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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數字集成電路設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 集成電路設計 教學方法 教學探索
中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）19-0006-02
1958年，美國德州儀器公司的基爾比發明了第一塊集成電路，隨著半導體工藝和集成電路設計技術的發展，集成電路的規?？梢赃_上億個晶體管。集成電路具有速度快、體積小、重量輕等優點，廣泛應用于汽車、醫療設備、手機和其他消費電子，其2012年集成電路設計市場應用結構如圖1所示。
自2006年以來，我國集成電路的產值為126億美元，占全球產業總產值的5.1%，2013年我國集成電路的產值為405億美元，占全球產業總產值的13.3%。2006年到2013年的年復合增長率達到18%，遠超過全球集成電路產業整體增速。我國集成電路行業的產值如表1所示。
近年來，半導體集成電路產業在國家政策支持下發展迅速，因此對集成電路設計人才的需求劇增。為了滿足社會日益發展的需要，國家在高校內大力推廣集成電路設計相關的課程，并且取得了較好的效果，使人才缺口減小，但是還是不能滿足國內對集成電路設計人才實際數量的需求。為了更好地加快集成電路設計人才的的培養，本文針對《數字集成電路原理》教學中存在的問題，并且根據教學的現狀，探索出集成電路設計的教學改革。
一、數字集成電路設計原理教學中的現狀
集成電路設計相對于以分立器件設計的傳統的電子類專業而言，偏向于系統級的大規模集成電路設計，因此，微電子專業和集成電路設計專業的學生注重設計方法的形成，避免只懂理論、不懂設計的現象。即使學生掌握了設計的方法，能夠進行一些小規模的集成電路設計，但是設計出來的產品不能用，不能滿足用戶的需求。這就成了數字集成電路設計原理面臨的問題。
二、數字集成電路設計原理教學改善的方法
（1）針對上述的問題，在多年教學的基礎上，在教學方法上進行改進，改變傳統的以教師為中心，以課堂講授為主的教學方式，采用項目化教學來解決數字集成電路設計中只懂理論、不懂設計的現狀。注重數字集成電路設計原理與相關課程之間的內部聯系，提高學生的學習興趣，通過將一個項目拆分成幾個小項目，使學生在項目中逐漸加深了對知識點理解，并且將課程的主要內容相互銜接與融合，形成完整的集成電路設計概念。學生分成5-8人一組，通過小組的方式加強了學生的相互合作能力，讓學生更有責任感和成就感。學生應用相關的EDA軟件來完成項目的設計，能夠掌握硬件描述語言、綜合應用等數字集成電路設計工具。
（2）通過PDCA戴明環的方式改善了集成電路設計的產品可用度不高的問題。在集成電路設計過程中，通過跟蹤課內外學生設計中反應的問題，對項目難易度的進行調整，提高學生計劃、分析、協作等多方面的能力。結合新的技術或者領域，對項目進行適當的調整。通過PDCA戴明環的方式來持續改進教學內容和方法，使其滿足社會對數字集成電路設計人才的需求。PDCA戴明環如圖2所示。
（3）開展校企合作的方式，進一步提高教學質量和學生的綜合素質，促進企業和學校的共同發展。這種方式實現了學校與企業的優勢互補，資源共享，培養出更加適合社會所需要的集成電路設計人才，也能夠讓學校和企業形成無縫對接。
三、小結
隨著大規模集成電路設計的發展，更多的設計工具和設計方法出現，因此，使用最新的設計工具，合理設置《數字集成電路設計原理》的教學內容，可以提高學生的設計能力和培養學生的創新能力。通過對《數字集成電路設計原理》課程教學的探索，改變了以教師為中心的傳統采理論課教學方式，充分發揮了學生的能動性和協作能力，使學生理論與實踐都能夠滿足集成電路設計人才的要求。
參考文獻：
[1]殷樹娟，齊巨杰. 集成電路設計的本科教學現狀及探索[J].中國電力教育，2012，（4）：64-65.
[2]王銘斐，王民，楊放.集成電路設計類EDA技術教學改革的探討[J].電腦知識與技術， 2012，8（9）：4671-4672.
一、完善課程設置
合理設置課程體系和課程內容，是提高人才培養水平的關鍵。2009年，黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業制定了該專業的課程體系，經過這幾年教學工作的開展與施行，發現仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學開展的教學計劃及人才培養方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。首先，在課程設置與課時安排上進行適當的調整。對于部分課程調整其所開設的學期及課時安排，不同課程中內容重疊的章節或相關性較大的部分可進行適當刪減或融合。如：在原來的課程設置中，“數字集成電路設計”課程與“CMOS模擬集成電路設計”課程分別設置在教學第六學期和第七學期。由于“數字集成電路設計”課程中是以門級電路設計為基礎，所以學生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結構、特性、工作原理、基本參數、工藝和版圖等這些基礎知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設計分析難以理解和掌握，會影響學生的學習熱情及教學效果；而若在“數字集成電路設計”課程中添加入相關知識，與“CMOS模擬集成電路設計”課程中本應有的器件、工藝和版圖的相關內容又會出現重疊。在調整后的課程設置中，先開設了“CMOS模擬集成電路設計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎知識首先進行講授，令學生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數字集成電路設計”課程的學習中，對于應用各器件進行電路構建時會更加得心應手，達到較好的教學效果，同時也避免了內容重復講授的問題。此外，這樣的課程設置安排，將有利于本科生在“大學生集成電路設計大賽”的參與和競爭，避免因學期課程的設置問題，導致學生還未深入地接觸學習相關的理論課程及實驗課程，從而出現理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發揮。調整課程安排后，本科生通過秋季學期中基礎理論知識的學習以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經驗，具有較充足的參賽準備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環節，贏取良好賽果，為學校、學院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經驗。其次，適當降低理論課難度，將教學重點放在掌握集成電路設計及分析方法上，而不是讓復雜煩瑣的公式推導削弱了學生的學習興趣，讓學生能夠較好地理解和掌握集成電路設計的方法和流程。第三，在選擇優秀國內外教材進行教學的同時，從科研前沿、新興產品及技術、行業需求等方面提取教學內容，激發學生的學習興趣，實時了解前沿動態，使學生能夠積極主動地學習。
二、變革教學理念與模式
CDIO（構思、設計、實施、運行）理念，是目前國內外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創新教育結合課程教學模式，旨在緩解高校人才培養模式與企業人才需求的沖突[4]。在實際教學過程中，結合黑龍江大學集成電路設計與集成系統專業的“數?；旌霞呻娐吩O計”課程，基于“逐次逼近型模數轉換器（SARADC）”的課題項目開展教學內容，將各個獨立分散的模擬或數字電路模塊的設計進行有機串聯，使之成為具有連貫性的課題實踐內容。在教學周期內，以學生為主體、教師為引導的教學模式，令學生“做中學”，讓學生有目的地將理論切實應用于實踐中，完成“構思、設計、實踐和驗證”的整體流程，使學生系統地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內或組間的相互交流與學習中，相互促進提高，培養學生善于思考、發現問題及解決問題的能力，鍛煉學生團隊工作的能力及創新能力，并可以通過對新結構、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發學生的積極性和創新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學生得分，而是以畢業論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數據報告，鍛煉學生撰寫論文、數據整理的能力，為接下來學期中的畢業設計打下一定的基礎。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎還應具備豐富的實踐經驗，因此青年教師要不斷提高專業能力和素質?？赏ㄟ^參加研討會、專業講座、企業實習、項目合作等途徑分享和學習實踐經驗，同時還應定期邀請校外專家或專業工程師進行集成電路方面的專業座談、學術交流、技術培訓等，進行教學及實踐的指導。
三、加強EDA實踐教學
