关于定制集成电路设计流程的探讨

关于定制集成电路设计流程的探讨

摘要：随着集成电路设计技术的不断发展，以往通用的集成电路已经不能满足

用户的使用要求，所以必须加快研发用户需要的集成电路，即定制集成电路，定

制集成电路可以很好的满足用户的需要，因此，本文就定制集成电路的发展现状

以及设计流程进行了探讨。

关键词：定制集成电路；发展现状；设计流程

定制集成电路设计是集成电路设计的延伸，它是按照用户的需求而专门设计

的一款集成电路，满足了用户的需求。

一、定制集成电路设计的发展现状

目前，在集成电路的设计中，存在着一些不容忽视的问题，这些问题阻碍着

集成电路设计产品的发展革新。首先，集成电路的器件功能有些简单，当面对较

庞大的电路板、较大的电功耗、不稳定的系统等问题时，集成电路就无法适应社

会的需要了，而且集成电路在发展的过程中，研发的过程较为缓慢，等产品进入

市场后，已经无法适应市场的需要，这些因素都影响着集成电路行业的发展壮大，因此满足人们需要的定制集成电路应运而生。根据市场的需求，定制集成电路的

设计趋于复杂化，人们在设计定制集成电路时，大多借助了计算机软件，用计算

机软件绘制电路图，以及设计图的模拟和仿真实验，这样可以提高定制集成电路

产品的精确度。

定制集成电路的设计方式主要分为两种：全定制集成电路、半定制集成电路。全定制集成电路，在制造的过程中需要较长的时间，而且制造的成本很高，由于

电路设计的比较精密，因此在制造完成后，不容易进行一些修正，但它是按照用

户的需要而设计的集成电路，有预期的功能和技术指标，所以性能较好，面积小，有很好的集成度。半定制集成电路的设计可以用基于标准单元和基于门列阵这两

种方法。基于标准单元的设计方法是按照一些特定的规则把门、多路开关、触发

器这些逻辑单元进行排列，排列后和设计之前就设计好的大型单元结合起来，组

成定制集成电路；基于们列阵的设计方法则是将具有晶体管列阵的基片，或者是

通过掩膜互连的母片，这两种方式来完成定制集成电路的设计。在实际的应用过

程中，半定制集成电路具有较短的生产周期、较低的生产成本、便于修改、以及

可以进行大批量生产的优点，它和全定制集成电路在各自的领域内发挥着巨大的

作用，所以需要加快进行定制集成电路的研发和应用。

二、定制集成电路设计的流程

定制集成电路伴随着科学技术的发展，也在日渐完善，目前，定制集成电路

能够满足客户的需要，促进了集成电路产业的发展和进步。现在的定制集成电路

设计流程根据社会的发展变化，也相应地进行着革新。当前，定制集成电路的设

计追求细化与科学，因此在设计的过程中要注意分工的明确和细致，定制集成电

路设计流程可以分为三个部分，即设计规划和架构阶段、逻辑设计阶段、物理设

计阶段、仿真实验阶段。

（一）设计规划和架构阶段

产品的设计都是在满足市场的需求，定制集成电路的设计也是如此，当前，

随着电子信息技术的发展，电子产品已经深入到我们每个人的日常生活中，面对

着电子产品这个宽广的市场，需要专业技术人员及时调查市场信息，认识到市场

的需要，以及广大客户的需要，要及时的将定制集成电路应用到电子产品中。经

过一个阶段的市场调研之后，专业技术人员要分析这些数据，分析定制集成电路

应用的可行性、成本、生产周期，通过分析，专业技术人员就可以根据市场的需

要设计出客户需要的产品。

在设计规划和架构阶段中，我们根据市场的反应，分析出了市场需要什么样

的产品，接下来，我们进行定制集成电路设计的架构。在进行电路设计的架构工

作时，我们需要充分考虑之前收集到的市场信息，还要考虑到定制集成电路系统

的数据流向问题、系统操作等问题，这样才能构建起一个科学、合理的定制集成

电路设计架构，为后面的逻辑设计阶段、物理设计阶段打下了框架基础。

（二）逻辑设计阶段

我们在确定了定制集成电路设计架构之后，就要进行电路的逻辑设计。与传

统的电路原理图设计相比，定制集成电路使用的是硬件描述语言（HDL）。用硬

件描述语言设计电路可以得到一个非常详细的描述，它的描述语言包括VERILOG、VHDL、VERILOG-A等等，这些语言都可以进行定制集成电路的逻辑设计。我们可

以选择其中的两种语言：VERILOG、VHDL进行设计。

VERILOG是一种应用程度最广的硬件描述语言，它的结构简单、易读，可以

完成逻辑设计中的各个事项，VERILOG可以完成仿真实验中功能模块、层级结构

等测试。VHDL语言的描述要长于VERILOG语言，它是从ADA语言的基础上得来的。我们在进行逻辑设计时，可以采用这两种语言描述方式，或者将这两种语言

方式接起来进行逻辑架构。在定制集成电路设计的过程中，硬件描述语言更能进

行逻辑架构描述。

（三）物理设计阶段

我们在完成定制集成电路设计的逻辑架构之后，接下来就进入了逻辑架构阶段。物理设计阶段需要完成的任务是布局和布线、布局后仿真、时钟树的插入与

形式验证，在完成这些任务后，我们就能得到定制集成电路设计的芯片图，然后

我们把设计集中整合到一张网表中，然后再把各个元件映射到相应的位置，这样

就完成了物理设计阶段的工作。

（四）仿真实验阶段

定制集成电路设计的仿真实验可有检验电路是否达到了预期的研发功能。我

们可以从仿真器、元器件模型这两个方面来进行仿真实验。进行仿真实验，我们

需要用仿真器来分析系统中电路的电压与电流的关系，仿真器可以分析出电路的

线性、非线性电流数据、电路中的电阻元件、电容元件、电感元件、互感元件、

独立电压源元件、各种线性受控源元件、半导体器件元件、传输线元件，都需要

仿真器来进行分析。也可用元器件模型来进行仿真实验，元器件模型试讲电路中

的各种元器件，经过模拟程序建立相关的模型来进行描述。定制集成电路中有很

多个元器件模型，因为元器件模型构造比较复杂，因此在进行仿真实验的过程中，需要用大量的时间来进行分析计算。

进行仿真实验时，我们除了要使用仿真器、元器件模型来进行实验，还需要

根据模型的参数数值来进行实验。仿真实验成功之后，我们就要将定制集成电路

设计图转化为设计图纸，据此可以生产处适合市场的电子产品，满足客户的需要。

结束语

目前，定制集成电路设计对于集成电路产业发展而言有着极为重要的作用，

但是关于它的设计流程研究较少，本文主要分析了定制集成电流的发展现状以及

定制集成电流基本的设计流程。当前定制集成电路设计的方式主要有两种，即全

定制集成电路设计和半定制集成电路设计，这两种设计结构都比较复杂，因此对

于定制集成电路设计流程研究而言有一定的阻碍作用，因此需要更多专业的技术