(中科院)集成电路设计验证
集成电路设计和验证的方法和技巧研究
集成电路设计和验证的方法和技巧研究随着科技的迅速发展和智能设备的日益普及,集成电路设计和验证成为电子工程领域不可或缺的一部分。
在集成电路设计和验证的过程中,科学有效的方法和技巧是取得成功的关键。
本文将探讨集成电路设计和验证的方法和技巧,包括设计流程、验证策略、仿真与验证工具的选择等。
1. 设计流程集成电路设计的流程一般包括需求分析、电路设计、物理设计和后端流程。
在需求分析阶段,需要明确设计的功能、性能和功耗等方面的要求,为后续设计提供指导。
在电路设计阶段,可以采用传统的手工设计方法,也可以利用现代化电路设计工具进行辅助设计。
物理设计阶段则涉及到电路布局和布线,以保证电路设计的物理可实现性。
在后端流程中,需要进行版图设计和芯片制造等工作。
2. 验证策略集成电路验证是确保设计的正确性和可实现性的关键环节。
在验证过程中,可以采用形式验证、仿真验证和硬件验证等策略。
形式验证通过数学推理和逻辑运算来验证设计的正确性,适用于小型设计和关键路径的验证。
仿真验证则采用仿真工具对电路设计进行功能验证和性能评估,可以检测出设计的错误和不足之处。
硬件验证则需要将设计转化为实际的硬件电路,并利用实验仪器进行验证和测试。
3. 仿真与验证工具的选择在集成电路设计和验证的过程中,选择合适的仿真与验证工具对于提高设计效率和准确性至关重要。
常用的仿真工具包括SPICE、Verilog和VHDL等,它们可以模拟电路的行为并进行功能验证。
验证工具则包括模拟器、逻辑分析仪、电源分析仪等设备,可以对设计进行实际的验证和测试。
在选择工具时,需要考虑其功能完备性、易用性、兼容性以及成本等因素。
4. 设计优化技巧在集成电路设计和验证的过程中,设计优化是提高性能和减少功耗的关键。
常用的设计优化技巧包括时钟频率优化、功耗优化、面积优化等。
时钟频率优化通过调整时钟周期、优化时序等方法来提高电路的工作频率。
功耗优化则通过减少电路的功耗消耗、采用低功耗设计技术等手段来降低功耗。
数字集成电路可测性设计(DFT)讲义第12讲
Test Point Insertion
Controll point Observation point
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
4
Ch. 12 - Test Technology Trends In Nanometer Age
reject rate
Fault coverage
f lt coverage fault
number of f detected faults total numb er of faul ts
Reject rate = 1 – yield(1 – fault coverage)
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
测试响应压缩
有损压缩 X位对错误位的掩盖
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
9
Ch. 12 - Test Technology Trends In Nanometer Age
第七讲
fault f1
z1 mismatched output
Logic BIST Architectures: STUMPS, BILBO
8
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
Ch. 12 - Test Technology Trends In Nanometer Age
第六讲
测试激励压缩
压缩x位,不影响故障覆盖率 游程编码,字典编码,哈夫曼编码,选择性编码 广播扫描设计:Illinois 扫描结构
中科院电路与系统导师研究方向
主要研究方向系统级芯片(SOC)设计方法研究用于系统芯片的EDA工具算法研究及实现超大规模集成电路与系统设计深亚微米和微波IC及电网络的理论、分析、计算机仿真电子电力器件及其集成目前正在重点进行以下几个方面研究工作:1、系统级芯片(SOC)设计方法研究进入二十一世纪,微电子工艺技术己进入超深亚微米阶段,目前集成电路的特征线宽已达到0.18um,已完全有能力将信息采集、加工运算、存贮和随动执行这样的超大规模信息系统集成并固化在芯片上,即SOC(System On Chip)。
根据国际微电子技术的发展现状和趋势分析,以超深亚微米(VDSM)和IP复用(Reuse)技术为支撑的微系统芯片(SOC)在世纪之交正在迅速发展,并将在新世纪成为集成电路技术的主流,这是我国集成电路产业发展十分难得的历史机遇。
我们当前急需去实现的是要抓住SOC发展的这一机遇,突出集成电路设计,加强与网络通信、信息安全和关键电子信息产品整机发展相结合,形成掌握自主知识产权的SOC设计能力和相应的高效服务体系,带动并支持我国集成电路行业的跨越式发展。
超大规模集成电路技术及应用研究正是将重点放在自主开发品种较全并有一定数量的可供嵌入的IP核和典型SOC芯片设计研究上;同时着力掌握以软硬件协同设计、IP复用和VDSM关键设计工具为代表的SOC设计技术;还要积极研究未来SOC新工艺、新器件和可靠性等关键支撑技术,实现我国超大规模集成电路技术的跨越发展。
2、EDA工具算法研究及实现目前,我们的工作重点放在后端工具的开发,主要是面向互连的布线方法学研究与实现。
正在从事或申报的课题有:“超深亚微米工艺条件下的关键线网布线技术研究”,“基于光学校正的超深亚微米IC物理设计优化技术研究”,“IC单元电路逻辑参数提取工具”,“单元电路的逻辑同构识别技术研究”等。
3、深亚微米和微波IC及电网络的理论、分析、计算机仿真随着互连线效应影响的越来越显著,这一方向的研究将有重大的意义,我们正在开展三地七校下一代超深亚微米VLSI设计方法学研究课题:“超深亚微米VLSI中电感参数提取”,而“基于网络快速模拟的电子器件建模”是与Transim/Cadence的合作项目。
集成电路设计与制造技术的创新性研究
集成电路设计与制造技术的创新性研究集成电路(IC)是现代电子技术的核心。
它将数百万甚至数十亿的电子器件,如电晶体、电容、电阻等,压缩在一个芯片上,实现了计算机、手机、平板电脑等科技产品的小型化、轻便化和高性能,促进了信息革命的发展。
