1集成电路CAD设计-绪论

集成电路CAD设计------绪论

主要内容

☐课程主要内容设置☐集成电路设计基础☐EDA工具应用介绍☐参考书

课程主要内容设置

☐教学课程（36学时）

集成电路设计基础

设计、仿真与综合工具

布局布线工具

验证与测试工具

☐实验课程（18学时）

Linux（Unix）操作系统应用

Cadence工具使用

课程主要内容设置

☐课程基础

应具备模拟集成电路设计、数字集成电路设计、集成电路工艺、半导体器件等课程的基础知识。

☐成绩评定

出勤（占总成绩比例的15%）

作业（占总成绩比例的15%）

期末考试（占总成绩比例的70%）

主要内容

☐课程主要内容设置☐集成电路设计基础☐EDA工具应用介绍☐参考书

集成电路设计基础

☐主要内容

集成电路设计概述

集成电路的发展

设计方法学及设计流程

系统级芯片设计（SoC）

集成电路设计基础---概述

☐集成电路(Integrated Circuit，IC)

是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。

集成电路设计基础---概述

☐按功能与结构进行划分:模拟IC、数字IC和数/模混合IC 模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为

•小规模集成(SSI)电路,(门电路10，或元器件~10) ；

•中规模集成(MSI)电路,(门电路10~100，或元器件100~1000)

•大规模集成(LSI)电路,(门电路100~，或元器件1000~1W)

•超大规模集成(VLSI)电路,(门电路1W~，或元器件1W~100W)

•特大规模集成(ULSI)电路,(门电路10W~，元器件100W~1000W)。

•巨大规模集成(GSI )电路,也称极大规模或超特大规模集成电路

☐数/模混合IC。

集成电路设计基础---概述

☐按制作工艺划分

半导体集成电路

将晶体管，二极管等等有源元件和电阻器，电容器等无

源元件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体单晶

片上，从而完成特定的电路或者系统功能。

膜集成电路

•厚膜集成电路：是在陶瓷片或玻璃等绝缘物体上，外加晶

体二极管、晶体管、电阻器或半导体集成电路等元器件构

成的集成电路，一般用在电视机的开关电源电路中或音响

系统的功率放大电路中。

•薄膜集成电路：是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度

在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合

相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀

等工艺制成的集成电路

集成电路设计基础---概述

☐按导电类型可分为

双极型集成电路

•双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大

•代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型 单极型集成电路

•单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成

大规模集成电路

•代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型

集成电路设计基础---概述

☐按设计方法划分

全定制电路：设计人员按用户的设计要求对结构、逻辑、电路等各个层次进行精心设计，特别要对影

响性能的关键路径做出深入分析，方案确定后进行

全定制版图设计阶段。

定制电路：采用标准单元设计方法。

半定制电路：采用门阵列等设计方法。

可编程逻辑器件：是完成全部工艺制造、可直接在市场购得的产品。

集成电路设计基础---概述

☐集成电路应用领域

☐按应用领域划分：通用IC和专用IC(Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)

☐ASIC---是完成某一特定功能的IC，与通用集成电路相对应；

集成电路设计基础---概述

☐VLSI设计中的几个问题

成本问题

设计正确性要求

设计的正确性是IC设计中最基本的要求。

VLSI设计的可测试性问题

随着VLSI功能的日趋复杂，测试费用所占的比例明显增大，

虽然芯片测试是在VLSI生产过程当中进行的，但是为了减小测试所需要的资源，往往在电路设计阶段就要考虑其可测试性的问题，增强测试的简易性。具体做法是在已有的逻辑设计基础上添加一些专门用于测试的辅助电路。

集成电路设计基础---概述

设计过程自动化

计算机在集成电路设计中的作用是不可取代的。如果说集成电路在最初发展阶段可以用手工进行设计的话。那么，如今集成电路设计离开计算机进行辅助设计是无法实现的。

由于IC设计这一独特的限制，就需要有功能更强、性能更好的EDA设计工具将整个集成电路设计过程统一考虑，前后呼应，从全局的观点使系统设计达到最优。

目前，实际上CAD软件及工具几乎渗透了VLSI设计的各个步骤中：工艺模拟、器件模拟、电路分析、逻辑验证、版图验证及参数提取、布图工具、综合工具、测试工具、封装工具......