、头疼困难的内容。在讲解TTL(Transistor-Transistor Logic)基本逻辑门涉及到很多的电路基础知识、基本电路元件(电阻、二极管、三极管等元件)、电路及结构、半导体工艺、以及它们的电流、电压、元件参数等内部电气参数的计算等。对电路原理的理解和对电子元器件认识存在困难。然而,计算机专业学习的重点并不在这些电路的内部原理和前端设计,实验所必需的电路基础知识在课程中的应用暂时不用十分深入,可以不用刻意去理解逻辑器件的内部结构。重点应放在:一是掌握器件输入和输出之间的逻辑功能;二是外部的电气特性其主要参数。相应的基本门电路实验,目的包括掌握TTL基本逻辑门的逻辑功能验证与参数测试;掌握TTL器件的使用规则;进一步熟悉数字逻辑电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。“轻里重外”,将集成电路视为“黑匣子”,这样电路基础知识不再构成计算机专业的学生学习的障碍。

在实验教学中,改善实验条件,增强实验教学的趣味性。让生活走进实验、贴近生活。理论实验化,实验生活化。例如: 逻辑门实验是认识数字电路的基本实验,电子门铃的原理就是利用与非门构成振荡器,使输出端的铃声信号输出,从而驱动喇叭发出闹铃声的。除此之外,实验还能进行趣味游戏如乒乓球游戏机等的设计。通过增加实验内容、改变实验方法,多做实验来改变学生怕做实验的恐惧心理。

根据现在的理论课学时、教学计划和实验设备,改编有关内容。以“与非门”逻辑为例说明改革实验教学方法。采用先理论讲解,以逻辑代数为基本数学工具,从基本逻辑门电路入手。实验使用传统标准数字逻辑器件四2输入与非门74LS00,,用它构成传统的与非门验证实验。再用硬件描述语言VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)[6]和复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device) [7]实验实现“与非门”逻辑。这样就建立了同一实际逻辑问题用多种不同层次方法进行实验的模式:数字逻辑单元理论设计,以门电路为基本单元电路构成各种组合逻辑电路和时序逻辑电路,使用标准数字逻辑器件中的中(MSI)、小规模(SSI)的TTL集成电路验证;利用通用集成电路模块产品,主要是用中(MSI)大规模(LSI)集成电路模块,构成预定功能的逻辑电路;再用VHDL和CPLD构成复杂的电路系统,步步推进,穿行融合。

第二关:培养动手能力关

从数字逻辑电路实验课程的知识结构和特点分析,数字逻辑电路实验主要由基本逻辑门电路,由门电路组成的基本组合逻辑电路和时序逻辑电路及通用集成电路模块构成。

在第一阶段为数字逻辑电路基础实验(芯片级实验)。由“一门而入”,选用传统典型标准数字逻辑器件与非门,进行基本门电路逻辑功能测试与验证,通过实验使学生熟练掌握数字电路实验箱的结构和使用方法,使用示波器记录描述逻辑功能的波形图,实验基本仪器测试集成电路外部电气特性参数。掌握用与非门组成其它逻辑门及逻辑门之间的互换、解决不同门电路之间相互连接匹配问题。对集成门电路外形建立感性认识,熟悉芯片的外形封装、芯片的引脚数量和分布情况。通过基础实验,训练了学生的数字逻辑设计的基本功,为综合设计性实验打下良好的基础。

第二阶段为综合设计实验(单元级实验)。主要有基本技能测试性综合实验、组合电路设计性综合实验、时序电路设计性综合实验、存储器和D/A或A/D转换电路的综合实验。

综合设计性实验主要是小系统逻辑设计实验[8],每一个实验系统可以由多片标准数字逻辑器件MSI、MSI的门电路组成。也可以用通用集成电路中的MSI、LSI的TTL集成电路芯片组成。实验者可根据自己的设计做出不同种类的电路,培养对单元功能电路的理解和灵活运用能力。例在传统数字逻辑电路实验中,最为经典的例子是“三人表决器实验电路的设计” [9]。其中SSI门电路设计最为灵活,可以选择一种与非门构成“与非-与非式”、一种或非门构成“或非-或非式”、与非门+或非门构成“与或非式”。也可以采用通用集成电路模块译码器、数据选择器和加法器分别设计多种三人表决器实验电路。

第三关:VHDL及CPLD实验提高复杂电路设计能力关

从第一、第二阶段实验的效果来看,这些实验是在掌握SSI、MSI电路分析和设计的基础上进行,达到预定的逻辑功能。这种方法设计的逻辑系统规模不宜太大,否则,系统需要很多芯片,连接线和接点复杂,导致可靠性下降、功耗增加,系统占用空间扩大。为此,可以采用大规模集成和超大规模集成技术,把完成复杂功能的众多芯片集成到一个芯片内。可以克服上述问题。这种能够完成特定功能的集成电路芯片称之为专用集成电路。用VHDL语言设计后,在CPLD中实现,这已经成为数字系统设计的主流。