IC技术起源于20世纪50年代末期,经过70多年的发展,已经成为现代社会的信息基础设施。
然而,在全球化、信息化的背景下,IC设计与制造技术的创新性研究面临着新的机遇和挑战。
一、IC设计的创新性研究IC设计是指在计算机辅助设计(CAD)系统的支持下,通过设计电路图和编写代码,实现电路功能的布局、布线和模拟验证。
IC设计涉及到数学、物理、化学、材料科学、工艺学等多个领域的知识,需要设计人员具备较高的理论功底和实践经验。
近年来,IC设计的创新性研究主要围绕三个方面展开。
第一方面是技术革新。
现代IC制造技术已经发展到纳米级别,影响了电路布局和元器件特性。
针对这一发展趋势,IC设计人员需要结合新的材料、工艺和设计方法,推出更高效、更省电、更稳定的电路芯片。
例如,基于多媒体技术的图像处理芯片、智能语音识别芯片、虚拟现实芯片等,都需要具备低功耗、高集成度、高可靠性等特点,才能满足用户的需求。
第二个方面是算法创新。
IC设计需要考虑到电路的复杂性和功能的可靠性。
因此,IC设计人员需要针对具体的应用领域,开发出创新的算法和设计工具,提高芯片的设计效率和可靠性。
例如,混合信号设计和射频设计都需要结合模拟和数字信号处理的技术,提高信噪比、降低功耗,这是一种新的技术路线。
第三个方面是芯片性能评估。
IC设计的成功与否,不仅仅靠设计人员的能力,还需要通过测试和性能评估来验证设计的效果。
近年来,电子电路自动化(EDA)软件已经发展到成熟的阶段,为芯片性能评估提供了可靠的方法和工具。
例如,仿真、验证、布局、分析等工具,可以较准确地模拟芯片的工作效果,提升芯片的稳定性和可靠性。
二、IC制造技术的创新性研究IC制造技术是指根据IC设计方案,在制造过程中对电路芯片进行的加工、制备和测试。
计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所)
组织结构
为求解计算机领域的上述重大科学问题,同时面向长远的科学发展需求,计算机体系结构国家重点实验室设 立五个主要研究方向,即计算机系统、微体系结构、编译和编程、VLSI与容错计算、非传统计算机体系结构。围 绕五个研究方向,结合实验室现有的基础和未来的发展规划,进一步分为四个实验室和四个研究组:先进计算机 系统实验室、微体系结构实验室、编译与编程实验室、集成电路实验室、并行算法研究组、处理器设计研究组、 存储系统研究组、量子计算研究组。
发展目标
建立具有国际水平的计算机体系结构研究实验平台,为全国计算机体系结构研究提供基础支持,为提高我国 计算机体系结构整体研究水平作出贡献。建设一支高水平、跨学科、结构合理的研究队伍,将学术骨干培养成为 所在研究领域中享有国际声誉的科学家,在国际上代表国内最高水平,建立计算机体系结构领域国际一流的科学 研究、技术创新和人才培养的基地。以满足高性能计算、高通量计算和人机物三元融合的计算需求为突破口,研 究万亿次级芯片体系结构,构建艾级(更高)高性能计算机;研究千线程级芯片体系结构,构建千万线程级高通 量计算机;发展可重塑芯片和族群体系结构,构建海云计算融合新型计算模式。进行面向艾级计算、EB级数据、 亿级并行的基础研究,研制50GF/w原型系统,突破2020技术墙。具体包括:单芯片百瓦、千核、十万亿次的处理 器体系结构设计、测试验证和自修复方法;十万个处理器芯片构成的系统互连和容错方法;亿级并行度的编程和 算法设计方法;高端计算如何利用新工艺、新器件(3D封装、光互连)的最新成果。
计算机体系结构国家重点实验室(中 国科学院计算技术研究所)
计算机体系结构国家重点实验室
01 基本信息
03 研究方向 05 组织结构
目录
02 正式揭牌 04 发展目标 06 研究单元
中国高校产业的四大集中营
中国高校产业的四大集中营[摘要]考研之旅已经拉开,作为一名考研新手,信息的了解至关重要,今天为大家盘点中国高校产业的四大集中营,预祝考研学子金榜题名!名校科研“甘露”,泽被中关村“硅谷”有中国“硅谷”美誉的北京中关村科技园区,是我国科技智力资源最为密集的地区,作为我国第一个国家级高新技术产业开发区,在过去的十几年里,中关村科技园区的经济发展始终保持着30%以上的增长速度。
这与中关村的独特区位优势密不可分。
人们之所以把中关村比作“硅谷”,除了两者共有的顶尖技术优势和强大的品牌企业凝聚力外,还因为都有卓越的学术研究资源优势:硅谷毗邻世界著名的斯坦福大学和伯克利大学,而中关村科技园区则紧靠北大、清华等名牌学府。
【群落一览】支柱专业:计算机科学与技术、电子学、电子信息工程提起中关村的软件信息技术产业,其丰富的内涵、细分的门类、涉及的学科技术之多让人目眩。
北京的高校中,能为该产业发展贡献力量的专业方向有很多,比较典型的有计算机科学与技术、电子学、微电子学、电子信息工程等。
计算机科学与技术的硕士阶段教育与本科教育不同,其不仅仅专注于对学生的计算机软硬件等基本理论、技能的培养,更是在此基础上,培养学生从事科学研究或独立承担专门技术工作的能力,通过与其他学科的交叉,运用计算机技术解决多种研究及应用课题。
与此相同,另外几门学科的研究生教育也在本科的基础理论和技术教育的基础上更趋深入、细致和专业化,不仅是为高校培养专业科研人才,更为中关村直接输送高水平专业技术人才,例如在中关村企业中日渐升温的软件测试人才等。
14家大学科技园区如今,北京的大学科技园已是遍地开花,这是中关村与高校群落进行科研技术联系的直观表现。
目前,北京大学、清华大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、北京科技大学、北京理工大学、北京化工大学等多所高校都设有计算机、电子等与中关村“硅谷”相关的专业,其中多所高校的此类专业排名位居全国前列,具有光明的就业前景。
集成电路设计中的物理验证技术综述
集成电路设计中的物理验证技术综述随着科技的迅猛发展,集成电路设计在各个领域都扮演着重要的角色。
然而,为了确保设计的可靠性和正确性,物理验证技术成为了集成电路设计过程中不可或缺的一环。
本文将对集成电路设计中的物理验证技术进行综述,包括验证的目标、流程、方法和挑战等方面。
首先,我们来看一下物理验证的目标。
物理验证旨在确保设计的电路在物理实施时能够正常工作。
其核心目标是检验设计规则的完整性、器件性能的有效性以及电路拓扑的正确性。