首先，根據企業的技術需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學生在就業前就可以熟練掌握應用，將工程實際和實驗教學緊密聯系，積累經驗的同時增加學生就業及繼續深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎。2009—2015年，黑龍江大學先后引進數字集成電路設計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發的全定制集成電路EDA設計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學習和科研。而面對目前學生人數眾多但實驗教學資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學的校園網進行網絡集成電路設計平臺的搭建，實現遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學生在課后進行自主學習的需要[5]。其次，根據企業崗位的需求可合理安排EDA實踐教學內容，適當增加實踐課程的學時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態機、分頻器、數顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設計和仿真分析，令學生掌握數字、模擬、數?；旌霞呻娐返脑O計方法及流程，在了解企業對于數字、模擬、數?；旌霞呻娐吩O計以及版圖設計等崗位要求的基礎上，有針對性地進行模塊課程的學習與實踐操作的鍛煉，使學生對于相關的EDA實踐內容真正融會貫通，為今后就業做好充足的準備。第三，根據集成電路設計本科理論課程的教學內容，以各應用軟件為基礎，結合多媒體的教學方法，選取結合于理論課程內容的實例，制定和編寫相應內容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學的“CMOS模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內容課件；通過網絡平臺，使學生能夠更加方便地分享教學資源并充分利用資源隨時隨地地學習。
四、搭建校企合作平臺
近年來，北京電子協會著手主辦了“全國大學生集成電路設計大賽”，為各高校的在校大學生提供了一個集成電路設計專業競賽的良好平臺。通過大賽的舉辦，不僅提高了本科教學工作的積極性和教學質量，更加有利了提高學生的實踐能力和創新能力。同時，大賽以集成電路產業為背景，聯合各高校與企業參與其中，促進了高校間和校企間的交流與合作，并且通過大賽可以幫助企業發掘有潛力的優秀專業人才，而對于參賽學生而言亦是為其就業拓寬了渠道。2012—2015年期間，黑龍江大學連續參加多屆“全國大學生集成電路設計大賽”，本科生及研究生組都分別取得過特等獎和一、二、三等獎的好成績，并獲得了華潤上華0.35umCMOS工藝的多次流片機會，這對于本科階段的學生來說是彌足珍貴的學習和積累經驗的機會。通過參加大賽，學生不僅積累了實踐操作經驗，完善了知識結構，更對競技精神有了一種新的認識與體會，增強了創新創業的意識和能力。同時，在競賽過程中，令學生對自身的優勢和劣勢有了明確的認識，對于其專業能力和發展潛質也是一次很好的發掘。在今后的賽事中，我們會借鑒以往的大賽經驗，對參賽的本科生和研究生進行合理的培訓和實踐訓練，成員以高年級帶低年級、老隊員帶新隊員、理論型學生與實踐性學生相結合的模式組隊，以實現經驗傳承、知識共享與交流、創新實踐、團隊合作等優勢，有利于專業的發展以及各屆學生專業能力和創新能力的提高。
作者：卜丹 邱成軍 竇雁巍 單位：黑龍江大學
【關鍵詞】數字 FPGA集成 電路驗證
對于數字集成電路而言，其涉及到的工作都是比較復雜的，自身的功能也比較多樣，為了在驗證方面獲得較高的提升，必須在驗證指標、驗證手段上進行優化。對于數字集成電路FPGA驗證而言，其本身就是重要的組成部分，而在參數的驗證和功能的分析方面，都表現出了一定的復雜特點，傳統的模式無法滿足現階段的需求。所以，我們要針對數字集成電路FPGA驗證的特點、目的、要求，完成各項工作的不斷提升。在此，本文主要對數字集成電路FPGA驗證展開討論。
1 FPGA概述
在數字集成電路當中，FPGA所發揮的作用是非常積極的，現如今已經成為了不可或缺的重要組成部分。從應用的角度來分析，FPGA是一種現場編程門陣列，它主要是在可編程器基礎上，進一步發展的產物?？删幊唐髦饕≒AL、GAL、CPLD等等。FPGA在具體的應用過程中，具有較強的針對性，其主要是作為專用集成電路領域的服務，并且自身所代表的是一種半制定的電路。從客觀的角度來分析，FPGA的出現和應用，不僅在很多方面解決了定制電路所表現出的不足，同時又在很大程度上克服了原有的問題，主要是克服了編程器件門電路數有限的缺點。由此可見，數字集成電路在應用FPGA以后，本身所獲得的進步是非常突出的，并且在客觀上和主觀上，均創造了較大的效益，是非常值得肯定的。
2 FPGA器件介紹
隨著數字集成電路的不斷發展，FPGA的應用效果也越來越突出。目前，關于數字集成電路FPGA驗證，業界內展開了大量的討論。對于FPGA驗證而言，需從客觀實際出發。FPGA器件，是驗證數字集成電路的主要工具，因此首先要在該方面做出足夠的努力。在芯片流片之前，對數字集成電路的整體設計，開展有效的FPGA驗證，能夠針對數字集成電路的實際工作情況，進行深入的了解和分析；針對遇到的問題，可以采取有效的方案來解決，避免造成較大的損失。
相對而言，采用FPGA進行驗證的過程中，硬件環境的標準是比較高的。首先，我們在驗證工作之前，必須設計出相應的PCB板，完成相關系統的驗證和構建。其次，在驗證的過程中，必須充分考慮到成本的問題，與芯片的流片費用相比較，FPGA的驗證成本較低，是主流的選擇。第三，數字集成電路FPGA驗證過程中，多數情況是由兩個部分組成的，分別是FPGA和器件。器件主要包括開關、存儲器、LED、轉接頭等等。
數字集成電路FPGA驗證時，需針對不同的電路實施有效的驗證。例如，在實際工作當中，如果是要驗證EPA類型的芯片，必須對成本因素進行充分的考量。建議選擇Spartan3 XC3S1500 FPGA進行驗證處理。選擇該類型的FPGA，原因在于，其芯片為150萬門級，能夠滿足EPA的客觀需求。同時，在FPGA的利用率方面，超過了90%，各方面均取得較好成果。
3 基于FPGA的驗證環境
數字集成電路在目前的發展中，獲得了社會上廣泛的重視，并且在很多方面都表現出了較強的高端性。為了在FPGA驗證方面取得更多的進展，必須針對驗證環境進行深入的分析。本文認為，一個比較完整的驗證方案，其在執行過程中，必須充分的考慮到芯片的實際工作環境，考慮到理想的驗證環境，考慮到二者的具體差別。尤其是在網絡的工作環境方面，其包含很多復雜的數據包，將會對最終的驗證造成不利的影響。例如，我們在開展EPA芯片的驗證工作中，可嘗試使用OVM庫類驗證芯片的基本通信系統、功能，再利用FPGA的輔助驗證，與時鐘進行同步處理，從而選擇合理的驗證方式，針對數字集成電路完成比較全方位的驗證，實現客觀工作的較大進步。
4 關于數字集成電路FPGA驗證的討論
數字集成電路FPGA的驗證工作，在很多方面都表現出了較高的復雜性和較強的技術性，現階段的部分工作雖然得到了較大的進步，但也有一些問題，還沒有進行充分的解決，這對將來的發展，會產生一定的威脅和不良影響。例如，FPGA基于查找表結構，有固定的設計約束和要求，以及定義明確的標準功能，而ASIC基于標準單元和宏單元，按照一般IC設計流程進行設計，并采用標準的工藝線進行流片，在設計時存在的選項以及需要考慮的問題往往比FPGA多很多，所以在將FPGA設計轉化為ASIC設計時，需要考慮如何轉化并了解這些轉化可能帶來的相關風險。
5 總結
本文對數字集成電路FPGA驗證展開討論，從目前的工作來看，FPGA在驗證過程中，表現出的積極效果還是非常值得肯定的，各項工作均未出現惡性循環。今后，應在數字集成電路以及FPGA驗證兩方面，開展深入的研究，健全工作體系的同時，加強操作的簡潔性。
參考文獻
[1]陳玉潔，張春.基于EDA平臺的數字集成電路快速成型系統的設計[J].實驗技術與管理，2012，09：101-102+107.
[2]張娓娓，張月平，呂俊霞.常用數字集成電路的使用常識[J].河北能源職業技術學院學報，2012，03：65-68.
[3]呂曉春.數字集成電路設計理論研究[J]. 就業與保障，2012，12：32-33.
[4]伍思碩，唐賢健.數字集成電路的應用研究[J].電腦知識與技術，2014，19：4476-4477.
[5]閆露露，王容石子，尹繼武.基于AT89C51的數字集成電路測試儀的設計[J].電子質量，2010，08：7-9.
作者簡介
于維佳 （1982-），男，廣西壯族自治區柳州市人。碩士學位?，F為柳州鐵道職業技術學院講師。研究方向為智能檢測與控制技術。
作者單位
1.柳州鐵道職業技術學院 廣西壯族自治區柳州市 545616
【關鍵詞】微電子專業實驗 教學改革
【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962（2013）02（a）-0019-01
引言：
微電子學是一門發展極為迅速的學科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微電子學發展的方向?，F代社會是一個信息社會，信息技術發展的方向是多智能化、網絡化和個體化。要求系統獲取和存儲海量的多媒體信息、以極高速度精確可靠的處理和傳輸這些信息并及時地把有用信息顯示出來或用于控制。所有這些都只能依賴于微電子技術的支撐才能成為現實。超高容量、超小型、超高速、超高頻、超低功耗是信息技術無止境追求的目標，是微電子技術迅速發展的動力。
目前我國的微電子行業領域正以日新月異的速度高速向前發展，但是微電子專業學生往往理論強于實踐，成為制約我國微電子行業發展的最大障礙。為了培養出合格的微電子專業畢業生，在微電子教學過程中必須理論和實踐并重。
我們在結合我校多年微電子專業實驗教學的實踐工作以及目前微電子行業的現狀和前景，提出了在本科階段微電子專業實驗改革實驗內容――抓好兩大平臺建設；革新實驗課程教學體系的新思路――因人而宜，因材施教，學生為主，教師為輔。
微電子專業實驗改革實驗內容：
在實驗改革中主要分成兩大主要平臺：集成電路設計平臺和集成電路測試平臺。
集成電路設計平臺：
實驗室是開展研究性教學、培養和提高學生創新能力的重要陣地。微電子實驗所涉及的一些必要的實驗裝備往往價格不菲，而一些綜合性、設計性、研究探索性實驗以及課程綜合設計所需要的系統級先進設備和測試儀表更是價格驚人，在本科教學實驗室中根本無法配置。為了解決這一矛盾，我們在實驗室建設中引進先進的EDA軟件，包括ECAD和TCAD軟件構建集成電路設計模塊。在這個模塊中學生可以完成（1）數字IC和模擬IC的設計：進行數字集成電路、模擬集成電路和片上系統SoC的設計實驗；（2）可以完成版圖設計：進行數字集成電路版圖設計、模擬集成電路版圖設計；（3）還可以完成器件和工藝設計：進行微電子器件、納電子器件和光電子器件的結構設計、性能仿真、工藝設計、參數優化和虛擬制造的實驗。利用這些軟件學生不僅可以完成一些過去因條件限制根本無法完成的綜合性、設計性實驗和課程設計，更主要的是學生在開展科技創新訓練和復雜程度高的系統級畢業設計中，可以首先利用這些軟件平臺進行設計、仿真分析、反復修改，在獲得正確設計和初步結果后再利用實驗設備和測試儀器進行實驗驗證。這樣做不僅減少了研究工作和實驗工作的盲目性，而且降低了運行成本和設備維修率，提高了設備利用率。