将新技术和新型电路设计的方法充实到教学中去,以体现实验与时俱进的先进性。第三阶段的可编程器件的应用与可编程电路的EDA设计实验(系统级实验),要求学生用CPLD芯片重现第一阶段的基础实验和第二阶段综合设计性实验中的电路设计。训练学生通过阅读资料掌握可编程器件的功能及规范的使用方法。掌握EDA软件的使用方法和设计语言。最终达到“了解一种器件,熟练使用一种设计工具,掌握一门设计语言,能够设计较复杂的数字系统”的目的。

通过三个不同阶段的实验过程,将一种数字逻辑器件的基础理论,用传统器件实验验证或实现,再用VHDL及CPLD实验复现,三者融合循环,螺旋式上升。实现数字逻辑电路实验的教学改革,帮助学生突破在学习道路上的三道难关。

2 结论

侯建军教授提出了“厚理博术,知行相成”的教育理念。通过数字逻辑电路实验,既要加强知识的学习,又要践行所学的知识,提高实践动手能力和创新能力。根据学生的特点确定教学目标,组织教学内容,制定教学方法,以学生为主体,“教法”适应“学法”培养学生的学习兴趣。倡导以启发、探索和创新性实验为核心的研究式学习方式,鼓励学生参与部级和校级的大学生创新创业项目,并参加各种国家电子技能大赛,取得很好的效果。

参考文献:

[1] .“模拟电子线路”的“过三关”——谈“模拟电子线路”教与学[J].电气电子教学学报,2002(11).

[2] 杨汉祥.数字电路课程交叉知识的教学研讨与实践[J].赣南师范学院学报,2005(6).

[3] 管冰蕾,胡家芬.计算机专业《数字逻辑》课程教学改革的研究[J].时代教育:教育教学版,2009(3).

[4] 侯建军.数字电子技术基础[M].2版.北京:高等教育出版社,2009.

[5] 侯建军.电子技术基础实验综合设计实验与课程设计[M].北京:高等教育出版社,2009.

[6] Volnei A Pedroni.VHDL数字电路设计教程[M].北京:电子工业出版社,2013.

[7] 王诚,赵延宾,梁成志.Lattice FPGA/CPLD设计(基础篇)[M].北京:人民邮电出版社,2011.

专用集成电路设计方法范文第5篇

一、完善课程设置

合理设置课程体系和课程内容,是提高人才培养水平的关键。2009年,黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系,经过这几年教学工作的开展与施行,发现仍存在一些不足之处,于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先,在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排,不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如:在原来的课程设置中,“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础,所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前,对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解,因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握,会影响学生的学习热情及教学效果;而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识,与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中,先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程,将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授,令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解;在随后“数字集成电路设计”课程的学习中,对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手,达到较好的教学效果,同时也避免了内容重复讲授的问题。此外,这样的课程设置安排,将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争,避免因学期课程的设置问题,导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程,从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况,致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后,本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼,在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验,具有较充足的参赛准备,通过团队合作较好地完成大赛的各项环节,赢取良好赛果,为学校、学院及个人争得荣誉,收获宝贵的参赛经验。其次,适当降低理论课难度,将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上,而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣,让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三,在选择优秀国内外教材进行教学的同时,从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容,激发学生的学习兴趣,实时了解前沿动态,使学生能够积极主动地学习。

二、变革教学理念与模式

CDIO(构思、设计、实施、运行)理念,是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念,将工程创新教育结合课程教学模式,旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突。在实际教学过程中,结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程,基于“逐次逼近型模数转换器(SARADC)”的课题项目开展教学内容,将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联,使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内,以学生为主体、教师为引导的教学模式,令学生“做中学”,让学生有目的地将理论切实应用于实践中,完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程,使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时,通过以小组为单位,进行团队合作,在组内或组间的相互交流与学习中,相互促进提高,培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力,锻炼学生团队工作的能力及创新能力,并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外,该门课程的考核形式也不同,不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分,而是以毕业论文的撰写要求,令每一组提供一份完整翔实的数据报告,锻炼学生撰写论文、数据整理的能力,为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求,不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验,因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验,同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等,进行教学及实践的指导。

三、加强EDA实践教学

首先,根据企业的技术需求,引进目前使用的主流EDA工具软件,让学生在就业前就可以熟练掌握应用,将工程实际和实验教学紧密联系,积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会,为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年,黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等,最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况,如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建,实现远程登录,则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要。其次,根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容,适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析,令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程,在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上,有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼,使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通,为今后就业做好充足的准备。第三,根据集成电路设计本科理论课程的教学内容,以各应用软件为基础,结合多媒体的教学方法,选取结合于理论课程内容的实例,制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册,如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程,都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件;通过网络平台,使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。

四、搭建校企合作平台

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