通过物理验证,可以减少因设计错误而导致的生产成本和时间浪费,同时提高产品的可靠性和性能。
接下来,我们来了解一下物理验证的流程。
物理验证的流程大致可以分为三个主要阶段:前物理验证、隐性物理验证和显性物理验证。
在前物理验证阶段,设计人员需要根据规则库和设计规范对设计进行规模和布局等方面的初步检查。
在隐性物理验证阶段,验证工具将对电路进行综合并生成原理图,然后通过静态检查和仿真等手段对电路进行验证。
最后,在显性物理验证阶段,验证工具将对电路的版图进行分析,包括物理规则的检查、DRC(Design Rule Check)和LVS(Layout vs. Schematic)等,以确保电路在物理实施时的正确性。
然后,我们来看一下物理验证的方法。
物理验证的方法主要分为几个方面:静态验证、仿真验证和物理规则检查。
静态验证主要是基于规则库进行检查,以确保电路的设计规范性。
仿真验证则是通过对电路进行电气性能和时序行为的模拟分析,以确保电路的功能和时序正确。
而物理规则检查主要是通过对版图进行检查,以确保电路不会出现版图规则方面的问题。
此外,还有一些先进的物理验证方法,如形式验证、布线规则验证和版图优化等,可以进一步提高验证的准确性和效率。
最后,我们来看一下物理验证所面临的挑战。
随着技术的不断进步和集成度的不断提高,物理验证所面临的挑战也日益增加。
首先是规模的挑战,集成电路设计的规模越来越大,需要处理的设计规则和布局也越来越复杂,这对物理验证的准确性和效率提出了更高的要求。
集成电路设计中的电路验证设计
集成电路设计中的电路验证设计集成电路设计是一个复杂且繁琐的过程,其中包括了许多关键的步骤。
在这些步骤中,电路验证设计被认为是确保集成电路性能、功能正确性的重要环节。
本文将详细介绍集成电路设计中的电路验证设计,分析其重要性,并探讨其关键技术和方法。
电路验证设计的定义和重要性电路验证设计是在集成电路设计过程中,通过对设计进行仿真和测试,以确保电路的功能和性能满足设计要求的过程。
其目的是发现和修复设计中的错误,避免在制造和应用过程中出现问题。
电路验证设计在集成电路设计中占据着重要的地位。
一方面,随着集成电路的规模越来越大,复杂度越来越高,电路验证设计能够有效提高设计的正确性,降低设计风险。
另一方面,通过电路验证设计,可以大大缩短设计周期,提高设计效率,降低制造成本。
电路验证设计的关键技术电路验证设计涉及到许多关键技术,其中包括:功能验证功能验证是电路验证设计的基础,其主要目的是验证电路的功能是否满足设计要求。
功能验证通常采用模拟器进行,通过对电路进行激励,观察其响应,以判断其功能是否正确。
时序验证是电路验证设计的另一个关键环节。
其主要目的是验证电路的时序性能是否满足设计要求。
时序验证通常采用时序分析器进行,通过对电路的时序特性进行建模和分析,以判断其时序性能是否正确。
可靠性验证可靠性验证是电路验证设计的另一个重要环节。
其主要目的是验证电路的可靠性是否满足设计要求。
可靠性验证通常采用统计方法进行,通过对电路进行大量的测试,以判断其可靠性是否正确。
功耗验证功耗验证是电路验证设计的另一个关键环节。
其主要目的是验证电路的功耗是否满足设计要求。
功耗验证通常采用功耗分析器进行,通过对电路的功耗特性进行建模和分析,以判断其功耗是否正确。
电路验证设计是集成电路设计中不可或缺的一个环节。
通过电路验证设计,可以有效提高电路的功能、性能、可靠性和功耗等方面的正确性,降低设计风险,缩短设计周期,提高设计效率,降低制造成本。
验证方法和技术在电路验证设计中,有多种验证方法和技术可供选择,这些方法和技术各有优缺点。
数字集成电路可测性设计(DFT)讲义第1讲
Good chip appears to be faulty (fails test)
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
11
Introduction
Electronic System Manufacturing
A
system consists of
Moore’s Law: scale of ICs doubles every 18 months
Growing size and complexity poses many and new testing challenges
VLSI M LSI
1960s 1970s 1980s 1990s 2000s
EE141 VLSI Test Principles and Architectures
5
Introduction
Importance of Testing
Moore’s Law results from decreasing feature size (dimensions)
from 10s of µm to 10s of nm for transistors and interconnecting wires
8
Introduction
Testing During VLSI Development
Design verification targets design errors
Corrections made prior to fabrication
Design Specification Design Fabrication Packaging Quality Assurance Design Verification Wafer Test Package Test Final Testing
内部参考资料-同济大学外事办公室