集成電路測試平臺：
該平臺是針對微電子技術本科專業中關于半導體器件物理、固體電子導論、微電子器件設計、半導體基礎實驗、集成電路測試等課程的教學要求，完成以下幾個模塊設計實驗：（1）半導體材料測試模塊。通過四探針測試儀（包括電腦、軟件）、導電類型鑒別儀、半導體霍爾效應測試儀和少子壽命測試儀可進行半導體材料（硅片）的導電類型、電阻率、電導率和少子壽命測試等實驗和研究。（2）半導體器件測試模塊。通過晶體管特性測試測試儀、數字萬用表、半導體特性分析儀和CV特性測試儀可進行二極管、NPN、PNP、MIS和MOS晶體管的特性測試和參數提取的實驗和研究。（3）IC在晶圓測試模塊。通過STl03A手動探針臺、數字示波器和邏輯分析儀可進行集成電路和半導體器件性能的在晶圓測試的實驗和研究。（4）版圖分析與電路提取模塊，利用大平臺顯微鏡、計算機和數字攝像頭可進行集成電路的版圖分析、圖形測量和電路提取實驗和研究。
微電子專業實驗課程新教學體系：
為了培養高素質的、有創新能力的、符合新時代要求的學生，我們制定了新的微電子教學實驗大綱。新大綱具有以下特點：（一）內容覆蓋范圍廣，包括大部分微電子專業課程內容：半導體器件物理、固體物理、集成電路版圖和工藝設計、集成電路CAD和微電子器件等等；（二）對實驗者水平要求更高，編排結構更合理。大部分實驗包含基本驗證性和綜合分析性，要求學生掌握扎實的基本知識，突出對學生能力培養和素質教育；（三）大綱規定了必做實驗和選做實驗兩種類型實驗，必做類型要求所有學生都要完成，而選做實驗主要是針對部分學生開設的能力提高型實驗，做到“因人而宜，因材施教”。
與此同時，根據大綱的修訂，我們對《微電子專業實驗》講義進行了重新編排，以了解新知識，掌握新技能，培養新能力為重點。通過大綱和講義的修訂和編排都為微電子專業實驗的教學改革奠定了基礎。
“數字集成電路前端設計就業班”已于2005―2006年成功舉辦三期，學員有來自高校研究生、在職工作人員、應屆畢業理工科學生等，實踐性的課程使學員完成從對IC設計的陌生到熟悉的過程，親歷IC設計整個前端流程。開班以來得到學員的廣泛認可，學員在本課程中學到的技術在求職中起到了關鍵性作用，先后有多名學員就職于國內知名IC設計公司，包括威盛、華大、六合萬通、華為等，受到用人單位的好評。同時，在實踐過程中積累的經驗和新的方法，將在第四期中得到提升和發展。
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課程特色
教授IC前端設計全部流程
最實用、最常用的IC前端技術和方法
真實實踐環境，先進設計平臺，實際項目設計、親自動手制作
課程大綱:
1. Unix/Linux操作系統使用
3. 數字電路技術基礎
4. 半導體電路和工藝基礎
5. 數字邏輯
6. 數字集成電路設計流程
7. 硬件描述語言和電路設計
8. 電路驗證技術
9. 項目設計實踐
10. 電路設計進階
11. ASIC和SOC設計導論
12. FPGA設計和驗證初步
13. 微處理器結構
14. 邏輯綜合初步
15. 可測性設計技術
16. 項目設計實踐
招生對象
電子、計算機、通信等相關專業大學應屆本科畢業生和低年級研究生
參加工作不久，需要提升技術水平和熟悉設計流程的在職工程師
或其它理工科背景有志于IC設計工作的轉行人員
開課時間 2006年8月 16日.
課時數共 110學時
上課時間
每周一、三、五晚18:30～21:30 ，每周日下午13：00～17：00
每周二、四、六自修及作業
上課地點 清華大學東主樓9區103
費用 報名費100元
學費4500元，包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等，食宿自理。
優惠
2006年8月10日前報名，免收報名費，可享受優惠價4300元！
在校學生2006年8月10日前報名，免收報名費，可享受優惠價4000元!
5人以上團體報名可九折優惠！
聯系方式
電話：010-58815958轉601/602
郵件：.cn
網址：.cn
第二期數字集成電路前端設計提高班'
北京第五日IC設計培訓中心獨家推出數字集成電路前端設計就業班，在最短的時間里讓學員學習數字IC設計流程，設計方法，常用EDA工具，更以實際專題項目帶領學員完成一個從最初的設計規范到門級網表實現的整個前端設計流程，手把手帶領學員完成實際項目作品，使學員在領會IC設計知識的同時具備IC設計經驗，并學會IC設計公司的團隊分工與合作。學成后可以勝任IC設計公司一般性設計工作，最終的專題設計和作品更可以做為求職和職位提升的有力證明。
本課程在"數字集成電路前端設計提高班第一期"成功舉辦的基礎上，更近一步完善課程，更好的把握課程的進度，目標直指培養較高水平IC設計工程師，在保證學員獲得IC前端設計全部技術要點的同時，重點鍛煉學員的實際動手能力，跨度近兩個月的時間內，學生將以一個簡單標量流水線處理器的設計為核心，進行RTL設計、邏輯綜合、時序分析、芯片測試、綜合驗證、以及高級技術和設計優化的技術學習和項目實踐。學員可以選擇參與處理器設計或系統芯片IP模塊設計，要求至少參與完成此處理器芯片或獨立完成一個系統芯片IP模塊從設計規范到網表實現的整個前端設計過程，最終的設計是可以拿去layout和流片的。
如果你具有相關專業學歷，但缺乏一定的項目實踐機會；
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7. 項目設計實踐
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9. SOC設計平臺
10. 總線和IO IPs
11. 形式驗證技術
12. 邏輯綜合技術
13. 靜態時序分析
14. 芯片規劃和設計
15. 專題技術討論
16. 項目設計實踐
招生對象
電子、通信、計算機等相關專業本科畢業,一年以上工作經驗的在職工程師；
電子、通信、計算機等相關專業較高年級在讀研究生；
一般高校需要項目經驗的任課教師
開課時間 2006年9月 10日
課時數共120學時
上課時間
每周日或周六全天上午9：00～12：00 下午13：00～17：30 周一到周五 自修及作業
上課地點 清華大學東主樓9區103
費用 報名費100元
學費5200元，包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等，食宿自理。
優惠
2006年9月1日前報名，免收報名費，可享受優惠價5000元！
在校學生2006年9月1日前報名，免收報名費，可享受優惠價4680元!
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復芯微電子八月份
半導體技術精品課程
隨著中國半導體產業已進入了一個高速發展的階段，各個相關產業也在不斷完善，同時，半導體專業知識的及時更新也越來越受到業界人士的重視。北京清華大學信息學院微電子學研究所與上海復芯微電子技術咨詢公司聯合舉辦針對微電子行業高層次人才的技術培訓及研討班。根據目前工藝的最新發展情況，我們邀請了業內知名專家龔正教授為大家介紹“65納米CMOS工藝及其應用”；“高壓器件設計與制程技術”，課程注重基礎與實踐能力的提高，相信會使參加者受益匪淺。
課程簡介：
65納米CMOS工藝及其應用
65納米CMOS工藝經過多年研發已經逐漸進入量產階段，本課程將逐一介紹實際可行的工藝。內容包括前端閘極設計、信道結構、源汲極淺結構，以及后端銅導線工藝整合等項目，并且以一些在特定電路應用內的范例為學員解惑。
高壓器件設計與制程技術
功率集成電路及組件在相關電機電子產品領域中應用日漸增多，但功率組件的設計制造及工作條件則有別于一般的傳統IC組件，故本課程的宗旨即在闡述功率組件的基本物理結構及相關的高壓技術，涵蓋的組件包含Power Rectifiers，Bipolar Transistors，Thyristors，Power MOSFET，以及 IGBT。
師資介紹：
龔正
教育背景: 美國佛羅里達大學電機系博士
工作經歷:
中國臺灣清華大學電機系/電子研究所教授
中國臺灣實驗室認證體系電性測試領域評鑒技術委員會委員
中國臺灣實驗室認證體系校正領域評鑒技術委員會委員兼副召集人
中國臺灣實驗室認證委員會委員
中國電機工程學會電機名詞審議委員會委員
中國電機工程學會大學院校電機與信息相關系所學門評鑒委員
中國原子能委員會核能研究所科技顧問
中國臺灣工業技術研究院電子工業研究所顧問
中國臺灣工業技術研究院能源與資源研究所顧問
中山科學研究院顧問
聯華電子股份有限公司顧問
復芯微電子專聘講師
專精：
半導體組件物理; 半導體組件特性量測; 半導體組件電子雜訊分析; 功率半導體組件
曾經培訓企業：
應用材料（中國）有限公司
英特爾產品（上海）有限公司
中芯國際集成電路制造有限公司
上海華虹NEC電子有限公司
上海先進半導體制造股份有限公司
上海宏力半導體制造有限公司
上海貝嶺股份有限公司
杭州士蘭集成電路有限公司
中緯積體電路（寧波）有限公司
首鋼日電電子有限公司
安靠封裝測試（上海）有限公司
星科金朋（上海）有限公司
威宇科技測試封裝（上海）有限公司
上海松下半導體有限公司
上海凱虹電子有限公司
飛索半導體（蘇州）有限公司
【關鍵詞】邏輯設計；目標定位；教學內容；模式手段
一、邏輯設計課程目標與定位
1、課程目標
使學生具備本專業的高素質技術應用型人才所必需的電子電路邏輯設計基本知識和靈活應用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能；為學生全面掌握電子設計技術和技能，提高綜合素質，增強職業變化的適應能力和繼續學習能力打下一定基礎；通過項目的引導與實現，培養學生團結協作、敬業愛崗和吃苦耐勞的品德和良好職業道德觀。本課程目標具體包括知識目標、能力目標和素質目標。
（1）知識目標：熟悉數字電子技術的基本概念、術語，熟悉邏輯代數基本定律和邏輯函數化簡；掌握門電路及觸發器的邏輯功能和外特性；掌握常用組合邏輯電路和時序電路的功能及分析方法，學會一般組合邏輯電路的設計方法（用SSI和MSI器件），學會同步計數器的設計方法；熟悉脈沖波形產生與變換電路的工作原理及其應用；了解A/D，D/A電路及半導體存儲器、PLA器件的原理及其應用。
（2）能力目標：具有正確使用脈沖信號發生器、示波器等實驗儀器的能力；具有查閱手冊合理選用大、中、小規模數字集成電路組件的能力；具有用邏輯思維方法分析常用數字電路邏輯功能的能力；具有數字電路設計初步的能力。
（3）素質目標：培養學生學習數字電路的興趣；培養學生團結合作的意識，培養學生自己查找資料能力。
2、課程定位
