集成電路設計實驗和實踐

前言

　　微電子技術是信息時代的關鍵技術之一，是技術進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。它是計算技術、自動控制技術、納米技術和通信技術的基礎，并為其開拓新的應用領域和市場而不斷創(chuàng)立新的技術平臺。VLSI集成度的日益提高、特征工藝尺寸的不斷縮小以及性能與功耗的同步增長等，都給人們進行專用集成電路的設計提出了越來越大的挑戰(zhàn)。　　近年來，我國集成電路市場持續(xù)快速增長，已成為僅次于美、日的世界第三大市場。集成電路產(chǎn)業(yè)前景廣闊，而芯片設計與制造技術是整個集成電路產(chǎn)業(yè)的核心技術。芯片業(yè)已是世界公認的電子工業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟增長的驅動力量。在我國的研究計劃中，集成電路被列為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。然而，目前絕大部分核心芯片都不是由我國設計師所設計的，因此，當務之急是培養(yǎng)足夠數(shù)量和水平的集成電路設計工程師，突破人才瓶頸?！　?002年，北方工業(yè)大學受北京市教委委托，開始建設“北方微電子人才培養(yǎng)基地”，建設的目標是“培養(yǎng)適合北京乃至全國集成電路產(chǎn)業(yè)需要的各層次人才”，面對此重任，筆者及所在北方工業(yè)大學微電子中心的各位同仁，積極向國內(nèi)外高校學習，探索適合我國微電子培養(yǎng)的教育模式。　　根據(jù)目前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，微電子專業(yè)的集成電路設計方面的人才需求較大，教育界急需一本集成電路設計方面的實驗指導教材，筆者一直從事第一線的實踐教學工作，根據(jù)實踐教學總結了集成電路設計相關專業(yè)實驗十六個和課程設計項目四個，匯編成此書。讀者可根據(jù)具體課程要求規(guī)定每個實驗的課時?！　”緯饕獌?nèi)容已經(jīng)在北方工業(yè)大學實踐教學中應用了五年，反映甚佳，用過此教材的學生普遍認為：通過十六個專業(yè)實驗，基本掌握了集成電路設計方面的專業(yè)技能，又通過幾個有代表性設計實例進行綜合練習，集成電路設計能力有了明顯提高。　　借此出版機會，對曾經(jīng)給這本書的寫作和出版給予幫助的老師和同學表示感謝，他們是：北方工業(yè)大學微電子中心的鞠家欣、楊兵、張靜、閆肅、張怡、王維英等人?！　”緯譃閮蓚€部分，第一部分 主要是集成電路設計方面的教學實驗，共十六個，涵蓋了基本模擬工具的使用、數(shù)字基本單元的設計、模擬集成電路的設計等，針對目前學生在模擬集成電路重要參數(shù)的計算等方面缺乏系統(tǒng)知識的狀況，在相關實驗中包括了相關參數(shù)的推導計算過程，另外專門在實驗十一中集中了部分習題讓學生全面練習集成電路相關參數(shù)的計算能力；本書第二部分 是實踐環(huán)節(jié)，共有四個設計實例，內(nèi)容包含有通信芯片、模擬集成電路和數(shù)字MCU的設計等，每個實踐項目適合于兩周左右的課程設計環(huán)節(jié)。本書的設計與講解由淺入深，對于有志于從事集成電路設計的在校學生，是一本非常具體的實驗教材，既適合高年級本科生作教材，也適合研究生的課程需求，對于在職工程師，本書也是一本合適的自學教材。

內(nèi)容概要

本書主要內(nèi)容分為兩部分，第一部分介紹集成電路實驗，第二部分介紹適合于集成電路設計實踐環(huán)節(jié)的大型綜合性和設計性實驗，涉及到的內(nèi)容包括數(shù)字集成電路設計和模擬集成電路設計的主要內(nèi)容，是作者近年來在教學中摸索開發(fā)的二十個具有明顯特色的實驗和實踐。     本書適合于集成電路設計方面的工程技術人員閱讀：也可做高等學校微電子專業(yè)本科生和研究生的實驗教材使用，或者作為社會培訓教材。

書籍目錄

第一部分 集成電路設計實驗   實驗一 運算放大器的原理圖編輯和仿真   實驗二 HSPICE的熟悉和使用   實驗三 優(yōu)化反相器扇出   實驗四 優(yōu)化時鐘驅動器的設計   實驗五 除法器的設計和優(yōu)化   實驗六 超高速隨機數(shù)據(jù)產(chǎn)生器   實驗七 32位算術邏輯單元的設計   實驗八 電流鏡和基準電壓源的設計   實驗九 運算放大器的開環(huán)增益的測量   實驗十 單級運算放大器的設計   實驗十一 計算和討論   實驗十二 全定制模擬集成電路版圖設計   實驗十三 VLSI系統(tǒng)的計算機輔助設計   實驗十四 設計一個8位加法器的數(shù)據(jù)通道   實驗十五 軟宏單元的實現(xiàn)   實驗十六 設計實例自動化Leafcell的生成 第二部分 集成電路設計實踐   實踐一 生物信號傳輸用集成電路的設計   實踐二 脈沖寬度調(diào)制控制器芯片的設計   實踐三 數(shù)字PWM脈寬調(diào)制器的設計   實踐四 流水線結構MCU的設計 參考文獻

章節(jié)摘錄

　?。?）UWB軟件模型　　UWB的基本作用是用來發(fā)送和接收非常短的射頻信號，這些信號只包含一個或幾個周期的射頻載波信號，所以對于這種信號確定實際的射頻中心頻率是比較困難的。UWB脈沖能夠用來在多用戶網(wǎng)絡應用中提供極高數(shù)據(jù)傳輸率。圖2．1．6所示為UWB發(fā)送端的系統(tǒng)框圖?！　≡赨WB協(xié)議中用到的是脈沖定位調(diào)制編碼的方法，在這種協(xié)議中，每一個信號都由原來的模擬信號轉換成了脈沖信號放置在數(shù)據(jù)包中。所對應的信號的電壓越高，在數(shù)據(jù)包中對應的數(shù)據(jù)脈沖的位置就越靠后?！　≡赨WB數(shù)據(jù)發(fā)送端包含16個時分復用通道，在每一個通道中，相對于模擬信號，都有一個脈沖定位的編碼數(shù)據(jù)脈沖。模擬信號的數(shù)值越大，對應數(shù)據(jù)脈沖的位置距離通道頭脈沖的位置就越遠。圖2—1.7所示為UWB數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。

編輯推薦

　　適合于集成電路設計方面的工程技術人員閱讀：也可做高等學校微電子專業(yè)本科生和研究生的實驗教材使用，或者作為社會培訓教材。

圖書封面

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