内部参考资料外事港澳台留学生工作通讯2006年5月同济大学外事办公室、港澳台事务办公室和留学生办公室主编本期导读重要来访 3 德国黑森州州长科赫先生率团来访我校与美国明导公司(Mentor Graphics)共建联合实验室法国交通、装备、旅游与海洋部部长Dominique Perben先生一行来访校际交往 4 美国印第安纳大学Bloomington分校公共与环境事务学院院长来访德国慕尼黑工大副校长来访德国慕尼黑大学校长来访韩国仁济大学学生交流项目负责人来访日本滋庆学园理事长一行来访美国纽约州立大学Geneseo分校助理教务长来访美国波特兰州立大学副校长兼教务长一行来访美国北卡罗来纳州立大学土木与环境系主任来访校企交往 6 美国联合技术公司代表来访NEC总裁来访国际会议6中德城市道路交叉口信号控制技术研讨会在校召开首届中国国际翻译产业论坛在校召开和谐城市-城市的可持续发展与挑战研讨会在沪召开授予荣誉称号7 授予刘正白博士我校兼职教授称号授予张亚勤博士我校顾问教授,徐峰雄博士、张益肇博士兼职教授称号新签协议8经济与管理学院与德国曼海姆大学商学院签署学术交流与合作协议与韩国高等科学技术学院签署学生交流备忘录研究生院与日本德岛大学研究生院签署双学位协议校领导出访8 李永盛常务副校长率团访问美国万钢校长率团出访德国和俄罗斯综合信息10法国总统府顾问来访陈小龙副校长出席小岛屿国家可持续发展培训班开幕式法国南特都市圈政府代表团来访万钢校长出席中德校长论坛法国著名神经放射学专家来访法国罗伯特·舒曼大学新闻教育中心“海外迁移教学项目”成果汇报会在校举行港澳台动态12 “沪港台大学生国情研讨交流计划”在校启动重要来访德国黑森州州长科赫先生率团来访5月12日,德国黑森州州长科赫先生率团来访我校。
周家伦书记和朱绍中副书记在中德学院大楼901会议室会见了代表团。
周书记首先向首次来访的科赫州长表示欢迎,接着介绍了同济大学的概况,尤其强调了我校与德国,特别是黑森州的传统合作以及与企业界的密切联系。
2023年集成电路设计与集成系统专业介绍及就业方向
2023年集成电路设计与集成系统专业介绍及就业方向集成电路设计与集成系统专业是计算机科学与技术领域的一个重要分支,是研究半导体芯片、系统与嵌入式电子设备中电路的设计、仿真、测试、制造等方面的学科。
本文将从该专业的背景介绍、课程设置、就业方向及前景等方面进行分析。
一、背景介绍随着半导体工业的发展和市场需求的增加,集成电路设计与集成系统已成为信息产业中尤为重要而且很有前途的一个专业领域。
集成电路设计与集成系统专业是一种复合型的学科,需要掌握各种学科的知识,如数学、物理、电子学、计算机科学等。
学生需了解模拟电路、数字电路、信号处理等基础理论,熟悉EDA软件工具使用,以及芯片设计流程等方面的知识。
该专业的学生通常会学习到数字半导体电路设计、模拟电路设计、信号处理、EDA工具等相关的知识。
通过这些课程的学习,他们能够掌握嵌入式系统的开发、数字信号处理算法的设计与实现、集成电路芯片的设计、测试与验证等相关技能。
二、课程设置该专业主要课程包括了以下几个方面:1. 模拟电路设计:学习模拟电路的基本原理及相关的工具和技术。
2. 数字电路设计:学习数字电路设计的理论、算法及相关软件。
3. 信号处理:学习信号处理的理论和应用,掌握常见的信号处理算法。
4. EDA工具:学习EDA工具的使用以及芯片设计流程。
5. 其他选修课程:如计算机体系结构、计算机网络等相关课程。
三、就业方向毕业生可从以下几个方向中选择自己的发展方向:1. ASIC芯片设计:毕业生可以通过在数字芯片、模拟芯片、混合芯片等方面的设计、测试、验证等员工起步,并逐渐成为芯片设计的技术专家。
2. 嵌入式系统设计:毕业生可以从事嵌入式系统设计、开发、测试等相关工作,并且通过不断的学习,逐渐成为项目经理或者技术专家。
3. 电路仿真测试:毕业生可以从事数字与模拟电路的仿真设计、测试验证等相关工作,并在之后逐渐成为电路技术专家。
四、前景展望当前,集成电路设计与集成系统经历了巨大的发展,市场对该行业的需求也随之增加。
集成电路工艺设计包PDK自动化验证与界面化的实现方法
Research and Design I研究与设计集成电路工艺设计包PDK自动化验证与界面化的实现方法程长虹,孙杰,胡少坚(上海集成电路研发中心有限公司,上海201203)摘要:分析集成电路的自动化验证PDK方法,以及PDK验证过程中遇到的难点问题。
通过Skill汇编语言建立系统化的PDK自动化验证界面工具。
这是一套适用于不同工艺,嵌套在Cadence virtuoso平台下的PDK自动化验证方法,可以大大提高PDK验证的质量和效率。
关键词:集成电路设计;工艺设计包;自动化验证;Cadence Virtuoso0中图分类号:TN402文章编号:1674-2583(2019)08-0017-03D01:10.19339/j.issn.1674-2583.2019.08.006中文引用格式:程长虹,孙杰,胡少坚.集成电路工艺设计包PDK自动化验证与界面化的实现方法[J].集成电路应用,2019,36(08):17-19.Study on QA Automation and Interface Realization for PDK CHENG Changhong,SUN Jie,HU Shaojian(Shanghai IC R&D Center,Shanghai201203,China.)Abstract—This paper analyses the PDK method of automatic verification of in t eg rated circuits and the difficulties encountered in the process of PDK verification.A systematic PDK automatic verification interface tool is established by Skill assembly language.This is a set of PDK automation verification method which is suitable for different processes and embedded in Cadence virtuoso platform.It can greatly improve the quality and efficiency of PDK verification.Index Terms——IC design,process design kit,automated verification,Cadence Virtuoso.1引言随着半导体工艺的发展,MOS管特征尺寸不断缩小,器件集成度不断提高,工艺和设计流程也越来越复杂,PDK(Process Design Kit)⑴已成为连接IC工艺和设计流程(尤其是模拟,混合电路等)的必不可少部分。
集成电路测试标准