《邏輯設計》是計算機應用技術專業和電子信息類專業的一門重要硬件基礎課，其理論性和實踐性很強，尤其強調工程應用。是現代電子技術、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術的和集成電路設計的基礎。在高速發展的電子產業中數字電路具有較簡單又容易集成。通過本課程學習，熟悉小中大規模數字集成電路分析與應用，突出數字電子技術應用性，獲得數字電子技術必要的基本理論基本知識和基本技能；了解數字電子技術的應用和發展概況，為后繼課程及從事相關工程技術工作和科研與設計工作打下一定基礎?！哆壿嬙O計》在電子信息專業課程的地位，表現在其先導課程為《電工電子技術》，要求學生掌握由分立元器件組成的電子電路的識別與檢測、與基本分析方法，掌握有關晶體管以及晶體管電路的分析方法等；其后續課程有《微機原理與接口技術》、《單片機技術應用》、《EDA技術應用》等。學習集成電路芯片在計算機及相關電子設備中的應用與作用。
二、邏輯設計課程教學內容
1、教學內容選取依據
（1）以培養高素質技能型人才為目標，教學內容選擇與組織突出“以能力為本位，以職業實踐為主線，以項目主體--任務貫穿”為總體設計要求，在內容的選取上，首先立足于打好基礎。在確保基本概念、基本原理和基本教學方法的前提下，簡化集成電路內部結構和工作原理的講述，減少小規模集成電路的內容，盡可能多地介紹中大規模集成電路及其應用。以能力培養為主線，以應用為目的，突出思路與方法闡述，力求反映當今數字電子技術的新發展。
（2）在教材內容編排上精心組合，深入淺出，做到概念清晰，邏輯設計思想嚴謹。教學實施中注重重點突出，層次分明，相互銜接，邏輯性強，以利于教學做一體化的整合。在講義上力求簡潔流暢，通俗易懂，便于學生自學。
（3）以實訓項目為載體，采取任務驅動教學做一體化的實施，體現理論指導實踐，實踐深化理論的素質養成目的。
（4）依據各學習項目的內容總量以及在該門課程中的地位分配各學習項目的課時數。
（5）知識學習程度用語主要使用“了解”、“理解”、“能”或“會”等用來表述。“了解”用于表述事實性知識的學習程度，“理解”用于表述原理性知識的學習程度，“能”或“會”用于表述技能的學習程度。
2、教學具體內容安排
表決器電路設計與制作，搶答器電路設計與制作，同步計數器電路設計與制作，方波發生器電路設計與制作，數字鐘電路設計與制作。
三、邏輯設計課程教學模式與手段
1、教材編寫
教材編寫體現項目課程的特色與設計思想，教材內容體現先進性、實用性，典型產品的選取科學，體現地區產業特點，具有可操作性。呈現方式圖文并茂，文字表述規范、正確、科學。
2、教學模式
采取項目教學，以工作任務為出發點來激發學生的學習興趣，教學過程中要注重創設教育情境，采取“教學做”一體化的教學模式，將知識、能力、素質的培養緊密結合，進一步加強職業教育教學改革研究，優化完善我校應用型人才培養體系。
3、教學方法
從教學手段、教案設計、教學思路、語言表述、教學資源等方面著手，對如何在課堂教學中提高學生的學習主動性和興趣開展教研。教學過程有進行項目引導，任務貫穿，“提出問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”，把握課程的進度，活躍課堂氣氛，使大多數學生能夠獲得盡可能大的收獲。采用“發現法”教學方式，使學生建立科學的思維方法與創新意識。學習內容的掌握依賴于學習者的實踐，課程組加強了對教師教學及學生學習過程的管理；為使學生理解和有效掌握課程內容，在堅持課外習題練習、輔導答疑等教學環節的基礎上，增加隨堂練習、單元測驗等即時性練習環節，督促學生復習和掌握已學知識點。
4、教學手段
充分利用掛圖、投影、多媒體等現代化手段，發揮網絡突破空間距離限制的優勢，讓學生能夠最大限度的利用學習資源，自主地學習和提高，彌補課堂上未能及時消化吸收的部分內容。教學過程中相應教學班成立課程提高學習小組，任課教師課外指導該小組進行拓展學習及課外科技活動指導，達到因材施教的目的；一方面教師指導有興趣能力強的學生進行課外學習，特別是對數字系統設計知識的答疑指導，為能力強的學生提供發展空間，解決因課時數限制而無法在課堂上深入講授特定工程應用專題的矛盾。也加強了教師與學生的互動，教師可以第一手了解學生對教學過程的反饋，改進教學方法，利用學習好的學生帶動整個班級的學習，促進良好班風學風的形成。探討當前教學環境下，培養學生課外學習能力的新模式。
5、課程資源的開發與利用
整理并開發具有職教特色的自編教材，編寫學生實訓指導用書，引導學生查閱網絡資源，要注重利用仿真軟件的輔助設計功用。
參考文獻
關鍵詞：集成電路版圖；CD4002B；芯片解析
作者簡介：王健（1965-），男，遼寧沈陽人，沈陽化工大學信息工程學院，副教授；樊立萍（1966-），女，山東淄博人，沈陽化工大學信息工程學院，教授。（遼寧 沈陽 110142）
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0050-02
“集成電路版圖設計”是一門講授集成電路版圖版圖工作原理、設計方法和計算機實現的課程，是電子科學與技術專業及相關電類專業課程體系中一門重要的專業課。[1]該課程一般以“模擬電子技術基礎”、“數字電子技術基礎”和“半導體器件”為先修課程，主要講授集成電路雙極工藝和CMOS工藝的基本流程、版圖基本單元的工作原理和結構特點，以及布局布線的設計方法。[2]其目的是指導學生掌握集成電路版圖分析與設計技術，提高學生實踐能力和綜合解決問題的能力。由于集成電路芯片外層有封裝，學生在學習該課程前對版圖無直觀認識，很多版圖設計教材是先講授工藝流程，然后講授單元版圖，最后論述布局布線等內容，這樣教學有悖于從感性到理性的認知過程，有礙教學效果。[3]有的教材在版圖解析方面做了有益嘗試，但由于當時技術條件限制，采用繪制圖代替芯片解析照片，實踐性欠佳。為了在有限的學時中能夠盡快引導學生入門，在版圖解析與設計兩個方面的能力都有所提高，筆者將芯片CD4002B解析并應用到“集成電路版圖設計”課程教學實踐中，效果良好。
一、版圖逆向解析
集成電路的設計包括邏輯（或功能）設計、電路設計、版圖設計和工藝設計。通常有兩種設計途徑：正向設計、逆向設計。[2]
逆向設計的作用為仿制和獲得先進的集成電路設計。逆向設計的流程為：提取橫向尺寸，提取縱向尺寸和測試產品的電學參數。[2]
對于本科電子科學與技術專業教學，版圖的逆向設計主要是提取芯片的橫向尺寸。提取芯片橫向尺寸方法為：打開封裝，進行拍照、拼圖；由產品的復合版圖提取電路圖、器件尺寸和設計規則；進行電路模擬和畫版圖。
二、CD4002B版圖解析
CD4002B是兩個四輸入或非門芯片，封裝為雙列14針塑料封裝，根據芯片編號規則判斷為CMOS工藝制造。該電路具有器件類型全面、電路典型的特點，適用于教學實踐。
1.CD4002B芯片版圖拍照
首先將芯片放到濃硝酸中加熱，去掉封裝，用去離子水沖洗、吹干后在顯微鏡下拍照鋁層照片。再將芯片放到鹽酸溶液中漂洗去掉鋁層，用去離子水沖洗、吹干后放到氫氟酸溶液中去掉二氧化硅層，經去離子水沖洗、吹干后用染色劑染色，雜質濃度高部分顏色變深，沖洗、吹干后在顯微鏡下對無鋁層（有源層）芯片拍照。
采用圖形編輯軟件分別對兩層照片進行拼接，獲得版圖照片。
2.芯片版圖分析
通過對CD4002B兩層（鋁層和有源層）照片進行分析研究表明：解析的芯片為是一層鋁，且鋁柵極，P阱工藝。該芯片鋁線寬度最小為9微米，柵極寬度為6微米。芯片包含的單元為NMOS、PMOS、反相器、四輸入與非門、電阻、二極管等。
該芯片由兩個四輸入或非門組成，其中一個或非門電路圖如圖1所示，其中9、10、11、12管腳為輸入端，14管腳為電源端，13管腳為輸出端和7管腳為地端。四個輸入端首先分別經過一個反相器，然后接入一個四輸入與非門，最后經過一個反相器輸出。邏輯關系經過推導和仿真驗證為或非門關系。
為了實現靜電保護，在輸入、輸出和電源端分別構造靜電保護。輸入端靜電保護電路由四個二極管和一個限流電阻構成；輸出端靜電保護電路由二個二極管和一個限流電阻構成；電源端靜電保護電路由一個二極管構成。
下面以芯片中四輸入與非門版圖和輸入靜電保護電路說明版圖特點。
該芯片的四輸入與非門版圖如圖2所示。N14、N15、N16、N17為NMOS管，共用一個P阱，從鋁層分析四個NMOS管為串聯關系。為了節省面積，相鄰器件源極和漏極共用，即上一個管子源極是鄰近管子漏極；P14、P15、P16、P17為PMOS管，從鋁層分析四個NMOS管為并聯關系，四個器件源極相連和漏極相連，提取的電路圖見圖1。
該芯片的輸入管腳都有靜電保護電路，如圖3所示。其中D5-1、D5-2為兩個以P阱為P區的二極管，該管N區接輸入端，P區接地；R5為基區電阻；D5-3、D5-4為以基區電阻為P區，襯底為N區的二極管，其中P區接電阻，N區接電源。提取的電路圖見圖1。
三、課程教學改革
1.教學大綱的改革
本科生教學既要注重實踐教學又要兼顧理論教學，不僅要掌握單元的版圖設計和軟件使用，還應該掌握版圖結構原理。為此確立該課程的基本目標為：電路的分析及應用，能夠讀懂電路的線路圖，并能進行正確分析；版圖識讀和常見基本器件的版圖設計；布局布線與驗證修改；[4]掌握版圖的失效機理，并能掌握特殊器件版圖的設計方法。
根據電子科學與技術的課程體系，參考幾種教材制定了特色顯著的教學大綱。該大綱主要內容包括：模擬和數字集成電路基本單元電路和工作原理；雙極工藝、CMOS工藝和BICMOS工藝的介紹；集成電路的失效機理和防護措施；三種工藝的中的NPN和PNP晶體管、NMOS和PMOS晶體管、電阻、電容和電感等器件的版圖和工作原理；特殊器件的版圖及工作原理；[5]版圖布局、布線和標準單元設計的基本規則；逆向版圖的識別方法；[2]集成電路設計軟件的使用方法。[6]
【關鍵詞】模擬電路;數字電路;區別辨析
Abstract：With the rapid development of science and technology，electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger，so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories，digital circuit and analog circuit，according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly，so as to improve the design and optimization of electronic circuit.
