版图基础 精华版2013.9.28
(完整word版)新编地图学教程复习资料
地图的基本特征是:地理信息的载体,数学法则的结构，有目的的图形概括和符号系统的运用。
地图的功能：地图信息的载负功能，地图的传递功能，地图的模拟功能，地图的认知功能(图形认知和空间认知）。
地图：是遵循相应的数学法则，将地球上的地理信息，通过科学的概括,并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递他们的数量和质量在空间和时间上的分布规律和发展变化..国家基本比例尺1：100万、1:50万、1:25万、1：10万、1:5万、1：2.5万、1：1万、1：5千这八种。
地图类型:按尺度划分、按区域范围划分、按地图图形划分、按地图维数划分、虚地图：存在于人脑中或电脑中的地图。
实地图例如：纸质地图,屏幕地图、地球仪.地图的应用:经济建设、科学研究、国防建设、政治文化、教育及日常生活。
现代地图的生产,可以分为实测成图和编绘成图两种，后者包括：常规编图、遥感制图、数字制图。
第二章法线是测量地球的基准线。
地理坐标是用经线、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。
经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度，地心经纬度在地图学中,认为大地经纬度来定义地理坐标更好、因为大地经纬度定义的地理坐标,是在规整的椭球面上构建的,每条经纬线投影到平面皆呈直线或平滑曲线，便于地图投影的研究与应用。
大地控制网简称大地网,由平面控制网和高成控制网组成.平面控制网一般可由三角测量或导线测量完成,高程控制网：一种称绝对高程，另一种称：相对高程。
投影，数学上的含义是两个面(平面或曲面）上的点与点（或线与线）的对应关系。
地图投影的变形具体变现为以下三个方面：长度(距离）变形、角度(形状）变形和面积变形地图投影的分类：（1按地图投影的构成方法分类：几何投影（方位投影、圆柱投影、圆锥投影）根据球面与投影面的位置不同可分为正轴方位投影、横轴方位投影、斜轴方位投影。
2)按投影变形性质分类（等角投影、等积投影、任意投影）等角航线与大圆航线投影选择依据：制图区域的地理位置、形状和范围，比例尺，地图的内容，出版方式、方位投影适用于区域轮廓大致为圆形的地图正方位投影适用于两极地区图，圆锥投影适用于编制出于中纬地区沿线方向东西延伸地域的地图地图比例尺的含义：我们把地图上所表示的空间尺度。
地图学基础要点
地基础要点学图2014-2015学年第1学期地理科学2013、自然地理与资源环境2013 任课老师：姜华根1. 地图基本特征地理信息载体、数学法则的结构、有目的图形概括、符号系统运用2.数学法则数学法则：地图投影、坐标(高程)系统和比例尺，可量测。
3.地图功能地图信息载体、参与地图信息传递、模拟客观实际、对时空认知4.地图类型(1)按尺度划分：大比例尺地图；中比例尺地图；小比例尺地图。
(2)按区域范围划分：星球图、地球图；世界图、半球图、大洲图、大洋图；国家图、下属行政区(大区或省、市、县)地图；局部区域，如海湾图、流域图。
(3)按地图图型划分：普通地图，地形图和地理图，专题地图。
(4)按地图的维数划分：平面地图(2维)和立体地图(3维)。
(5)按用途：国民经济与管理地图、教育与科学技术地图、文化地图。
(6)按语言种类：汉字地图、外文地图、各少数民族文字地图、盲文(可触摸)地图。
(7)按历史年代：古地图、历史地图、近代地图、现代地图。
(8)按出版和使用方式：桌图、挂图、折叠图、地图集。
5.我国大地坐标系统1954年北京坐标系：从前苏联引进的克拉索夫斯基椭球体为参考椭球建立的，起点在北京附近。
1956黄海高程系：采用青岛验潮站1950~1956年观测记录，以黄海平均海平面作为全国统一的高程起算基准面，在青岛观象山埋设永久性的水准原点，以青岛验潮站平均海平面为零点。
1980年中国国家大地坐标系：在全国范围内选了约2000个点，进行天文测量和重力测量，按最小二乘法进行平差计算，大地原点选在我国的几何中心(西安市泾阳县永乐镇)。
1985国家高程基准：1988年1月1日正式启用，采用1952年~1980年验潮数据，平均海平面高出0.029m，水准原点高程为72.2604m。
2000国家大地坐标系：国务院批准,2008年7月1日启用。
6.控制测量意义(1)统一坐标系和高程系(2)统一精度标准(3)提高工作效率7.地球仪上经纬网特征长度特征：(1)纬线长度不等,赤道最长,纬度愈高其长度愈短，极点为0；(2)同一条纬线上，经差相同的纬线弧长相等；(3)所有经线长度相等；(4)在同一条经线上，纬差相同的经线弧长相差不大 (在正球体上完全相等，在椭球体上由赤道向两极逐渐增长)。
新编地图学教程复习整理资料