CESI成立于1963年,是电子信息技术综合 性技术基础研究所。 主要从事电子领域标准的制、修订及相关 标准化活动,通国际标准化机构有良好的 合作;
1.2国际相关标准化机构介绍
1.2.1 美国电气与电子工程师协会(IEEE) IEEE:Institute of Electrical and Electronics Engineers。 IEEE于1963年由美国电气工程师学会 (AIEE)和美国无线电工程师协会(IRE) 合并而成,是美国规模最大的专业学会。
边界扫瞄测试的限制 由于边界扫瞄技术的架构是建立于串行资料 传输之上,由于芯片的结构越来越复杂, 测试过程所得的资料量也越来越庞大,因 此测试速度与测试时间就成了测试过程中 的重大问题。而在整个测试状态之下,系 统将会承载远高于正常工作状态下的功耗 ,因此也有可能造成芯片的损坏,因此低 功耗测试流程的研究也是重点之一,就目 前来说,也已经有相当多的成功案例。
IEC标准的权威性是世界公认的。IEC每年要 在世界各地召开一百多次国际标准会议, 世界各国的近10万名专家在参与IEC的标准 制订、修订工作。 我国1957年参加IEC,1988年起改为以国家 技术监督局的名义参加IEC的工作,中国现 在是IEC的89个技术委员会和107个分委员 会的P成员。。近期将改为以中国国家标准 化管理局的名义参加IEC的工作。目前,我 国是IEC理事局、执委会和合格评定局的成 员。
IEC的宗旨是,促进电气、电子工程领域中标 准化及有关问题的国际合作,增进国际间 的相互了解。为 国际电工委员会实现这一 目的,IEC出版包括国际标准在内的各种出 版物,并希望各成员在本国条件允许的情 况下,在本国的标准化工作中使用这些标 准。
目前IEC的工作领域已由单纯研究电气设备、 电机的名词术语和功率等问题扩展到电子、 电力、微电子及其应用、通讯、视听、机 器人、信息技术、新型医疗器械和核仪表 等电工技术的各个方面。
数字集成电路可测性设计及验证方法学
数字集成电路可测性设计及验证方法学
1.测试点的选择:在电路设计中,需要合理地选择测试点,即在电路中插入一些测试点,使得电路在测试过程中能够容易地被触发和测试。
测试点的选择应考虑到电路的结构特点和功能,以及故障模型等因素。
2.异常检测和故障模型:为了提高电路的可测性,需要定义电路的异常状态和故障模型,即电路可能出现的错误状态和故障类型,以便在测试过程中能够准确地检测和识别这些异常和故障。
3.自测试技术:自测试技术是一种通过电路自身来进行测试的方法,即在电路中嵌入一些特殊的测试电路,使得电路在自动运行时能够自行进行测试和检测。
自测试技术能够提高测试的效率和可靠性。
4.规范测试方法:规范测试方法是一种通过应用特定的测试模式和测试向量来进行测试的方法,即通过输入一系列的测试数据来触发电路的不同功能和路径,以检测和验证电路的正确功能和可靠性。
5.模拟仿真和硬件验证:模拟仿真是一种通过运行仿真软件来模拟电路的工作过程和性能的方法,以验证电路的功能和性能。
硬件验证则是通过制造一些原型电路并进行实际的测试和验证来验证电路的可靠性和正确性。
通过以上的设计和验证方法学,可以有效地提高数字集成电路的可测性和可靠性,从而确保电路的正确性和功能性。
中科院研究生院集成电路专业课程设置
中国科学院研究生院集成电路工程硕士专业学位研究生课程设置一、专业方向设置集成电路设计;集成电路工艺。
二、学分要求总学分应不少于37学分,其中课程学习不少于32学分(学位课程不少于18学分),必修环节5学分。
课程类别 课程编号课程名称课时 学分 备注 预修课程电子线路 40 不计学分 IC101 *自然辩证法 40 2 IC102 *科学社会主义 40 2 必修 (二选一) IC103 *英语(Ⅰ) 60 3 必修 IC104*英语(Ⅱ) 60 3 必修IC105 *电路 60 3IC106 *高等工程数学 60 3 二选一IC107 *信息检索 20 1 IC108 *文献综述20 1 IC109 *科研方法与科技论文写作 20 1 必修 (三选一)IC110 *知识产权20 1 公 共 基 础 课IC111*知识产权与司法保护 40 2 必修 (二选一)IC201 现代数字信号处理 60 3 IC202 数字逻辑设计60 3 IC203 *数字大规模集成电路设计 60 3 IC204 *模拟集成电路设计 40 2 IC205 *EDA 工具原理与应用 60 3 IC206 *SOC 设计方法60 3 IC207 *可编程逻辑器件设计(FPGA ) 60 3 IC208 *集成电路后端版图设计 60 3 IC209 嵌入式系统分析 40 2 IC210 硬件描述语言 60 3 IC211 嵌入式处理器编程 60 3 IC212 嵌入式实时操作系统 60 3 专 业 基 础 课 及 专 业 课IC213RF 集成电路设计402IC214 *半导体器件物理 60 3 IC215 *VLSI 制造工艺及设备 60 3 IC216 *微电子材料与工艺 60 3 IC217 *微电子封装技术 60 3 IC218 *集成电路测试技术 60 3 IC219 微机电系统(MEMS ) 54 3 IC220 IC 可靠性技术和失效分析 40 2 IC301 计算机体系结构 60 3 IC302 智能控制原理与应用 60 3 IC303 计算机集成电路设计 40 2 IC304 通信集成电路设计 40 2 IC305 数字家电 40 2 IC306数字媒体技术 40 2 IC307 计算机辅助设计 40 2 IC308 项目管理学 40 2 IC309 管理经济学 40 2IC310 现代企业管理 40 2IC311 ERP 原理与应用40 2 IC312 组织行为学与人力资源管理 40 2 IC313 客户关系管理 40 2 IC314 高级沟通技巧 20 1 领 域 选 修 课IC315 知识管理201IC401IT 前沿技术系列讲座 IC402 IT 应用系列讲座 IC403 IT&管理系列讲座 IC404 IT&人文系列讲座 20 1学位要求不少 于1个学分IC405 高级讨论课 40 2 专 业 综 合 课IC406集成电路领域研究 40 2开题报告1 中期报告2 必修环节 工程实践与学术专题报告2共5学分备注:课程名前标注*的为本领域学位课。
中科院_段成华_专用集成电路设计_作业 2