Key words：analog circuit;digital circuit;difference
隨著科學技術的突飛猛進，電子電路的自身功能不斷增強，晶體管的尺寸不斷減小，系統規模不斷擴大，應用領域不斷拓展，與人類生產、生活的密切度不斷提升。電子電路按照功能可以分為數字電路和模擬電路兩大類。模擬電路是處理連續函數形式的模擬信號的電子電路。數字電路是用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路，又稱數字邏輯電路（以“開”、“關”兩種狀態或者以高、低電平來對應“1”和“0”二進制數字量）。模擬電路和數字電路有著顯著的區別。
1.信號變化的特點不同
模擬信號的大小是隨著時間連續變化的，即模擬信號在時間和數值上是連續的，幅值可由無限個數值表示。而數字信號在時間和數值上是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之內。因此，模擬電路更加關注電壓、電流的具體值，而數字電路則更加關注電平的高低。
2.處理信號的手段不同
模擬電路和數字電路都是信號變化的載體，對模擬信號能夠執行的操作，如濾波、放大、限幅等都可以對數字信號進行操作。
模擬電路對信號的處理主要是通過場效應管的放大特性來實現的，當然還包括電阻、電容、二極管、雙極型晶體管等元器件的特性，最終利用一定的數學模型所組成的運算網絡來實現。處理方式有測量電橋、信號放大、信號濾波、調制解調、信號變換和AD變換。而數字電路對信號的傳輸主要是通過場效應管的開關特性來實現操作的，并由場效應管構成與或非等基本門電路、觸發器、寄存器、編碼/譯碼器、算術邏輯單元等完成復雜的算術與邏輯操作。
盡管模擬電路和數字電路對信號的處理方式不同，但其實從根本上來說，所有的數字電路都是模擬電路，其基本的電學規律、電學原理，都與模擬電路一致。例如，用PMOS管和NMOS管可以構成互補式CMOS電路，其對稱且互補的結構，恰好使其能處理高低數字邏輯電平。
3.信號抗擾動能力的強弱不同
通常把由于材料或器件的物理原因產生的擾動稱為噪聲，把來自外部原因的擾動稱為干擾，干擾有一定的規律性，可以減少或消除。
在模擬電路中，由于信號幾乎完全將真實信號按比例表現為電壓或電流的形式，造成模擬電路對于噪聲的影響比數字電路更加敏感，模擬電路系統中各個不同部分的偏差積累起來，使得偏差量的負面影響變得較為顯著。模擬信號在多次處理和長距離傳輸的過程中，波形會發生改變，若處理不當，將造成信息損失，具體表現為圖像、聲音失真，嚴重時甚至會出現信號中斷現象。通過使用屏蔽導線，或者在電路中引入低噪聲運算放大器，可以盡量緩解噪聲的負面影響。而數字電路是由許多的邏輯門組成的電路，信息只取決于高低電平，只要信號的偏差在一定范圍內，就不會造成誤碼。
因此，從信號處理的角度看，對信息進行量化的數字電路系統比模擬電路系統抵御噪聲的能力、信號抗干擾能力更強，信號的精度更高。
4.電路設計的難易程度不同
模擬電路的設計常常需要更多的手工運算，其設計過程的自動化程度低于數字電路，因此模擬電路的設計通常比數字電路的設計更難，對設計人員的水平和能力要求更高。這也是數字電路系統比模擬電路系統更加普及的原因之一。但是因為自然界的大多數實際信號是模擬的，所以數字式電子設備、電子產品要在真實的物理世界中得到應用，就離不開一個模擬的接口。例如，數字電視機的基本原理就是將電視臺送出的圖像及聲音信號數字化后調制發送，由數字電視接收后，解調還原出原來的圖像及聲音。因為全程均采用數字技術處理，因此，信號損失小，接收效果好。
目前電路設計自動化程度日益上升，常用的電子電路設計和分析軟件主要有：EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我們根據軟件功能分為以下幾類：
（1）電子電路設計與仿真工具
包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它們可以進行各類電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數據輸出，并在同一窗口內同時顯示模擬與數字的仿真結果。
（2）PCB設計軟件
包括Protel、Autium Designer等。這兩者功能類似，都包含了原理圖繪制、印刷電路板設計、模擬電路與數字電路混合信號仿真、可編程邏輯器件設計等功能，界面友好、使用方便，目前主要用于電路設計和PCB設計。
（3）IC設計軟件
Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC設計領域相當有名的軟件供應商，提供的軟件都非常適用于深亞微米的IC設計。對于模擬電路而言，普遍使用HSPICE，是因為它的模型最多，仿真的精度也最高，可以滿足大多數設計者的需要。
（4）PLD設計工具
PLD是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。目前主要有兩大類型：CPLD和FPGA。由于PLD的在線編程能力和強大開發軟件（如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus）的存在，工程師可將數百萬門的復雜設計集成在一顆芯片內，大大縮小了電路的尺寸以及開發周期。
5.總結
模擬電路和數字電路有著諸多顯著的區別，辨析清楚兩者的區別對電子電路的改進、設計和研發有著十分重要的意義。
人類電子學發展史上第一個被發明出來并得到大規模生產的器件是模擬的。后來隨著微電子學的發展，數字技術的成本大大降低，加之計算機對于數字信號的要求，使得數字式的方法在人機交互等領域具有可行性和較高的性價比。當然，尺有所長，寸有所短，模擬電路和數字電路有著各自的優缺點，適用的方向也不同。電子電路的發展，經歷了從模擬到數字的進步，但不等于數字電路可以完全取代模擬電路，也不能簡單地說哪一個更實用、更有效。我們設計電路時，應該揚二者之長，避二者之短，使兩者融為一體、交相輝映（如數?；旌想娐贰底帜M電路、模擬數字電路），從而達到電路體積更小、功能更強、功耗更低、成本更低、集成度更高、穩定性更好、可靠性更高的理想效果。
參考文獻
[1]逄亞清.模擬電路與數字電路區分及實用知識的探討[J].山東工業技術，2013，12：155.
[2]蘇成富.模擬電路與數字電路[J].電子制作，1998，02：17.