新编地图学教程复习整理资料第一章导论地图的功能1. 地图信息的载负功能2. 地图的传递功能3. 地图的模拟功能4. 地图的认知功能第二章地球体与地球投影地图投影的概念在地球椭球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。
地图投影的变形1. 性质地图投影引起变形的具体表现:长度(距离)变形角度(形状)变形面积变形2.变形椭圆:地球上一个无穷小圆——微分圆，在投影后一般会变为一个微分椭圆，利用该椭圆去解释各种变形的特征。
这种图解方法称为变形椭圆,也称底索指线。
特别方向: 变形椭圆上相互垂直的两个方向及经向和纬向。
3.长度比4.角度变形地图投影的选择依据.制图区域的地理位置、形状和范围 12.比例尺3.地图内容4.出版方式斜分比例尺(微分比例尺)(重点掌握)根据相似三角形原理制成可以量取比例尺基本长度单位的1/100。
读数:2.640第三章地图数据源本影:是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像。
落影:是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。
地理属性信息可通过量表系统进行描述和区分，它是制图对象分类分级的理论基础。
量表系统是按从定性到定量的四级(或四类)精确度描述和区分制图对象的属性特征，由低到高依次为:1.定名量表2.顺序量表3.间隔量表4.比率量表第四章地图概括地图概括的四个步骤:1.选取——空间数据的排序、分级或分群。
2.简化——显示空间信息的重要特征，删除次要的细部。
3.夸张——提高或强调符号的重要特征。
4.符号化——将空间信息通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征、相对重要性和相关位置制成各种图形。
确定选取指标的几种数量分析方法1.图解计算法(苏霍夫)2.开方根规律法(特普费尔)3.等比数列法(鲍罗金)影响(制约)地图概括的因素1.地图的用途与主题2.地图比例尺3.制图区域的地理特征4.制图数据质量5.制图图解限制第五章地图符号化地图符号的分类1.几何特征分类点状符号线状符号面状符号体状符号2.视觉含义分类形象符号抽象符号3.比例分类依比例符号半比例符号非比例符号地图注记:地图注记是指地图上的标注和各种文字说明，它是地图的基本内容之一。
地图基本知识《地图学》课件
考核方式：闭卷考试
成绩评定： 平时：30% 考试：70%
参考文献：
地图基本知识《地图学》课件
• 初步掌握普通地图（特别是地形图）的 阅读及量算，专题地图编制、分析及应 用。
• 了解现代地图制图的新技术，新方法。 • 在内容上着重于地图学三大理论（地图
投影、地图符号、地图概括）和两大图 型（普通地图、专题地图），培养学生 读图及用图能力。
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1地8 2图8 1基2 2本9 知6 识3 0 《0 地341图6 学3 2》12课33件18
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4
任一点所在图幅的编号：
横列号
=[
纬度 纬差 4
]+1
纵行号
=
[
经度 经差
6
]+31
（东经）
纵行号
=30-
[
经度 经差
6
]
（西经）
[ ] 代表取整
纬度 经度 基本比例尺纬差 基本比例尺经差 W=V- *n+ 所求比例尺纬差 所求比例尺经差
பைடு நூலகம்
4幅
16幅 J -50- [2]
( 1 : 25万 )
J-50- 5 144幅
( 1 : 10万 )
图中错误！
图01-06 1 :50万 、1: 25万、1:10地万图比基例本尺知地识形《图地的图分学幅》课与件编 号
地图基本知识《地图学》课件
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地形图基本知识PPT课件
(1),(2),┉,(64)
J-50-1-(1)
1:2.5万
1,2,3,4
J-50-1-A-1 1:5千
a,b,c,d
J-50-1-(1)-a
地形图基本知识
2、矩形分幅
——用纵横坐标网线划分。适用于大比例尺地形图。按 图幅西南角点的坐标公里数编号。图幅大小，主要 有：
（1）50cm×50cm 或50cm×40cm 用于1：500、1：1000、 1：2000 （2）40cm×40cm 用于1：5000
2、普通地形图：按一定比例尺(scale)、正 射投影(orthographic projection)、内 容有地物和地貌。
地形图基本知识
地形图基本知识
3．比例尺(scale)的表示方法：
（1）数字比例尺 用1/M表示。如1500，1 1000，1 5000，······ M为比例尺分母。M越大，比例尺越小。