Assignment 21. (7.10)Implement a NAND gate model using the IEEE nine-valued system.For the RS flip-flop shown in Figure 7.60, assume that both gate outputs are initially U, and that the two inputs R——and S——are initially 0 and switch to 1 simultaneously. Simulate the circuit at logic gate level when:a.Both gates have identical delays.b.The two gates have different delays. Compare your results.YY’Figure 7.60 R-S flip-flop------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------RS触发器的门级模型----------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity RS isport ( NS,NR: in std_logic;Y,NY : out std_logic);end entity RS;architecture rtl of RS iscomponent nand0 isport (a,b:in std_logic;c:out std_logic);end component;signal z1,z2:std_logic;beginNY<=z2;Y<=z1;u1:nand0 port map(NS,z2,z1);u2:nand0 port map(NR,z1,z2);end architecture rtl;------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------RS触发器的门级模型测试激励----------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;entity RS_TB isend entity RS_TB;architecture RTL of RS_TB iscomponent RS isport ( NS,NR: in std_logic;Y,NY: out std_logic);end component;signal NY :std_logic:='1';signal Y :std_logic:='1';signal NS :std_logic:='0';signal NR :std_logic:='0';beginDUT:RS port map(NS => NS,NR => NR,y => y,NY => NY);processbeginNS <= '0';NR <= '0';wait for 0.1 us;NS <= '1';NR <= '1';wait for 0.1 us;end process;end architecture RTL;------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------共同延迟的RS电路门级仿真、此次采用的是VCS 2009.12--------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------一、建立和设置环境变量二、分析三、Elaboration四、仿真1、调用DVE2、查看仿真波形3、根据DVE检查波形,分析功能上图是VCS图形界面的DVE工具显示的波形图,从上面可以得到一下几个结论:1、初始状态输出端为‘U’,输入端均为‘0’;2、在1ns的反应延迟之后,输出端根据当前状态被置为‘1’;3、在100ns时,输入端同时置‘1’,此时输出端出现震荡状态。
集成电路设计中的仿真与验证技术研究
集成电路设计中的仿真与验证技术研究集成电路(Integrated Circuit,简称IC)是电子技术发展的重要产物,广泛应用于各个领域,如通信、计算机、消费电子等。
在IC设计的过程中,仿真与验证技术是非常关键的环节。
本文将探讨集成电路设计中的仿真与验证技术,并研究其在实际应用中的重要性和挑战。
仿真是指使用计算机模型对电路进行计算和分析,以评估其性能、功能和稳定性。
在集成电路设计中,仿真技术能够有效地验证电路的设计方案,提前发现潜在的问题,并指导后续的设计优化。
仿真技术主要包括数字电路仿真、模拟电路仿真和混合信号仿真。
数字电路仿真主要用于验证逻辑功能、时序和时钟相关的问题。
模拟电路仿真则用于验证电路的性能指标,如增益、频率响应和功耗等。
混合信号仿真则结合数字电路和模拟电路仿真,用于验证数字系统与模拟系统之间的接口和交互。
虚拟仿真平台是集成电路设计中常用的工具,如Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的Spectre和Synopsys的VCS等。
这些虚拟仿真平台提供了丰富的仿真功能和库模型支持,可以实现高效、准确的集成电路仿真。
此外,硬件描述语言(Hardware Description Language,简称HDL)也是集成电路仿真中重要的工具。
HDL能够用于描述电路结构、逻辑关系和信号传输等,以便进行仿真和验证。
在集成电路设计过程中,验证是指对电路的功能和性能进行验证,以确保其符合设计要求。
验证旨在检测电路的逻辑错误、时序问题和功能缺陷等,确保电路的稳定性、正确性和可靠性。
验证主要分为静态验证和动态验证两种方式。
静态验证主要通过形式化验证、符号模型检测和定理证明等方法,基于数学建模和逻辑推理来验证电路的正确性。
动态验证则通过仿真和测试等方法,在实际环境中验证电路的功能和性能。
验证技术的研究和应用在安全性和可靠性等方面有着重要的意义。
为了降低芯片设计中可能的风险和成本,集成电路设计人员需要提前进行全面的验证工作。
芯片集成电路电磁兼容测试技术