2.課程設計理念
以企業真實項目為依托，從企業的真實項目中提煉出與本課程相關的一些項目，如八路搶答器，直流數字電壓表等項目，以培養學生職業能力和職業素養為目標，以企業實際生產工作過程為主線，企業參與的多方評價機制。
3.學生基礎和智能特點分析
本課程的授課對象為電子信息工程技術專業的大一學生，該學生來源復雜，有理科生、文科生及對口生，該學生的特點是基礎和動手能力參差不齊，但有很高的學習熱情。基于以上學生基本特點，我們采取的措施主要是：在教學過程中，將學生分成若干個學習小組，每個小組兼有理科生、文科生及對口生，充分發揮理科生邏輯思維較強，文科生語言表達清晰，對口生計算機應用能力較好的優勢。以取長補短，實現優勢互補。
4.課程內容的選取和教學組織安排
本課程安排了5個綜合性的實訓項目，聲光控制燈電路的制作、八路搶答器電路的制作、電子生日蠟燭電路的制作、流水彩燈電路的制作及直流數字電壓表的制作。以上5個實訓項目在知識目標和能力目標上都是逐級遞深的，這一點也符合我們的認知規律。教學組織安排：對于每個實訓項目，都包含知識目標、能力目標以及子任務，在這里，我就不再一一贅述了。
5.教學模式及教學方法手段
在教學實施過程中，綜合采用了多種教學方法：項目教學法、演示法、小組討論法、角色扮演法、實踐教學法及匯報展示法。下面我以項目教學法為例，具體介紹一下該教學法在教學實施過程中的應用。本課程安排了5個綜合性的實訓項目，每個項目都以企業真實項目為依托，通過項目教學法，可以使學生對知識的理解實現從量的變化到質的飛躍，還可以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。在教學過程中，我們根據內容的不同，靈活采用不同的教學方法，以滿足教學。教學手段包括：多媒體教學與傳統板書教學有機結合，可以提高師生之間的互動；利用實訓室進行實踐教學，提高學生的動手能力；利用仿真軟件進行教學，提高教學的直觀性。
6.課程對教學條件的要求
師資方面：本課程專任教師共5名，均有豐富的信息類行業企業生產一線的工作閱歷，且都具有高級無線電調試師職業資格和電子產品生產調試能力；兼職教師共3名，均有三年以上電子信息類的行業企業生產一線的工作閱歷和熟練的電子產品生產調試能力，具有教師基本素質。實訓條件方面：我們有數字電子技術實訓室，可供學生進行電路搭建，還有EDA實訓室，學生可以進行電路仿真，電子工藝實訓室可以給學生提供電路焊接及調試的場所；校外實訓基地有河北先控電源設備有限公司、河北鼎尚電子設備有限公司、河北方圓測控有限公司以及京華電子實業有限公司，為學生提供了崗位認知及頂剛實習的校外場所。學習資源方面：我們選用的教材為高職高專教材，是由本課程專任教師與企業合作開發的校企合作課程，另外還提供了三本參考教材，給教師教學和學生學習提供了很好的輔助作用，網絡資源方面，首先包括《數字電子產品設計與制作》精品課建設，已經通過了學院的遴選，現在正在建設期，目前可提供的資料有課程標準、授課計劃、項目評分標準、教學課件、習題及參考答案及數字集成電路資料等。
二、教學單元設計
下面我以項目二“八路搶答器電路的制作”這一項目為例，介紹一下教學單元設計。知識目標：
1.能了解數制與數碼的種類及運算；
2.能對較復雜的組合邏輯電路進行分析；
3.會用門電路進行電路設計，實現相應的邏輯功能；
4.了解常用的組合邏輯電路的功能；
5.能分析8路搶答器電路的工作原理。能力目標：
1.按要求用常用的集成門電路實現較復雜的邏輯功能；
2.能對常用組合邏輯集成電路進行測試；
3.用組合邏輯集成電路設計制作8路搶答器。子任務：
1.用門電路制作簡單邏輯電路；
2.編碼器的邏輯功能測試；
3.譯碼器的邏輯功能的測試；
4.八路搶答器的制作與調試。教學組織實施過程包括五個環節：資訊、計劃、準備、實施及評價環節。在資訊環節，首先明確學習目標要求，教師對項目所能實現的功能進行演示，學生通過觀摩學習，閱讀并分析參考資料、工藝文件等相關資料，討論其功能，激發興趣，明確項目任務，用時1課時。在資訊環節主要采用了演示教學法。在計劃環節，班組長先組織小組討論，然后交流對工作任務的認識及相關知識的分析，將工作任務進行分解，初步制訂工作計劃，用時1課時。在計劃環節主要采用了小組討論教學法。在準備環節，主要是知識的準備：采用講授法、演示法、分組討論等教學方法，使得學生獲得相關知識，用時4課時。在實施環節，首先對電路進行設計，利用仿真軟件對電路進行仿真調試，觀察和測量電路的性能指標，并調整部分元器件參數，從而達到各項指標的要求，用時4課時。然后是材料、工具準備：工具人手一套，芯片等元器件利用課余時間分組去市場購買。接著進行搭建電路、焊接、調試、檢查，用時10課時。在評價環節，主要包括四方面的評價：
1.項目積分50%
芯片的使用和檢測；電路制作；匯報演講。
2.課堂表現10%
課堂紀律；學習態度10%。
3.能力表現10%
動手實踐；電路分析及調試。
4.企業評價30%
【關鍵詞】電工電子 網絡課程 系統仿真 EDA
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2009）02－0013－02
一、電工學課程的定位
《電工學》是大學理工科非電專業學生必修的一門重要技術基礎課。主要任務是為學生學習專業知識和從事工程技術工作奠定電工技術與電子技術的理論基礎，并使他們受到必要的基本技能訓練。［1、2］不僅使學生獲得完整和扎實的電工和電子方面必要的基礎理論、基本知識和基本技能，還可以培養學生嚴密的邏輯思維能力、計算能力、綜合分析和解決問題的能力、初步的科學實驗能力。
二、國外重點大學電工學講授的內容
根據國內的實際情況和技術課程要指導實踐，服務于社會的原則，國內外重點大學所講授的電工學的基本內容有很大的不同，下面就美國普林斯頓大學和莫斯科、彼得堡的重點大學以及國內重點大學所講授的內容比較：
1．國外教學內容
根據美國J.R.Cogdell著《電氣工程學概論》內容反映出在美國電工學所講授的主要內容該書主要分4部分：［3］第I部分 電路32%（第1章 基本電路理論；第2章 直流電路分析；第3章 動態電路；第4章 交流電路分析；第5章 交流電路中的功率；第6章 電力系統。）第II部分電子技術23%（第7章 半導體器件與電路；第8章 數字電子技術；第9章 模擬電路。）第Ⅲ部分 系統18%（第10章 測試設備系統；第11章 通信系統；第12章 線性系統；第13章 機電學物理基礎。）第Ⅳ部分 電動機27%（第14章 磁結構與變壓器；第15章 同步電機；第16章 異步電動機；第17章 直流電動機；第18章 功率電子系統。）
美國加州大學圣地亞哥分校（University of California, at San Diego，簡稱UCSD）電氣與計算機工程系（Electrical and Computer Engineering Department, ECE）在講授電工學時，分低、高年級開設課程具體情況是：［4］
低年級的一級公共課程中與電工學相關的課程：
（1）電氣工程導論（Introduction to Electrical Engineering I/II）：主要介紹電路基本定律、半導體器件、基本模擬電路和數字電路。
（2）電氣工程基礎（Fundamentals of Electrical Engineering I/II）：講解有源和無源電路的分析和設計、模擬和數字系統的分析和設計。
（3）電路與系統（Circuits and Systems I/II）：講解電路原理、電路和網絡的分析。
（4）電路與系統實驗（Circuits and Systems Laboratory）：通過實驗對實際的有源和無源電路進行建模、仿真和設計。
低年級的二級公共課程中與電子技術相關的課程：
（1）有源電路設計導論（Introduction to Active Circuit Design）：相當于國內的模擬電子技術基礎課程。
（2）數字電路（Digital Circuit）：相當于國內的數字電子技術基礎課程。
ECE系的專業課程分為10個方向的系列課程，學生可選修1～2個方向的系列課程。
高年級與電子電路和系統（Electronics Circuits and Systems）方向相關的課程：
（1）電子電路和系統（Electronic Circuits and Systems）。
（2）模擬集成電路設計（Analog Integrated Circuit Design）。
（3）數字集成電路設計（Digital Integrated Circuit Design）。
（4）高級數字設計項目（Advanced Digital Design Project）。
（5）計算機接口（Computer Interfacing）。
（6）數字信號處理導論（Introduction to Digital Signal Proces
sing）。
（7）數字信號處理I（Digital Signal Processing I）。
（8）微波系統和電路（Microwave Systems and Circuits）。
加州大學伯克利分校（UC Berkeley）電氣工程與計算機科學系（Electrical Engineering and Computer Science Department, EECS）。
低階段的三門課程：
（1）微電子電路導論（Introduction to Microelectronic Circuits）、全系必修
（2）電子學導論以及電子學導論實驗兩門課程，為計算機專業開設高階段核心課程：①微電子器件和電路（Microelectronic Devices and Circuits）。②電力電子學（Power Electronics）。③集成電路器件（Integrated-Circuit Devices）。
高階段其它課程：線性和非線性電路（Linear and Nonlinear Circuits）、半導體電子學（Semiconductor Electronics）、線性集成電路（Linear Integrated Circuits）、數字集成電路導論（Introduction to Digital Integrated Circuits）。
2．國內重點大學電工學講授的內容
國內重點大學根據各自的培養方案、教學目標，每個學校都制定有符合自己定位的電工學教學大綱，在制定教學大綱時必須明白電工學課程在非電類專業培養方案中充當的角色？涵蓋所有涉及電子電氣的相關學科內容？基本立足點是什么？培養方案是否要修正？弄明白這幾個問題的同時才能給電工學課程兩個合理的定位，基礎性定位：建立電子電氣工程基礎理論、基本方法不應演變成大學科導論；培養電子電氣工程基本技能不應演變成某些產品的應用培訓。通過國內電工學的教材演變放映電工的講授內容。
