集成电路设计范文

导语：如何才能写好一篇集成电路设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】集成电路；设计方法；IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1当前集成电路设计方法

1.1全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.

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关键词：CMOS 集成电路 设计技术

中图分类号 ：G642 文献标识码：A

一般来说，集成电路其本身可以分为CMOS与TTL两类电路类型，CMOS具有较强的工作性能，并且其功耗较低，而TTL电路类型则具有更快的运行速度。CMOS电路由于其本身较强的性能特点，现阶段已经广泛地应用于集成电路的设计当中。CMOS集成电路在设计过程中，需要对于其电源、驱动、输入输出端与接口等设计时要予以重视。

1 CMOS集成电路的特点

（1） 运行功耗低。由于CMOS电路本身采用了场效应管，并且其内部结构设计大多应用互补结构，进而使得运行过程中两管处于不同的工作状态，其静态功耗值无限接近于零。而实际电路工作中，电路自身具有微量的功耗，经过测量可知，耽搁门电路的静态功耗小于20mW。

（2） 具有较强的抗干扰能力。在电路运行中，其本身的电压噪声容量为整个电压的45%，保证值则为整个电压数值的1/3。在电压升高的情况，其噪声容量也会不断增加。

（3） 电压范围与逻辑摆幅较大。由于其COMS电路的整体结构相对简单，供电电源电压较为稳定，工作电压限制较低。在其他不同类型的集成电路中，其逻辑电平值的摆幅较大，相关指标较高。

（4） 稳定性强。CMOS在工作时，其功耗较低，内部的实际发热量较少，并且内部电气参数由于其设计需求具有更高的对称性，工作中在外界温度发生变化时，内部参数可以相互补偿，进而其自身具有较强的温度稳定性。

（5） 驱动能力强。由于其电路本身具有较强的输入阻抗，因此其输出能力较强，一般能驱动超过50个输入端。

2 CMOS集成电路设计技术探索

2.1电源

一般来说，CMOS集成电路的电压在工作状态下需要维持在3-18V左右，但是如果电路中存在一些模拟应用时，最低电压需要保证在4V以上。CMOS电路本身具有较宽的工作电压，则电流电路选择上，可以不采用相关的稳压设备。电路的电压接线需要保证电压不超压和反接。

2.2驱动

CMOS集成电路自身具有较强的驱动能力，在电路设计上，可以采用一些并联的方式，将一些驱动能力较强的缓冲器进行连接，进而提高整个电路的驱动能力（驱动能力的增长随着并联门数量而变化）。

2.3输入输出端设计

（1）输入端的设计。首先，要对于多余的一些输入端进行处理。在进行电路的整体设计上，要避免出现输入端的悬空状态，使得电路的逻辑关系被破环。与此同时，输入端悬空会造成输入阻抗过高，提高了外界噪声干扰效果，使得整个集成电路产生误动，造成了静电击穿问题。对于与愤懑多余输入端的设计上，要采用低电平介入的方式，如果电路工作的速度较低，则可采用使用端和输入端并联的设计方式。其次，要对于输入端的长导线介入保护。在电路设计上，要对于内部的分布电容与电感进行控制，避免产生震荡，破环内部的二极管。再次，还要做好输入端的静电防护。在电路板进行运输或者组装调试的过程中，要做好接地，虽然CMOS电路自身具有一定抗静电能力，但是也要做好人工接地预防，避免出现静电击穿。最后，要减少输入信号的上升与下降时间，减少损耗，避免虚假触发。

（2）输出端的设计。在进行输出端设计上，要做好线路保护。CMOS器件的输出设计上，要避免出现电源短接和接地短接，减少电流对CMOS管的破环。CMOS集成电路中，输出端要避免并接，进而预防不同器件参数不同所造成的导通电流过大问题。要想提高电路驱动力，就需要保证输出端的器件参数与规格相同，并且保证经过严格验证后在进行并联。如果线路的容性负载过高，则要做好有效的串联预防，并且保证瞬态冲击电流大小小于10mA。

3 接口设计

在电路接口设计上，要对于整个电路进行严格架构，并且采用运放连接时，要保证电路中电源的独立。在整个电路中，要保证CMOS的接入电压小于10V。如果采用单电源，则可以采用直接连接的方式。如果CMOS电路与TTL电路进行混接，则电路中要对于电路之间电压、负载能力、输入输出电平的不同，设计一个转接电路，从而避免电路内器件受到损坏。在逻辑电平设计上，要保证其接口电路的电平匹配能力符合电路的需求。

4 结语

集成电路技术为当今高科技的快速发展增添了强大的动力。芯片集成度不断提高使得电路性能在每一项实践中越来越完善，为人类的科学进步奠定了强大的基础。总而言之，CMOS集成电路的应用范围十分广泛，其自身具有独特的特点和优势，在进行电路设计中，要对其中几个重点技术进行深入的探索和分析，进而提高整个电路设计水平。

参考文献

[1]刘任翔，王杨权，徐浙磊，徐闯.CMOS集成电路电阻的应用探析[J].黑龙江科技信息.2013（31）.