芯片集成电路电磁兼容测试技术发布时间:2022-10-17T07:49:33.367Z 来源:《科技新时代》2022年4月8期作者:郑益民[导读] 当今,集成电路的电磁兼容性越来越受到重视郑益民浙江诺益科技有限公司浙江杭州 310051摘要:当今,集成电路的电磁兼容性越来越受到重视,芯片电磁兼容(EMC)技术关乎整机电子系统及其周围电子器件的运行的安全可靠性,电磁兼容性。
电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范,降低电磁发射和增强抗干扰能力, 集成电路(IC)的电磁兼容性(EMC)的测试方法正受到越来越多的关注,文章基于国内外资料调研和课题组的研究成果, 介绍了器件级(IC)EMC测试方面的发展现状,测试标准,详细介绍了器件级(IC)主要的电磁兼容测试方法。
关键词:标准集成电路电磁兼容电磁辐射 GTEM小室 TEM小室1、集成电路电磁兼容项目背景近年来,世界范围内电子产品正在以无线、便携、多功能和专业化的趋势快速发展,集成电路在数字电子产品与电子系统中越来越重要,使用的程度也在随着集成电路产业的发展不断加深,从摩尔定律提出至今,集成电路就基本保持每2年集成度翻一倍、但是价格却减半的发展趋势。
尤其是近些年来,IC 芯片的频率越来越高,所集成的晶体管数目越来越多, IC芯片自身的供电电压越来越低,加工芯片的特征尺寸进一步减小,越来越多的功能,甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中。
这种快速发展也造成了电子系统电磁兼容性问题的日益突出,芯?复杂性、IO口的数量、?作频率、瞬态电流都会有所增加,这些发展均使得芯片级电磁兼容显得尤为突出,更高的集成度和使用密度,是片内和片外耦合的发生几率大大提高。
在电子产品和电子系统中,通常集成电路是最根本的骚扰信号源,它把直流供电转换成高频的电流、电压,造成了无意发射和耦合。
而当其输入或供电受到干扰时,误动作的可能性将大大增加,甚至造成硬件损坏。
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集成电路设计验证1李晓维吕涛李光辉邵明摘 要 设计验证(Design Verification)是集成电路设计中不可或缺的重要组成部分。
功能验证是设计验证最基本的内容,用于判别设计规范(Specification)和实现(Implementation)之间是否一致。
本文介绍模拟验证、形式验证中的等价性检验(Equivalence Checking)和模型检验(Model Checking),介绍设计验证的基本原理以及我们在设计验证方面的基础研究成果和工程应用经验。
1 引言随着集成电路的广泛应用,对功能正确性及速度、功耗、可靠性等都有严格要求。
其中,功能正确性是最基本的要求。
2003年度的国际半导体技术发展报告(International Technology Roadmap for Semi-conductor, ITRS2003)[1]指出,验证已经成为集成电路设计流程中开销最大的工作。
在目前的工程项目中,验证工程师的数目超过了设计工程师,对于复杂的设计更是达到了2:1或者3:1的比率。
造成这种局面的原因:一方面,设计的规模正如摩尔定律所指出的呈指数增长。
如果用设计中的状态数目来衡量功能复杂度的话,则设计的功能复杂度随着设计规模又呈指数增长。
如此惊人的速度,对验证技术的处理能力提出了极大挑战。
另一方面,历史上对设计流程中的其它环节(如逻辑综合、布局布线、测试产生等的自动化问题)关注颇多,而对验证重视不够。
造成验证成为目前的瓶颈。
如果没有重大突破的话,验证将成为未来集成电路设计工业流程中的重大障碍。
验证不仅是研究领域中的热点,它与企业的经济效益也是直接相关的。
1994年奔腾处理器浮点处理部分出现瑕疵而被迫召回,Intel为此付出了4.75亿美元的高昂代价。
因此,必须要有高效的设计验证方法来将设计错误发生的可能性降低到最小,同时又要缩短产品面市时间,从而实现经济目标。
这显然不是哪一种单一的验证工具可以做到的。
一般来讲,设计验证方法包括两大类:模拟的方法和形式化的方法。
一般的模拟验证流程如图1所示。
形式验证使用严格的数学推理来证明一个系统满足全部或部分规范[2]。
这就要求设计方案的规范和实现都存在形式化的描述。
形式验证方法大体上可分为三类:等价性检验、模型检验、定理证明(Theorem Proving)。
图1 模拟验证流程2 模型检验的变迁2.1 硬件模型检验VLSI/SoC设计可以用形式的方法抽象成有限状态机器模型。
所谓有限状态机器是指一个状态随着输入而变化的系统。
如图2所示,若当前状态为X,而输入为I,系统会从当前1本文摘自中国科学院计算技术研究所内部刊物—信息技术快报 2004 年第 9 期状态迁移到Y ,相应的有输出O 。
在该抽象系统上来验证设计是否合乎设计初衷,一个重要的验证方法就是模型检验。
模型检验概念是Clarke 和Emerson 在1981年提出的。
光阴荏苒,转瞬二十几年,模型检验也从概念雏形逐渐走向成熟,走向工业应用。
模型检验所针对的对象是同步的时序设计。
系统的设计规范用时态逻辑公式来刻画。
而通过对有限状态系统可达状态空间的遍历来证明设计符合规范,增强设计者的信心,或者是通过提供规范的反例,以帮助设计者来发现早期设计的错误。
反例给出的方式是从系统的初始状态出发到“坏”的状态的路径。
系统的状态空间能够用有效的抽象符号算法来隐含地描述。
抽象符号算法包括有向迁移图、二叉决策图(BDD- binary decision diagram )、合取范式(CNF- conjunctive normal form )等有效手段。
模型检验作为重要的形式验证方法有如下三个最基本的特点[3]:其一,自动化程度高。
只需要给出所要设计的模型描述,以及所要检验的规范,不需要验证者与工具进行很多复杂交互,模型检验即自动给出验证的结果。
如果一个系统不满足某个属性,模型检验会自动给出有悖于这个属性的反例。
其二, 假定被验证的对象是有限的。
模型检验应用成功的典型例子是数字时序电路以及一些通讯协议。
其三,模型检验所认定的描述系统属性的语言是时态逻辑。
可以认为时态逻辑是在逻辑的基础上添加对时间的描述,它所针对的是随着时间的推移,对考察的事件发生与否的认定。