國內電工學教材的編寫有一個歷史的過程：［6］
上世紀五十年代至六十年代，電工學課程基本套用原蘇聯的教材以引進、翻譯為主，主要代表有：基泰耶夫和格列夫切夫編寫的“普通電工學”和羅蒙諾索夫編寫的“電工學基礎”。
主要內容編排為：直流電路、電場、交流電路、三相電路、電工測量及儀表、變壓器、感應電動機、同步電機、直流電機、電子儀器、電熱、電氣照明、電力網、發電與變電。
上世紀六十年代至七十年代末，在借鑒原蘇聯教材基礎上，自編電工學教材，內容結構基本上沿用蘇聯教材體系以直流和交流電路、電機、電氣控制為主，電子技術成分比較少。這與當時科學技術發展現狀吻合。主要代表：哈爾濱工業大學.秦曾煌.《電工學》多學時；大連工學院工業大學.蔣德川.《電工學》中學時；天津大學工業大學.姚海彬.《電工學》少學時。
上世紀八十年代，電工學課程呈現多種發展模式，百花齊放，各校在恢復招生的帶動下，紛紛組織教師自編教材課程內容、學時分配等呈現較大差異。為了保障教學水平，高教部（國家教委）組織編寫全國統編教材，各個部委也相繼出了各自的全國統編教材，1987年國家教委制定《電工學課程教學基本要求》。
上世紀八十年代末，隨著科學技術的快速發展，大量新技術、新知識的涌現，電子技術的內容及其在電工學中所占的比重發生了很大的變化?！峨姽W》名稱的本身已經不能較好地表達其中內容所涉及的范圍。為了適應科學技術本身的快速發展和相應學科專業調整、變化對于電工、電子技術的需要，教育部《電工學》課程教學指導委員會將原來得一門《電工學》課程劃分為：“電工技術”和“電子技術”兩門獨立的課程。
1995年修訂的電工學課程教學基本要求，電工學課程分為三種類型：電工技術（電工學I）（55～70學時）；電子技術（電工學II）（55～70學時）；電路和電子技術（100～110學時）。上世紀九十年代中期后，電工學課程發展更加廣泛。
已經普遍認同的有以下幾點：
（1）電工學實際上是面向非電類專業的電工電子技術基礎系列課程。
（2）根據專業特點，應該構建多種模式的電工學課程。
（3）電工學系列課程中電子技術的比例應得到加強。
（4）新技術（如PLC）應適時補充進電工學課程教學內容。
（5）新方法（如EDA）應納入電工學課程。
2003年教育部要求教學指導委員會研究各專業培養方案和基礎課程教學基本要求：
（1）按照基礎性原則分模塊給出基本要求。
（2）考慮不同專業需求，給出了基本模塊和可選模塊。
（3）在各模塊中也考專業差異設置了若干可選內容。
（4）剛性（最低要求）和柔性（可選）相結合。
基本模塊：
（1）電路理論。
（2）模擬電子技術。
（3）數字電子技術。
可選模塊：
（1）電機及傳動控制。
（2）電工測量。
（3）安全用電。
（4）EDA技術。
三、教學方法
對于電工學的教學方法國內外隨著科學技術的發展都有一個過程，大致基本相同，國內的教學方法并不落后，只是在理論教學和實踐教學上有較大的區別，說明國外的大學重視學生的應用能力培養，而國內的大學則側重于理論教育。
1．國內大學的教學方法
80年代，傳統教學方法：掛圖、板書、模型，該方法的特點是：
（1）教學過程的藝術性強。
（2）課堂教學信息量受限。
（3）教師個性化發揮對教學質量影響大。
（4）對教師素質要求高。
（5）不同教師差異大。
90年代以來，CAI、EDA、電子教案、多媒體、課程網站、仿真手段、網絡交互，該方法的特點：
（1）計算機的引入，突破了課堂信息量限制。
（2）新手段對老教師產生沖擊。
（3）媒體增多，如何協調成為問題。
（4）學校教學設施開始顯得不足。
（5）計算機多媒體手段已經被廣泛接受。
（6）網絡課程登場（2001～2003）。
（7）“在堂”學習和“離堂”學習。
（8）課程網站突破了學習空間和時間限制。
（9）網絡交互功能必不可少。
（10）學生參與還很不夠，需要解決“我要學”和“要我學”的根本問題。
2．國外重點大學的教學方法
國外重點大學在教學方法上其實和國內的教學方法基本上差不多，只不過在電工學的授課學時上有很大的區別，下面就莫斯科和彼得堡的重點大學（莫斯科動力學院）的“電工理論基礎”為例說明國外的教學方法，在莫斯科動力學院的電工學課程，共學3個學期（第三、四、五學期）（在莫斯科和彼得堡的重點大學，共學4個學期）。
莫斯科動力學院的電工學授課：［7］共36＋36＋36＝108個課時（在莫斯科和彼得堡的重點大學，共51＋51＋51＝153個課時）實踐課學時：共36＋36＋36＝108個課時，實驗課學時：共36＋36＋36＝108個課時（莫斯科動力學院的學生還將完計算機典型計算0＋0＋0＋36＝36個課時），另外，莫斯科動力學院“電工理論基礎”教研室還開設有“電工學的信息技術”課程：授課18個課時；實驗課程36個課時。
四、結 論
隨著教育國際化的不斷發展，教育信息化的進程在不斷深化中，電工電子基礎課程的信息化建設也將不斷地被推進。面對諸多挑戰，國內高?；A課教師應積極應對，樹立新的教育觀念，提高自身的信息素養，改變教學方法，提升科研能力，努力提高自身的綜合素質。隨著教育全球化進程的深化，我國的基礎課教學在教學內容和教學方法上將會不斷的完善和提高，全球的教育網絡資源建設會越來越完善，條塊分割、各自為政的局面將會得到徹底地改變，學科、院校間的交流將會不斷發展。
參考文獻
1 李春彪.“電工學”課程教學中的四個有力杠桿［J］.南京：電氣電子教學學報，2005（4）：39～41
2 朱雪梅.高校教師在職培訓的現狀與對策分析.上海師范大學學報（哲學社會科學教育版），2003.3（9）
3 宋惠蘭.論教育信息化與高校教師的信息素質培養.圖書館論壇，2003.2（1）
4 杭國英.教育信息化與高校教師素質.高等教育研究，2003.5（3）
5 王中向、黎輝文.試論教育信息化對高校教師培訓的影響及其對策.廣東廣播電視大學學報，2004.2（50）
【關鍵詞】超高頻 射頻標簽 數字電路 協議內容
射頻識別（RFID）技術在我國興起時間較晚，對應產品長期涉足于中低頻領域之中，包括二代身份證、票證管理等，相比之下，對于超高頻段產品，自主性開發實力嚴重不足，最終勢必與激烈的國際市場競爭環境，產生嚴重沖突。相關技術人員在進行讀寫器和射頻標簽通信流程研究前提下，仍需深度結合EPCC1G2和ISO/IEC1800.6協議，以及VHDL語言等予以交互式探究解析，以確?？梢葬槍扔须娐废到y結構與模塊的細致化實現方式加以描述。
1 關于超高頻射頻識別技術標簽內涵機理的客觀論述
射頻識別系統大多數情況下借助讀寫器、射頻標簽修繕而成。其中后者主要附著在預識別物體上，并保留特定格式的電子數據，保證和特定物品標識性信息產生積極回應；至于讀寫器，則能夠在無接觸情況下，精準地讀出標簽內部存儲的數據信息，最終完成不同類型物品的智能化識別和管制目標。歸結來講，上述兩類媒介，始終依照標準樣式的通信協議內容，以及足夠優質的射頻技術，進行相互溝通交流。具體行為流程表現為：
（1）讀寫器發揮功用范圍內的標簽，主要負責接收其不定時傳輸的載波能量，上電復位，并且依照指示完成相關的操作任務。
（2）讀寫器進行標簽識別前期，會自動發出選擇和盤存命令，在與單個標簽通訊情況下，其余標簽則基本上維持休眠狀態。隨后，成功被識別的標簽，會依照次序執行讀寫器發送的訪問命令，并借助反向散射調制途徑，將關鍵性數據信息依照原路輸送，成功后快速介入休眠狀態，隨后不會針對讀寫器作出應答。
（3）讀寫器隨后會針對其余標簽加以搜索，并重復演練上述識別工序流程。
（4）進行單位標簽分別喚醒和精準化讀取，持續到所有標簽被完整識別方可停止。
2 涉及超高頻射頻識別技術標簽的結構和系統規格細致性研究
在RFID技術中，相比于較成熟的低頻和高頻頻段的RFID技術，超高頻RFID因為具有識別速度快、讀寫距離遠、存儲容量大等優勢，成為國內外研究熱點。超高頻射頻技術標簽，主要利用模擬和數字兩類結構單元搭建。涉及此類協議限定的標簽系統規格具體如表1所示。
其中模擬電路主要集合了喚醒、時鐘產生、包絡檢波、解調、反射調制等電路，而數字結構則集中于EPC通信協議實現領域之中，針對讀寫器第一時間發出的命令予以識別執行，就像是讀寫器和標簽通訊過程以及輸出數據編碼的實現等。
3 后期標簽數字電路設計方案的科學化驗證解析
標簽芯片作為超高頻RFID系統的核心之一，要求具有低功耗、低成本的特性。由此，筆者經過對協議內容的細致性驗證評估，決定應用TOP.down設計手段。
（1）就是進行電路基礎性功用清晰化描述，同時依照各類功能特性進行此類系統架構內的模塊有機劃分。
（2）結合VHDL硬件描述語言，實現RTL代碼設計指標，之后予以特定功能仿真演練，持續到驗證工作處理完畢過后，配和EDA媒介，選定工藝庫并實施邏輯綜合式優化改造。
（3）采取自動化布局線處理版圖設計事務，最終形成所需的芯片。
經由上述工序確認的系統架構正如圖1所示。
結構整體包括譯碼、循環冗余校驗、狀態機、CRC產生、編碼、時鐘分頻模塊，以及存儲器。其中譯碼模塊主要負責接收模擬單元解調出的命令信息，并且聯合協議內部格式，將這部分信息快速轉化成標簽數字單元下能夠識別的二進制數據，最終傳輸到CRC校驗和狀態機模塊之中。而CRC校驗模塊會對當下接收到的命令加以完整化對比校驗，確認其有效價值過后，便會觸發狀態機模塊，引領起控制標簽和執行相關操作指令，包括存儲器流暢性讀寫、現場放沖突控制等。上述流程交接完畢過后，則可以將數據傳送到CRC產生模塊，形成可靠的校驗碼，一并交由編碼模塊處理，隨后編碼模塊會利用特殊刑形式的脈沖方式，實現模擬單元和射頻技術下的改造目標；至于讀寫器則負責收尾工作。當然，為了順利規避不必要的功耗問題，時鐘分頻模塊會事先進行全局時鐘分頻處理，最終產生的頻率信息，會借由數字單元或是其余模塊交接沿用。存儲器的關鍵性存在意義，就是進行標簽標識性信息收集存儲。
4 結語
綜上所述，筆者主要聯合EPCC1G2和ISO/IEC18000-6協議內容，VHDL硬件描述語言，以及EDA工具等，進行超高頻段射頻識別標簽數字電路改良設計，希望就此迎合不同類型射頻識別標簽的數字化工作需求。相信依照上述內容進行長久化調整，有關既有電路的性能和后端設計等目標，都將順利達成。至于進一步研究的課題內容，則基本限定在電路結構適當簡化和功耗合理降低層面之上。
參考文獻
[1]譚波.高頻RFID標簽芯片低功耗基帶控制器的研究與設計[D].華中科技大學，2008.