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而近年来全国工程教育认证标准发生较大的变化，电子科学与技术专业的电类课程设置，逐渐被光学类课程所取代，影响了各高校专业培养方案的制定。本文通过总结国内各高校电子科学与技术专业基础与核心课程设置的经验，分析本科专业对应于电子科学与技术一级学科所属的各二级学科的基础知识，对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。

1 全国工程教育认证标准

全国工程教育认证是我国高等教育为了融入世界得到全球高等教育界的认可而开展的认证，自2007年开始试点实行。近些年来，全国工程教育认证标准已经成为各高校制定专业培养方案的导向标准。

2011年之前的标准 2011年之前的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事信号与信息处理的新型电子、光电子和光子材料及其元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，包括信息光电子技术和光子器件、微纳电子器件、微光机电系统、大规模集成电路和电子信息系统芯片的理论、应用及设计和制造等方面的科研、技术开发、教育和管理等工作。

可以看出，2011年之前的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求非常强调电学方面的基础知识，特别是集成电路和集成电子系统方面的知识，光学方面的知识只是作为辅助。

2012年之后的标准 2012年之后的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业包括电动力学、固体物理、微波与光导波技术、激光原理与技术等知识领域的核心内容。2012年之后的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求较以前有了大幅度的简化，同时也可以看出，电子科学与技术专业的标准更多地强调了光学方面的知识，而减少了电学方面的知识要求，对于集成电路方面的知识没有做具体要求，只是提出各高校可以根据自己的特长设置特色课程。这个标准似乎更适合光电子科学与技术这样的本科专业，当然目前国内并没有光电子科学与技术这样的本科专业，却有光信息科学与技术和光电信息科学与工程这样的本科专业，也就是说此要求跟光学专业的要求是比较接近且有所交叉重叠的。

2 国内高校本科专业课程设置

《电子科学与技术分教指委本科指导性专业规范》指出，电子科学与技术专业涵盖的学科范围广阔，以数学和近代物理为基础，研究电磁波、荷电粒子及中性粒子的产生、运动、变换及其不同媒质相互作用的现象、效应、机理和规律，并在此基础上研究制造电子、光电子各种材料及元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，并研究开发相应的设计、制造技术。

清华大学的电子科学与技术本科专业课程设置与2012年之后的全国工程教育认证标准更为接近，在对电学方面的基础知识进行要求的同时更加强调了光学方面的基础知识，而复旦、同济、上海交大、浙江大学、东南大学等众多高校的电子科学与技术本科专业更多地强调了集成电路、集成电子系统方面的知识，多数都把集成电路方面的知识作为必修的考试科目专业知识。

3 学科知识体系的对应关系

《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中指出，工科类一级学科电子科学与技术，涵盖了物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等4个二级学科。电子科学与技术本科专业应该涵盖一级学科所属各二级学科物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等方面的基础知识，也就是说本科专业应该涵盖固体物理或半导体物理、半导体器件、集成电路、电磁场等方面的基础知识是比较合理的，这样既有利于本科学生将来在本学科领域的继续深造学习，也有利于适应社会需要而就业。

4 结束语

综上所述，集成电路设计这样的课程应该作为电子科学与技术专业核心课程进行设置，有条件的高校还可以分别设置模拟集成电路设计和数字集成电路设计这样的课程作为专业核心课程。这样既能满足本科指导性专业规范的要求，也能满足为后续硕士博士研究生阶段的继续深造打下基础，还能适应国家大力发展集成电路设计与制造产业的要求。这样就需要中国工程教育认证协会对全国工程教育认证的电子科学与技术专业标准做出修改，不再过多强调光学方面的基础知识，而是更多地要求集成电路与集成电子系统方面的知识，这样能引导国内各高校回归到加强电学方面的知识教育的道路上来。

在我国大力支持集成电路设计产业发展的大环境下，本文对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。本文探讨的内容希望能够为全国工程教育认证电子科学与技术专业标准的设定提供参考，也可以为兄弟院校相关专业的课程设置提供借鉴。

参考文献

[1]中国工程教育认证协会.工程教育专业认证标准（试行）[S].2011.

[2]中国工程教育认证协会.工程教育认证标准[S].2012.

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>> “射频集成电路设计”课程教学改革初探 应用于相控阵收发组件的射频微波集成电路设计探讨 纳米尺度互连线寄生参数的仿真及应用于CMOS射频集成电路设计 模拟集成电路设计教学探讨 《集成电路设计》课程教学改革与探索 集成电路设计本科教学改革探索 集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 集成电路设计与集成系统专业CDIO培养模式的研究与实践 集成电路设计专业课程体系改革与实践 《数字集成电路设计原理》课程教学探索 集成电路设计作为专业核心课程设置的探讨 集成电路设计方法及IP设计技术的探讨 集成电路设计的本科教学现状及探索 模拟集成电路设计教学方法探讨 《专用集成电路设计》教学方法初探 结合集成电路设计大赛谈创新能力的培养 同步数字集成电路设计中的时钟偏移分析 《2012中国集成电路设计业发展报告》的统计及结论 模拟集成电路设计的自动化综合流程研究 以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究 常见问题解答 当前所在位置：l.

[3]http：//.cn/Info/html/n14730_1.htm.

[4]http：///info/20121026/227691.shtml.

[5]冯卫东.美科学家证实电路世界第四种基本元件存在[N/OL].科技日报，2008-05-06.

[6]李九生.“微波与射频技术”课程新式教学理念应用[J].科技信息，2010，（6）.

[7]李金凤，王健，刘欢.“射频集成电路设计”课程教学改革初探[J].考试周刊，2012，(15).

[8]张银蒲.基于射频方向课程群的教学改革与创新[J].唐山学院学报，2013，（1）.

[9]王立华.虚拟网络分析仪在射频电路设计中的应用[J].电子测量技术，2012，（4）.