一般说来,可以将模型检验所要验证的时态属性分为活性和安全性两种[3]。
所谓活性是指从系统的初始状态出发一定能达到某种所期望的状态,而安全性是指从系统的初始状态出发,不期望的状态始终不会达到。
设计的系统活性失败,是指不存在从系统的初始状态到期望状态的路径。
模型检验在此种情况下是以状态环路的形式给出反例,即系统陷入到环路之中而不能到达所期望的状态。
当检验系统的安全性失败,模型检验会提供从初始状态到不期望的状态的路径。
从模型检验的方法可以看出,它所检验的设计的正确性是相对于规范而言,即在默认规范正确的情况下,来验证所设计的系统是否符合规范。
在实际的应用中,所设计的系统的状态空间往往超出能处理的规模。
所以模型检验一般用来寻找反例,即用来“证伪”,而不大可能在所能容忍的时间内给出完全性,并且不能排除系统存在错误。
正是因此,形式方法不能从真正意义上替代传统的模拟以及测试的方法,只能用来作为一种有效补充。
2.2 符号模型检验模型检验的发展一直是在克服内存爆炸这一瓶颈所带来的问题,因为它试图在整个系统的状态空间中来对规范寻找反例或者证明符合规范,而状态空间的大小,即系统所能达到的状态数目的尺度是与系统本身的尺度成指数关系的。
显然要想对系统进行完全的验证就不得不面对这样的问题:怎样有效的表示状态空间。
早期模型检验工具的雏形采用显式的方法来表示状态空间,通过逐个枚举系统可能达到的状态来对设计进行验证。
因此处理规模十分有限,仅仅达到几百万状态的容量,这阻碍了模型检验这种验证方法进入工业界。
怎样用一种紧致的隐含方法来表示状态空间是克服内存爆炸问题的第一个途径。
九十年代初期,研究者们注意到状态空间集合实际上可以用特征函数来表达。
这其实是将状态空间转化为布尔函数。
而BDD是布尔函数一种很好的表达方法,它是把布尔函数表示成正则的压缩的图。
早在1986年Bryant已经提出关于它的基本计算方法。
有限状态系统的迁移关系表示为布尔函数,从初始状态出发,遍历状态空间实际上是通过迁移关系来对初始状态进行迭代。
这些布尔运算都可以通过BDD的运算来完成。
迭代的每一个步骤其实是通过迁移关系迭代旧的已经到达的状态集合得出新到达的状态。
如果新的到达状态含有旧的到达状态中没有的状态,则继续进行迭代;反之则说明已经获得了全部可达状态,此时应该停止迭代。
第一个符号模型检验的工具SMV是1990年由McMillan在CMU开发的[4],就是利用了ORBDD(Ordered Reduced BDD)作为处理布尔函数的主要描述手段。
另外同期Coudurt 等人也把BDD引入模型检验,这使得模型检验所能处理的状态数目冲破了1020的藩篱,得以引起工业界的重视。
BDD的大小对布尔变量的顺序敏感,不同的布尔变量顺序对BDD的大小影响是显著的。
尽管对于变量的排序有很多启发性算法,存储BDD节点所需要的空间仍然与所表达的设计的尺度成指数关系。
2.3 有界模型检验引入模型检验[3], 这得益于在可满足问题求解引擎研究领域的发展。
它采用的主要原理是把迁移关系在初始状态上迭代有限次数,得到有界的状态空间,然后利用可满足问题的引擎在此空间内寻找所要验证的属性的反例。
所谓有界是指所考虑的从初始状态出发路径长度不超过K, 如果布尔函数另外一种表示方法是合取范式,由于它不像二叉决策图那样是正则的,消除了内存爆炸问题。
它不是“一劳永逸”地将布尔函数表达出来,而是通过搜索的办法,来寻找布尔函数的赋值,以使得函数结果为真,此时称该函数为可满足的;或者搜索遍整个状态空间发现不存在这样的赋值,即证明布尔函数在任何赋值的情形下永远为假,此时该函数称为不可满足的。
求解可满足问题引擎的研究在很多领域,例如在EDA(Electronic Design Automation),人工智能领域,得到了广泛的关注。
它的算法根据求解的方式可以分为两种,即完全算法和不完全算法。
前者包括取得欧洲专利的Stälmarck算法,以及在六十年代初期的Davis, Putnam, Logemann以及Loveland等人提出的总称为DPLL的搜索算法框架。
而不完全算法包括采用各种启发算法的随机方法,这种方法在人工智能领域有很多应用。
在工业界已经有关于有界模型检验成功应用的范例。
1)利用有界模型检验的方法,以SATO和GRASP作为主要的可满足问题引擎,Motorala 的PowerPC™ 微处理器的安全性得到了验证[6]。
2)Compaq的Alpha的微处理器的模型检验,“利用基于SAT- Boolean satisfiability problem(有界模型检验)的方法,使发现某些bug的时间从几天缩小至几分钟”。
在该工具中应用的SAT引擎是GRASP和PROVER[7]。
3)THUNDER和Forecast是Intel® 公司进行有界模型检验的工具。
其中前者是以可满足性引擎SIMO 为基础,而后者是以BDD 为基础。
前者应用于Pentium©4的实际的设计验证中。
经过试验对比,前者因使用了可满足性的引擎,对于验证Pentium 4™设计,在生产量(Capacity )和生产率(Productivity )两方面明显优越于后者Forecast[8]。
2.4 无界模型检验为了克服有界模型检验的不完全性,在2002年,利用SAT 的无界模型检验应运而生[9]。
它的主要思想如下:把状态集合以及迁移关系都用合取范式表示。
而在遍历可达状态时候需要可满足问题的引擎计算出所有的使得函数赋值为真的赋值。
这只需要把完全算法做出适当调整,当每求出一组可满足的赋值时,就将它们量化掉,直到最后得出的布尔函数是不可满足的,然后压缩所有解,并利用传统的SAT 引擎求解有限状态系统的不动点。
一旦能够确定出不动点,完全性也就随之获得了保证,因为不动点即是所有的可达的状态集合。
3 等价性检验方法等价性检验可以用来验证两个设计模型的功能等价性,例如RTL (register-transfer level )模型与门级模型,RTL 模型与RTL 模型,门级模型与门级模型。
因此,等价性检验被广泛应用到设计流程中的不同阶段。
然而不论是从理论还是应用领域来看,都还有很大局限性,仍具有很大的研究潜力。
传统的组合电路功能等价性验证是通过构造两个电路的规范表示形式,如真值表或二叉判决图 [10],当且仅当它们的规范形式同构时,这两个电路功能等价。