[2]王強.基于EPC Class-1 Generation-2標準的UHF RFID標簽芯片數字電路設計[D].天津大學，2009.
隨著通過電池供電的便攜式電子系統的應用范圍持續增長，推動了對某類數字集成電路(ICs)的需求，這類電路的特點是功耗消耗保持在盡可能低的水平。與此同時，設計師們必須在最小的封裝體積中，將更多的高頻功能封裝到芯片內。毫無疑問，越來越多的性能和單元數量將導致功耗的增加，使得功耗管理成為影響硅片成功的重要因素。
創建最理想的低功耗設計，無論是動態功耗還是靜態功耗，都涉及到了在設計流程不同階段時序、功耗和面積間復雜的折衷權衡問題。這些問題相互間聯系密切，所以低功耗分析和優化引擎必須可與整個RTL-to-GDSII流程相集成并可貫穿應用于這一流程中。
動態功耗(DynamicPower)
動態功耗的降低雖然可通過調整電容、電壓和頻率來實現，但其中仍有些細微部分需多加考慮。
例如：同一門極電路中兩個晶體管同時被導通的總時長是晶體管輸入開關閾值和門極驅動輸入信號斜率的一個函數。這些晶體管尺寸必須要足夠大，這樣信號才能足夠迅速地進行轉換以便激活門極電路。
如果晶體管尺寸過大，通過最大程度縮短兩個晶體管同時打開的時間來實現功率節省的目標就無法達成，因為晶體管過大會導致電容的增加，門極電路為增加的電容充電會消耗額外的功率，這最終會導致噪聲、過沖、下沖以及串擾等信號完整性問題。
同樣地，如果這些晶體管尺寸過小，那么它們同時打開時間會更長、功耗更大，而且驅動不足的信號也容易受到噪聲和串擾耦和效應的影響，因此晶體管尺寸和開關時間必須加以優化，這樣才能將功耗降至最低。
降低動態功耗的另一種方法是降低系統時鐘的頻率，但這樣會導致器件性能的降低；或者還可以使用門控時鐘，使得僅僅那些這一時刻需要執行有效任務的器件被時鐘驅動。當然，我們也可以通過應用適當的時延平衡來將局部數據活動(毛刺和冒險現象)減至最少。
此外，我們還可以通過架構的折衷權衡來降低功耗，即在設計流程的算法和架構階段進行功能并行與頻率和/或電壓之間的折衷權衡。例如：您可用兩個模塊副本來替換原來的一個邏輯模塊，兩個模塊各執行一半的任務，這樣兩個模塊都將擁有更低的運行頻率和電壓。如此一來就可在保持性能不變的同時降低實現該功能的總功耗，不過同時也會占用更多的硅片空間。
靜態功耗(Sretie Power)
靜態功耗源自干晶體管未激活時漏電流，與溫度和開關閾值成指數關系。為了解決這個問題，IC代工廠提供了具備多閾值電壓(Vt)器件的庫，其中開關較快的低閾值晶體管漏電流較高、功耗較大；而開關較慢的高閾值晶體管漏電流較低、功耗較小。
這其中需要進行復雜的平衡工作，因為降低供電電壓是可以減少發熱量，降低靜態功耗，但同時也會增加門時延，而降低晶體管的開關閾值則可以加快晶體管開關速度，但同時會導致漏電流和靜態功耗呈指數極增加。
電壓降效應(Voltage Drop Effects)
深亞微米(DSM)器件也屬于易受電壓降效應影響的器件，電壓降效應主要由外部引腳到內部電路的電源和地線網絡的電阻所引起。
由于每段電源和接地軌都有一小段電阻，因此反相器鏈中距離主電源和地線引腳最近的邏輯門，其供電電壓就最好(圖2中G1)；相鄰的第2個門極(本例中G2)的供電電壓則相應稍差一些，依此類推，距離主電源和地線引腳越遠的門極其供電電壓就越差。
當存在瞬態或AC(交流電)電壓降效應時，這一問題還將進一步惡化，當有大量寄存器元件同時開關，可能會在供電網產生嚴重的“毛刺”現象。要想分析并解決這些電壓降效應，電阻、電感、電容效應都是必須要考慮到的問題。
電壓降效應之所以如此重要，原因在于整個邏輯門的輸入到輸出時延會隨著供電電壓的降低而增加，最終可能導致該邏輯門不符合其時序規格。同時門極驅動不足時也會引起互連線時延的增加，供應電壓下降時門極的輸入開關閾值將會改變，由此會導致門極電路變得更容易受到噪聲的影響。
隨著軌道寬度的降低，電壓降效應將隨著電源和地軌電阻系數的增加而變得更為嚴重。雖然可以通過增加電源和接地軌寬度來將電壓降效應降至最低，但是這同時也會占用到寶貴的硅片空間，最終導致布線擁塞問題。而要解決這些問題就必須盡可能大地拉開所有邏輯單元間的間距，但這樣卻又會由于信號連線長度的增加而導致時延(和功耗)的增加。
在芯片總功耗中，時鐘樹網絡的功耗占據了很大一部分。將功耗作為一個成本函數來考慮，控制時鐘樹功耗越來越重要，特別是在較小型幾何拓撲環境中更是如此。目前已有各種不同技術可被廣泛應用于RTL綜合和物理綜合中，如：廣泛的時鐘門控覆蓋、時鐘門控電路的克隆/反克隆、有功率意識的緩沖器插入、尺寸調整和時鐘門控電路布局。此外，如CTS期間多閾值電壓(Vt)、層次化時鐘門控、基于邏輯行為的時鐘門控等其他技術也可以提供額外的功率節省。
其中，有一項已得到日漸普遍使用的技術是將設計分為多個“電壓島”，如圖3所示。雖然供電電壓更低的電壓島性能也隨之降低，但其動態功耗也將大幅降低。
在將設計分成多個電壓島時，網表中必須要插入適當的電壓轉換元件來從一個電壓域到另一個電壓域連接信號。一個真正有功率意識的設計環境應該能夠自動插入這些單元。
功率門控(power gating)
功率門控通過有選擇地切斷設計中未在使用部分的電源來解決泄漏問題，如圖4所示。它是利用高閡值電壓(high-Vt)開關來連接全局恒定電源線軌與局域開關電源線軌，這就使得局域線軌的供電能根據需要開啟或者關閉。提供了細粒度、中粒度和粗粒度控制能力。
其他技術則均得益于具有“功率意識”，例如：映射、利用非關鍵時序路徑的多閥值晶體管、平面規劃和布局、解耦電容布局、時鐘樹綜合和時鐘門控，以及時序優化。
總之，功率分布網絡應基于早期功率網格還沒有完成時執行的線軌分析結果進行設計。芯片上正確的消耗元件分布應避免熱點和局部電壓降問題，線寬算法能夠有效解決電壓降和電遷移問題。
集成的工具套件
目前，第三方單點工具要么需要使用到多個數據庫，要么需要將完全不同的數據模型組合進一個數據庫中，不僅需要執行數據轉換和文件傳輸，同時也使得數據管理工作變得相當煩瑣、耗時且容易出錯。
然而，最嚴重的問題還在于，其布局后再修正缺陷的做法代價極為昂貴，特別在修正工作必須手工進行時就更是如此。如果在手工修正之后必須返回重新進行分析工作(而不是與修正工作同時進行)，那么情況將會進一步惡化，因為分析后可能顯示出修正工作要么未起到應有的作用，要么可能給設計工作帶來了新的、不一樣的缺陷。
例如：要想完全計算出電壓降效應的影響，首先重要的是要擁有一個能基于實際電壓降以單元為基礎地進行時序衰減計算的環境；接著，時序分析引擎應利用這種衰減后時序數據來識別關鍵路徑上的潛在變化；最后，優化引擎應進行適當的修正來解決由于時序變化而導致的潛在的建立或保持問題。
而這就需要有一個能夠確保功率分析、電壓降分析、衰減計算、時序分析和優化引擎可無縫協作的設計環境。
功率分析單點工具與環境的其他部分之間集成性的缺乏意味著當功率分析結果用于定位和隔離時序和/或信號完整性問題時，修正問題的同時也將給功率網絡引入新的問題，最終可能導致大量、耗時的設計迭代。
一個真正的低功耗設計環境應具備讓所有的功率分析工具與綜合、布局布線、時鐘樹綜合、提取、時序和信號完整性分析等實施工具同時運行的特性，要能夠使用統一數據模型來為這些工具提供對分析數據的同步訪問并實現對設計的“實時”變更。
結束語