收稿日期：2013-09-10

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以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《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》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,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[2]。

我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。

一、专业课程体系存在的主要问题

1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。

但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。

2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。

3. 课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。

二、专业课程体系改革的主要措施

1“。 4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。

我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业

大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。 2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。

在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。

对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。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。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36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。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。

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【关键词】 集成电路 设计 乘法器 低功耗算法 实现技术

一、引言

低功耗设计一般可以分成两种：动态和静态技术。静态化技术一般是从系统的构造与工作原理出发，使系统的功耗得到降低，比如选择低功耗的器件；动态化技术主要是使系统运行得到改变来降低功耗，比如按照实际运行情况对器件的工作状态进行调节。

二、定点乘法运算优化

目前，集成电路的设计中，定点乘法运算一般都使用移位相加算法逻辑，具有方便理解、简单和直接的优点，但是缺陷也很明显，运算的效率比较低，需要数量很多的硬件设备，占用的资源也比较多。在普通的移位相加算法内，每位乘数都会出现积，运算量比较大，事实上，如果某位乘数是0，就不需要开展累加性的运算，所以累加器完成次数要和乘数中值是1的位数有明确关系，如果可以降低中值是1的位数，就能够降低需要运算的累加次数。

1、BOOTH算法思想。就是使乘数和某一较大整数相近，然后借助这一整数和被乘数之积，减去对应数值补码和被乘数乘积来计算，能够提升运算的效率。BOOTH算法被称作补码移位算法，符号位是参与到运算的，运算数都借助补码进行表示。乘数的末位会增加附加位，初值是0。对乘数的最末两位进行观察，00对部分积进行向右移动移位的操作，01则对部分积的被乘数相加然后取其补码，结果向右移动一位，10则对部分积的被乘数相减，取其补码，结果向右移动一位，11则直接额对部分积执行向右移动一位的操作。根据上述算法，对n+1步进行操作，那么第n+1不就不用在位移，最终的结果就是运算的结果。

2、定点乘法运算中乘法系数优化的算法。以BOOTH算法那为基础，还有一种更先进的算法，属于三元数值系统，能够降低硬件结构的复杂性，如果乘数系数是2的整数次幂时，乘法能够借助移位实现，这就使占用的硬件资源得到降低。为了降低系数二进制表示内非零位个数，通常使用带符号的二进制对整数进行表示。这一方法的优点如下：只利用了加法和位移，整个算法过程是以非零位不同的位置为基础，和其他的算法比较起来，更加准确，有限的字长也没有对程度有太大的影响。

3、数字滤波器编码的优化。设计芯片时，为了使类型不同的数字滤波器能够尽量降低面积，并加快速度，发展出一些优秀数乘与编码算法。先对信号进行处理时，首先会从模数转换器内输出，然后把信号由高频率载波信号降低到基带信号并解调，要想得到理想的信号需要不同阶段滤波。包括把较高采样率降低到降低采样率，然后借助解调转换至基带的频率，基带信号的频率比采样的频率范围低，因此借助抽取滤波器进一步抽取信号，进而得出有用信号。

三、集成电路设计中乘法器低功耗实现技术

1、编码优化算法实现技术。首先，可以把编码优化算法实现成一个VHDL函数，然后存进库中和乘法器进行分离。接着，对乘法器的木块进行设计和优化，最后算出乘法运算的结果并输出。在模块的内部，对编码优化函数进行调用，将优化乘法器类属参数当做这一函数的输入，输出的结果中，三个变量分别表示三个常数。优化的结果使用常数来表示，原因为在乘法器的综合初期，上述三个常数能够按照优化函数的计算而得出，进行综合之后，乘法器按照这三个常数就能够转化成对应移位加的结构，而且对加法的结果进行计算，这是优化算法的逻辑单元是在库中保存的，不会算进优化之后的乘法器。为了对这一技术优化的效果进行验证，可以将相同射频的模块当做测试的平台，在模块内全部乘法器都被优化乘法器的模块替代后，导入RTL的代码，对功耗结果进行分析，发现总功耗和逻辑单元都有所下降，面积也有所降低。在对硬件进行测试时，使用编码优化算法对射频模块进行匹配开展测试，结果显示逻辑占用率是4.5%，产生寄存器的总数是13559，存储单元的占用率是4.6%。

2、缺省优化算法实现技术研究。根据缺省优化算法模式，用VHDL函数的形式和小数乘法器相分x并存进库中。对优化乘法器的模块进行设计，在进行综合的初期，常数是由优化算法经过计算而得出的，在进行综合之后，乘法器按照常数就能够转化成对应移位加结构，并开展右移缺省操作，计算的结果在小数化处理之后从模块的输出端内输出。经过实验，发现总功耗有所降低，面积也有降低。

结语：综上所述，集成电路设计中乘法器的低功耗算法与实现技术具有重要意义，需要引起相关人员的重视，不断对这一技术进行改进与完善，切实发挥出低功耗算法的作用，进而促进集成电路设计技术的发展。

参 考 文 献

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关键词：集成电路设计；应用型人才；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）14-0059-02

一、引言

在过去的20多年来，中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育，基本扫除青壮年文盲的目标；第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段，高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1]，在2011年毕业的大学生中，有近57万人处于失业状态，10多万人选择“啃老”；即使工作一年的人，对工作的满意率也只有47%。2012年，全国普通高校毕业生规模达到680万人，毕业人数再创新高，大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境，国家相关部分提出了一系列的举措，其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上，以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例，介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。

二、集成电路设计专业特点

进入本世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要，国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展，集成电路设计专业特色也越来越明显。

首先，集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步，集成电路芯片的尺寸不断下降，芯片功能不断增强，功耗越来越低，速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降，组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础，电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识，而这些流程环环相扣，任何一个环节出现问题，很难想象芯片能正常工作[6]。因此，对于一个合格的电路设计人员，深厚的专业基础知识是必不可少的。

其次，集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉，实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展，在电路设计的每一个阶段，电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面，电子设计自动化工具的相关比较多，即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快，集成电路设计工具种类繁多，而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。

再次，集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍，要完成一个电路芯片的设计，需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识，同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求，但从现有的情况看，相关专业的课时数目难以改变，所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。

最后，集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高，投入资金成本高。从现有的情况看，国际上有4大集成电路设计EDA公司，还有很多中、小型EDA公司。每个公司的产品各不相同，即使针对相同的电路芯片，设计自动化工具也各不相同。在硬件方面，软件的安装通常在高性能的服务器上，因此，硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。

三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题

在集成电路设计专业课程设置方面，不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类：基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面，每个学校的定义各不相同，主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看，基础课主要包括：《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等；专业课主要包括：《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等；选修课主要包括：《集成电路EDA》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。

从现有的课程设置可以看到，针对国家应用型人才培养目标，现有的课程设置还存在很多问题，具体地说：

首先，课程设置偏于理论课程，实践内容缺乏，不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到，各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学，缺乏实践内容。比如：《模拟集成电路设计》课程总学时为48，实验学时为8，远远低于实际需求，难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广，但并不深厚，因此，浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的，也不符合我国大学生的现状。

其次，实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合，实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明，对于本科教学情况，90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路，学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复，与集成电路设计业界实际需要完全不相关，这对学生以后的就业、择业意义不大。

最后，没有突现学校的专业特色，不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界，如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力，各大高校需要有自己的专业特色，但现在各个高校的现状仍然是“全面发展，没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。

四、面向应用型人才培养目标的课程改革

针对上面阐述的相关问题，本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案，具体地说：

首先，削减理论课的课时，加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端，这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象，唯一的方法就是改变授课内容，适当削减理论课的课时，加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标，也符合创新型本科生的特点。

其次，积极推进“校企联合办学”，让学生更早接触业界发展，指导择业、就业。正如前面介绍，现在各大高等院校的教学内容理论性太强，学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态，工作效率差，影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间，比如大学三年级或更早，推进“校企联合办学”，使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点，这对于学生后续进入工作非常有利，同时也能推进学校科研工作。

最后，实现优质教学资源的共享。这里的教学资源，除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容，但真正取得的成效还相对比较小。另外，针对集成电路设计专业来说，跟随业界发展的相关知识更新较快，配套的软硬件代价较高，如果能实现高校软硬件教学资源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，这将更有利于提高毕业生的整体水平。

五、结论

本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点，并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况，指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时，文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下，如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。

参考文献：

[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理，2012，（29）：117-119.

[2]殷树娟，齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-66.

[3]侯燕芝，王军，等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（10）：124-126.

[4]张宏勋，和荫林，等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索，2012，（10）：162-165.

篇8

IC设计工程师是当今最受人尊敬的金领职业之一，不但收入相当丰厚，而且工作极富挑战性和成就感。在全国就业形式比较严峻的今天，IC设计工程师就业却是另一片天地，在北京、上海、深圳等地，IC设计人才都做为紧缺人才被列进重点引进人才目录，具有经验的设计人员更成为各IC公司高薪争抢的对象，IC设计人才严重供不应求。广大在校学生和初入IC设计行业的工程师也因为缺乏项目经验和实践环境,很难在这一领域获得进一步提升和发展，而IC设计公司也苦于找不到具有工作能力的设计人才。

北京集成电路设计园第五日IC设计培训中心独家推出数字集成电路前端设计就业班，在最短的时间里让学员学习数字IC设计流程，设计方法，常用EDA工具，更以实际专题项目带领学员完成一个从最初的设计规范到门级网表实现的整个前端设计流程，手把手带领学员完成实际项目作品，使学员在领会IC设计知识的同时具备IC设计经验，并学会IC设计公司的团队分工与合作。学成后可以胜任IC设计公司一般性设计工作，最终的专题设计和作品更可以做为求职和职位提升的有力证明。

北京集成电路设计园是全国七个集成电路设计产业化基地之一，园区花费数百万美金购置的EDA设计平台，是北京乃至北方地区唯一可以提供完善的国际顶级EDA设计工具和试验环境的产业基地，同时园区有多家国内外知名IC设计公司入驻，吸引了众多设计人才在这里工作，浓厚的IC产业氛围为学习IC设计提供了绝佳的环境。

“数字集成电路前端设计就业班”已于2005年成功举办两期，学员有来自高校研究生、在职工作人员、应届毕业理工科学生等，实践性的课程使学员完成从对IC设计的陌生到熟悉的过程，亲历IC设计整个前端流程。开班以来得到学员的广泛认可，学员在本课程中学到的技术在求职中起到了关键性作用，先后有多名学员就职于国内知名IC设计公司，包括威盛、华大、六合万通、华为等，受到用人单位的好评。同时，在实践过程中积累的经验和新的方法，将在第三期中得到提升和发展。

如果您正在为就业发愁，正在苦苦寻找一份高薪工作在北京上海这些大城市大展宏图；

如果您想从事IC设计行业却不知道从哪里入手；

如果您刚刚踏入IC设计行业，感觉技术和工作压力很大；

那本课程将会带你踏上这条充满前途的金光大道，您的职业人生将从此与众不同……

课程特色

教授IC前端设计全部流程

特别实用、常用的IC前端技术和方法

真实实践环境，先进设计平台，实际项目设计、亲自动手制作

以直接就业为目的

招生对象

电子、计算机、通信等相关专业大学应届本科毕业生和低年级研究生

参加工作不久，需要提升技术水平和熟悉设计流程的在职工程师

或其它理工科背景有志于IC设计工作的转行人员

开课时间

2006年3月27日

课时数

共70学时

上课时间

每周一、三、五晚18:30-21:30

每周二、四、六自修及作业

上课地点

北京集成电路设计园量子芯座5层培训教室

费用

报名费100元

学费2800元，包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等，食宿自理。

优惠

2006年3月20日前报名，免收报名费

在校学生2006年3月20日前报名，可享受优惠价2300元!

5人以上团体报名可九折优惠！

食宿

外地学员可帮助联系住宿，可以就近选择北京大运村学生公寓，或方便实惠的公寓、单间、招待所、床位等。

附近有大运村食堂、北航食堂、小吃一条街及多家饭店可供选择，经济实惠，非常方便。

交费方式

银行汇款

开户名称：北京集成电路设计园有限责任公司

开户银行：招商银行北京大运村支行(649)

帐号：6381001510001

报名现场交款

地 址：北京市海淀区知春路27号量子芯座5层IC设计培训中心

报名流程

1． 索取或下载报名表

2． 按要求填表、将报名表传真或Email给我们

3． 电话或Email确认报名信息

4． 交纳报名费和学费

5． 领取交费收据、确认函、听课证

6． 报名成功

联系方式

电话：82357175/83/84-850/851/852/858/859

邮件：.cn

课程大纲和更多信息请查询网站：.cn

注：本班招生30人，招满截止，名额有限，预报从速！若报名人数少于10人则不开班

数字集成电路前端设计人才班

实战提高班

课程简介

北京集成电路设计园第五日IC设计培训中心独家推出具有极强实践性“数字集成电路前端设计实战提高班”课程，针对具有一定工作经验的在职工程师、高年级研究生以及需要项目经验的高校任课教师，按照IC设计公司产品开发流程，采取强化训练、项目实践、专题制作等方法，带领学员在真实的实践环境中提升技术水平。本课程为前端设计高端精华课程，在特别精简的时间内讲解非常完整的流程以及更实用的设计方法，课程涵盖了相关技术的核心内容，老师将自己的实践经验倾囊而授。

本课程在“数字集成电路前端设计就业班”成功举办的基础上，为学员提供技术进阶，目标直指培养较高水平IC设计工程师，在保证学员获得IC前端设计全部技术要点的同时，重点锻炼学员的实际动手能力，更为关键的是在长达45个学时，跨度近两个月的时间内，学生将以一个简单标量流水线处理器的设计为核心，进行RTL设计、逻辑综合、时序分析、芯片测试、综合验证、以及高级技术和设计优化的技术学习和项目实践。学员可以选择参与处理器设计或系统芯片IP模块设计，要求至少参与完成此处理器芯片或独立完成一个系统芯片IP模块从设计规范到网表实现的整个前端设计过程，最终的设计是可以拿去layout和流片的。

同时，本培训中心位于北京集成电路设计园――全国七个集成电路设计产业化基地之一，园区花费数百万美金购置的EDA设计平台，是北京乃至北方地区唯一可以提供完善的国际顶级EDA设计工具和试验环境的产业基地，同时园区有多家国内外知名IC设计公司入驻，吸引了众多设计人才在这里工作，浓厚的IC产业氛围为学习IC设计提供了绝佳的环境。

如果你具有相关专业学历，但缺乏一定的项目实践机会；

如果你面对学习或工作挑战，感觉压力很大；

如果你对芯片设计充满兴趣，希望用最短的时间学到人家需要两三年才能跨越的技术；

那么本课程将会成为你提升技术水平、跻身IC设计高级人才的理想选择！

课程特色

完全不同于学校的课程体系和授课方法

没有冗长而无用的理论介绍，直接教授最实用的设计方法和设计流程

真实实践环境，先进设计平台，实际项目设计、亲自动手制作

要求独立完成项目设计，具备真正意义上的项目经验

学成后做为高级人才可以推荐工作

招生对象

电子、通信、计算机等相关专业本科毕业,一年以上工作经验的在职工程师；

电子、通信、计算机等相关专业较高年级在读研究生；

一般高校需要项目经验的任课教师。

报名要求

有简单或小规模电路设计经验，或初步熟悉IC设计前端工作但缺乏项目经验；

有数字逻辑基础、了解VERILOG语言，会使用UNIX/Linux操作系统。

培训目标

可独立完成ASIC/SOC前端设计，成为中级IC前端设计工程师。

学 时

100学时，其中实习及专题制作45学时。

开课时间2006年3月16日

上课时间

每周四晚18：30-21：30，

每周六上午9：00-12：00、

每周日上午9：00-12：00

周一到周五自修及作业

上课地点

北京集成电路设计园量子芯座5层培训教室

费 用

报名费100元

学费4800元，包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等，食宿自理。

优 惠

2006年3月1日前报名，免收报名费

在校学生在2006年3月1日前报名，可享受优惠价4200元

5人以上团体报名可九折优惠！

食 宿

外地学员可帮助联系住宿，可以就近选择北京大运村学生公寓，或方便实惠的公寓、单间、招待所、床位等。附近有大运村食堂、北航食堂、小吃一条街及多家饭店可供选择，经济实惠，非常方便。

交费方式

银行汇款

开户名称：北京集成电路设计园有限责任公司

开户银行：招商银行北京大运村支行(649)

帐号：6381001510001

报名现场交款

地 址：北京市海淀区知春路27号量子芯座5层IC设计培训中心

报名流程

1． 索取或下载报名表

2．按要求填表、将报名表传真或Email给我们

3．电话或Email确认报名信息

4． 交纳报名费和学费

5．领取交费收据、确认函、听课证

6． 报名成功

联系方式

电话：82357175/83/84-850/851/852/858/859

邮件：.cn

课程大纲和更多信息请查询网站：.cn

注：本班招生30人，招满截止，名额有限，预报从速！若报名人数少于10人则不开班

集成电路封装工艺员培训

招生对象 大专理工类专业及以上学历

招生人数 限50人

开课时间 2006年2月13日-3月3日

（周一至周五上课）共120课时

课程内容

半导体基础制造程序、集成电路各类产品与应用、集成电路生产常用材料使用简介、集成电路英文应用、集成电路厂务与环境、封装基础知识、集成电路SOP学习、集成电路设备基本操作与应急处理、质量环境及工作安全教育、集成电路封装

开班宗旨

复芯微电子集成电路封装工程师培训为您的职业生涯铸造辉煌的起点

培训优势

订单培养、校企结合、高就业率

课程特色 名校资深讲师与企业主管共同授课；

独家使用教材；

严谨治学、定期考核

附赠行业素质、面试技巧等实用课程

职业前景

集成电路产业是未来全球高新技术产业的前沿和核心，是最具活力和渗透力的战略产业。作为集成电路产业人才缺口最大的封装产业，正需要大量有志于投身该事业的青年加入其中。

应届毕业生从事集成电路（IC）封装行业，年薪3-6万……

封装企业大多提供相当好的福利，包括吃、住、补贴……

想进入集成电路行业的您，请不要犹豫了！

招生对象 本科理工类专业及以上学历

招生人数 限30人

开课时间 2006年3月4日-4月2日

（双休日上课）共120课时

课程内容：

计算机网络与UNIX应用、半导体基础理论、集成电路制造工艺、集成电路设计概论、集成电路设计EDA软件、基本版图知识

开班宗旨：

复芯微电子IC版图设计师培训为您的职业生涯铸造辉煌的起点

培训优势：

订单培养、保证推荐、高就业率

课程特色 校内资深讲师与企业在职工程师共同授课；

独家使用教材；

严谨治学、定期考核

附赠行业素质、面试技巧等实用课程

职业前情：

集成电路产业是未来全球高新技术产业的前沿和核心，是最具活力和渗透力的战略产业。作为集成电路产业的命脉，目前长三角地区IC设计业的人才缺口已达20万……

IC设计业薪酬水平不断攀升，应届本科生从事IC版图设计起薪达3000元……

IC设计师平均月薪高达10000元……

看到这些数字，您还需要犹豫吗？

诚信责任创新

咨询人 宣佳博老师

咨询电话 021-51087308*8301

E-mail

TEL (021)- 51087308

FAX (021)- 50277166

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关键词：集成电路布图设计；知识；保护

前言：

当今世界，随着科学技术的迅速发展，电子科技迎来了蓬勃的发展机遇，在短短的几十年时间内，电子行业发展到了一个前所未有的高度。尤其是计算机行业，更是电子行业中的领导者。但是，在这些电子行业中，最离不开的，便是集成电路系统，即集成电路系统行业的发展影响着电子行业的发展。由于集成电路产业的迅速发展，在其知识产权保护方面存在的问题也逐渐的暴露了出来。本文便着重于集成电路布局设计的知识及知识产权保护方面进行研究，从而为我国的集成电路事业的健康发展指出一条清晰明确的道路，顺应时展的潮流。

1 集成电路布图设计概述

1.1 集成电路布图设计的概念

集成电路系统的基础是半导体，即由半导体材料作为集成电路的基本元件，经由多个元件进行合并连接，共同置于由半导体组成的基片上，最终组装好的集成电路在电子器械或电子系统中控制电流，进而发挥其电子功能的部件。在计算机技术并不发达的初级阶段，由于材料学以及电子工程学的发展比较落后，使得计算机内部的电子元件是经由导线进行彼此之间的连接，这种搭设方式不但增加了电流流动的时间，减缓了信息传输的速度，还极大的增加了计算机内部的集成电路所占用的空间，使得计算机的体积极大，且信息处理缓慢，功能缺乏。但随着时代的发展，材料科学的不断进步，人们找到了良好的电子材料进行集成电路的搭建，因此，在集成电路的布局设计上能否取得进步便成为了计算机事业能否发展的关键所在。所谓的计算机部件设计，是经由软件或者图纸进行电路布局的3D模型规划，其就与土木工程中的建筑设计图纸相似，能够为产品的制造进行技术支持与步骤提供。可以说，集成电路布局设计在集成电路发展事业中所占的位置是最重要的，且在资金的投入上也是最高的。通常需要巨大的资金投入与人才投入才能设计出合理的集成电路布局。

1.2 集成电路布图设计的基本特征

集成电路布局设计的基本特征可以大体分为三个方面，依次为无形性，复制性以及表现形式的非任意性。在无形性上，由于计算机中的集成电路布局是由专业技术人员进行的智慧创造，仅仅能记录在图纸上以及电子储存设备中。可以说，这种思维创作的智慧结晶仅能通过有限的载体进行反映，进而被人了解知晓。这些都是集成电路布局设计的无形性的体现。在复制性上的体现更为明显，当集成电路的布局设计储存在电子储存设备当中时，通过计算机中的软件便可进行信息的复制，从而使得集成电路的布局设计被复制为多份。当不具备集成电路的布局规划信息与图纸时，想要了解某一电子设备中的集成电路布局状况，可以对该电子设备进行拆分处理，将内部的集成电路暴露出来，通过照相仪器或扫描仪器进行内部布局信息采集，便可以采集到集成电路的布局信息。这种信息的采集可以极大的降低集成电路设计者的工作难度与工作量。在表现形式的非任意性上，集成电路在原材料的使用，元件的基本参数，工艺技术要求等等方面都有极其严格的要求。在技术规范与原则上也有一定的套路，因此说，在集成电路的表现形式上，其具有非任意性。

1.3 以电磁炉为例的集成电路

此处以电磁炉的集成电路为例进行简单分析。SM16312集成电路主要控制电磁炉中的显示屏部分。通过中央处理器的控制将电信号转化为数据信号，进行编码转化显示在显示屏当中。且当电磁炉的集成电路出现问题进行更换时，需要注意的问题更多，首先便要保证维修环境的整洁，防止环境中污染物的影响使得电磁炉的显示屏部位出现问题。由集成电路控制的显示屏灯管比较脆弱，电路维修时操作手段的不当会使得灯管破碎或传输导线的断裂。进行导线焊接时，时间不可过长，否则容易导致电路控制的显示屏部位完全损坏。

2 集成电路布图设计的知识保护

2.1 对集成电路布图设计进行保护的意义

之所以对于集成电路布局设计进行保护，是因为布图设计是脑力劳动者脑力创作的成果与智慧的结晶。集成电路布图属于电子产业中专业要求较高的行业，如果不具备高端的专业知识与专业素养就无法进行集成电路的布图设计。在设计者进行布图设计的过程中，设计人员要对电路中的各个元件有详细而充分的了解，在进行布图设计时，既要考虑到固有的一些设计规定与功能布局，还要充分发挥设计者的创造力，只有将这两点进行有机的结合，才能够创造出优秀的集成电路布图。由于电路布图的这种设计是一种无形的资产，只能通过有形的载体进行信息承载才能够被人们了解。所以要对这种无形的设计进行产权保护，才能够在最大程度上保证布图设计者的权益不受到侵害。在创造性与实用性上，由于集成电路的布图需要脑力的劳动，一旦创造出独特的且信息处理迅速的电路布图设计则会产生巨大的经济效益，且有可能会对电子行业的进步与革新产生较大的影响，因此需要进行知识产权保护。

2.2 集成电路布图设计保护模式选择

对集成电路布图设计进行保护，就需要依靠法律的力量。国家制定了相应的《关于保护集成电路知识产权条约》。其中对于集成电路的保护就有明确的规定，既要求布局设计自身是由设计者自身进行独立的思维创造或与其他人共同合作进行创造进而得到的成果。对于那些根据别人的集成电路布局设计进行模仿或复制的布局设计，不但不对其进行法律保护，还要追究其法律责任。由于集成电路布图设计涉及到原创性，创造性与新颖性这三个方面，因此，知识产权在对其进行保护时，既要保护到成果作品自身，还要对其中蕴含的创新点与思维创造部分进行保护，这有这样，才能对与集成电路布图设计进行充分的保护，进而保护设计者的智力成果与财产安全。

2.3 集成电路布图设计专有权设计

对于集成电路布图设计的专有权进行保护，需要对主体，客体以及内容这三方面进行保护。在主体保护方面，涉及到布图设计的设计者，这既包括设计者自身与在思维创造过程中一同参与的合作者，还包括布图设计的相关法人与组织，另外，相关的可以享受该成果的权利委托人也是保护主体之一。而保护的客体，指的则是设计者创造出的具备思维创造性的布图设计。对于集成电路布图设计的内容保护既是对于设计专有权的具体权能进行保护。具体包括有复制权，商业利用权。

3 结语

当今世界，随着科学技术的迅速发展，电子科技迎来了蓬勃的发展机遇，在短短的几十年时间内，电子行业发展到了一个前所未有的高度。集成电路是以半导体材料为基础的，由多个元件进行线路连接，设置在基片之上，以达到一定功能的电子产品。本文通过对集成电路布图设计进行概述，并对集成电路布图设计的知识保护进行分析，从而促进我国的集成电路事业的发展，使我国的电子产业赶上时代潮流。

参考文献

[1]蒋黎.集成电路布图设计法律保护研究[D].吉林大学，2013.

篇10

目前电子信息类专业学生对高频电子线路课程的学习动手操作能力匮乏，只注重理论知识的学习。本文在剖析学生对高频电子线路课程学习过程中出现典型问题的基础上，阐述了加强学生动手操作能力、团队协作能力以及电子元器件排除故障能力的观点，并浅谈了对高频电子线路课程设计及相关实践环节的改革实践，为高校高频电子线路课程的教学和课程设计提高一定的参考。

关键词：

高频电子线路；课程设计；改革；实践

高频电子线路是大学电子信息科学与技术、电子信息工程及通信工程等电子信息类学科的一门重要的专业基础课，涉及的知识点非常多，在整个培养方案中起到过渡的作用。该课程主要对高频电子线路的基本原理和基本分析方法的研究，以单元电路的分析和设计为主。笔者多年在高频电子线路课程教学一线中，发现学生在高频电子线路课程学习中只学一些基本知识，不注重动手操作实践能力，喜欢搞系统仿真，对电子元器件电路的搭建、焊接及调试缺乏积极性。鉴于上述问题，本文提出了一些高频电子线路课程设计的改革措施，为一线课程教师提高一定的参考。大学课程设计的最终目的是将学生从厚厚的书本理论知识学习的轨道上逐渐引向公司实际需求上来，理论联系实际，把简单的孤立单元电路加以系统化、集成化，且将电路原理分析、设计与电路搭建、调试等手段结合起来，让学生掌握集成电路设计的方法，了解实际科学实验的流程和实施办法，为以后的工作生涯埋下伏笔。

1加强学生的团队协作精神

高频电子线路课程设计是高校电子信息类学生在学习高频电子线路的过程中一门至关重要的课程，是高校学生在本科学习中一次熟悉实验流程的基础训练，是加强学生动手能力和自主学习能力的有效措施之一，同时，在课程设计中也能锻炼学生们的协作精神。在该课程实践的过程中，极个别小组不能在规定的时间内按时完成课程任务要求，经过研究主要存在四个原因:一是有些课程设计所需原件较多，同学们对有些器件不够熟悉导致实验无法进行，必须寻找更可靠的设计方案；二是有些同学不能合理的分配时间，存在“前松后紧”的现象，令整个设计小组的进度受阻；三是小组内交流程度不够，许多设备的参数设置不能匹配，导致整个系统无法兼容；四是在最后调试的过程中遇到问题小组交流不够及时，不能协商出好的解决方法。综合上述四个原因，在今后的课程设计中，必须提高同学们之间交流的频率，培养协作精神，并能从合作的过程中寻找解决问题的方案。为了响应国家培养创新人才的号召，使同学们在今后的竞争中能够脱颖而出，必须使学生们集各种优势于一身。首先要具备实践意识，众所周知实践是检验真理的唯一标准，在实践过程中要做到一切以实际为本；其次要加强合作意识，任何大项目的完成都是多人合作的结果，只有在众人的努力下，结果才会更准确；最后要培养管理的能力，一个工程是否能够顺利完成，要看管理的科学性，合理的管理制度往往能事半功倍。

2课程设计对高频电子线路教学的探索

实践开放的个性化实验教学模式，主要采取以下一些措施：对于学生专业实践能力的培养更多的看中实践能力，而不是过去的实验项目，为了形成一个完整的实践能力知识体系，将培养学生需要完成的专业实践能力的若干个知识点进行拆分，同时提供远多于实践学时要求的实验项目为学生设计，每个项目中包含着代表基础型、提高型、挑战型等不同程度层次的多个知识点。一般情况下，实验项目包含的知识点越多，则体现其具有很强的综合性和复杂性。在实验考核中主要的关注点在于学生对知识点的完成情况，因此学生不必完成那些固定僵化、一成不变的实验项目，但是整个实验体系所要求的关于实践能力知识点的训练是学生必须要完成的，这样可以避免“一无所知进实验室”和“老师手把手做实验”等现象。对于能力不同和兴趣爱好不同的学生可以较好的满足他们的个性化需求，使他们可以依据对自己的定位，自行选择对设计专业实验结构的参与，实现实验结构的因人而异，因材施教。本文提出的开放性自主实验模式，不仅为学生可以提供充分的探索空间，满足不同层次的学生需求，更重要的是在参与设计实验结构的过程中还能更好地帮助学生，全面性综合性的认识专业实践能力。

3教学手段的多样化

3.1基于ProtelDXP或AltiumDesigner等软件的计算机辅助教学。ProtelDXP电路设计是一种应用广泛的微机版电子电路辅助设计软件。使用ProtelDXP辅助教学的过程主要在课下完成，学生通过对高频电路的分析、估算、电路图制作和PCB板图制作等环节的学习。可培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的能力，使学生熟悉小型产品设计的流程和基本方法。

3.2基于数字化教学平台的辅助教学。东北电力大学搭建了数字化教学平台，其中高频电子线路作为校级精品课程位列其中。在该教学平台上，主要由电子教案、教学大纲、授课计划、课程PPT以及课程录像等模块组成。在开放的网络平台上，教师可在讨论板块上可与学生进行实时交流，及时将相关的教学资料和作业要求实时上传，让学生按时完成对应课程内容的测试题，及时了解学生对阶段性理论知识的掌握程度。

4高频电子线路课程设计案例

4.1设计完成系统结构框架图。通过构建框架图可以培养学生相应的设计能力，为大学本科阶段的学习或者将来实际参加工作打下坚实的基础。通过对系统结构框架图的设计，学生可以增强一定的自学能力、查阅文献的能力以及动手能力。

4.2设计PCB电路板。此环节能够培养学生的工程设计能力，通过电路原理图的封装设计，使得学生能够掌握相应的技巧。

4.3硬件电路的搭建与调试。本环节可以通过硬件电路的搭建来培养学生的实际动手操作能力，综合应用学生所学知识。最终通过对硬件的调试完成整个电路的设计，由实验结果分析判断设计的性能与效果。

5结束语

高频电子线路作为电子信息科学与技术、电子信息工程及通信工程等电子信息类专业的重要专业基础课，其课程设计不仅检验学生对已学的理论知识的掌握程度，而且在一定程度上还培养学生动手操作能力和创新意识。本文作者长期在一线教学实践过程中，对高频电子线路配套的课程设计做出了相应的调整和改革，并且取得了阶段性成果。下一阶段的主要工作是提高学生对高频电子线路课程设计的积极性，培养学生动手操作能力和创新能力，让学生真正意识到动手操作能力的重要性。

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