（2）图示比例尺 可消除图纸伸缩的影响。
地形图基本知识
4．地形图按比例尺分类：
（1）大比例尺地形图——1：500、1：1000、1：2000、1： 5000
（2）中比例尺地形图——1：1万、1：2.5万、1：5万、1： 10万
（3）小比例尺地形图——1：20万、1：50万、1：100万
5．比例尺的精度
——相当于图上0.1mm的实地水平距离。
比 例 尺 1 500 1 1000
比例尺精度
（cm）
5
10
1 2000 20
1 5000 1 10000
50
100
地形图基本知识
§7.2 地形图的分幅与图外注记
一、目的
为了便于对各种比例地形图进行统一管理。
国家版图基础知识
国家版图基础知识国家版图指一个国家行使主权的疆域，是国家主权和领土完整的象征。
在我国古代，“版”指登记户口和土地的簿册，“图”指地图，“版图”即代表了户籍和地图，并逐渐演变成国家疆域的代名词。
国家的疆域可以用地图、文字等多种形式来表达，其中，地图是表示国家版图最常用、最主要的形式。
在地图上可以形象直观地表示出国家的疆域范围和边界、各级行政区域、行政中心、主要城市等。
从地图上看，中国是个海陆兼备、面积广大的国家。
中国位于北半球，处在世界最大的大洲——亚洲的东部，东临世界最大的大洋——太平洋。
中国幅员辽阔，南北跨度很大，南北两端最大距离约5500千米。
这么大的跨度，使南方、北方获得的太阳光热有显著差异，形成了冷暖不同的气候。
冬季，当北方大地千里冰封、万里雪飘的时候，我国的最南方依然温暖如春。
我国疆域的东西跨度也很大，东西两端最大距离约5200千米，东西时差达4个小时。
这意味着当金色的阳光洒满祖国最东部的乌苏里江，早起的渔民已经外出捕鱼时，西部的帕米尔高原还是满天星斗，劳累了一天的牧民仍在酣睡之中。
任何国家必须有一定的领土。
领土是指处于国家主权管辖下的地球表面特定部分，它包括国家主权管辖下的一切陆地、水域及其底土和上空，即由领陆、领水和领空三部分组成。
领陆是指国家主权管辖下的陆地及其底土，是国家领土的基本组成部分。
领水依附于领陆，领空又依附于领陆和领水。
如果领陆发生变动，领水和领空也将随之变动。
世界上没有无领陆的国家。
中国大陆地域辽阔，地形多种多样，既有广阔的平原和低缓的丘陵，也有雄伟的高原和起伏的山地，还有中间低四周高的盆地。
中国是一个多山的国家，山地的面积占全国陆地面积的1/3。
如果把山地、丘陵和高原等地形起伏的地区统称为山区，那么，我国山区的面积占到了全国陆地面积的2/3。
我国地势西高东低，呈三级阶梯状分布。
号称“世界屋脊”的青藏高原，平均海拔在4000米以上，其边缘是昆仑山脉、祁连山脉、横断山脉和喜马拉雅山脉等高大山脉。
制图综合的理论基础
为了补充说明地图上的某些信息，可以添加必要的注记，以 帮助读者更好地理解地图内容。
03
制图综合的步骤与流程
确定制图目的和要求
01
02
03
明确地图用途
了解地图将用于何种目的， 例如规划、研究、教育等， 以便选择适当的内容和表 示方法。
确定地图主题
根据用途，确定地图的主 题或重点，以便在选择要 素和表示方法时有所侧重。
地图符号设计
根据地图内容，选择合适 的符号表示各种地理要素， 如点、线、面等。
地图内容概括
根据地图用途和比例尺， 对地图内容进行概括和简 化，突出主要特征。
地图色彩与注记
合理运用色彩和注记，提 高地图的可读性和易读性。
地理信息系统中的应用
数据整合与处理
将不同来源和格式的数据进行整 合与处理，满足地理信息系统对
确定地图内容与要素
1 2
收集数据
根据制图目的和主题，收集相关的地理数据。这 可以包括数字高程模型（DEM）、卫星图像、人 口统计数据等。
选择要素
根据需求，选择要包括在地图上的要素，例如行 政边界、水体、交通网络等。
3
确定要素的表示方法
根据要素的特点和制图目的，选择适当的符号、 颜色和样式来表示各个要素。
02
制图综合涉及地图上所有要素的 处理，包括点、线、面等各类要 素的取舍、移位、夸大、缩小、 变形等操作。
制图综合的目的和意义
目的
制图综合的目的是在有限的地图空间上，以合理的表达方式展示地图主题和重 点信息，同时保持地图的完整性和可读性。
意义
制图综合是地图制作的关键环节，它能够提高地图的质量和实用性，使地图更 好地服务于各种应用领域，如地理信息系统、城市规划、环境保护等。
AutoCAD 2013中文版从入门到精通
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读书笔记
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精彩摘录
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1.5.1建立新文件 1.5.2打开文件 1.5.3保存文件 1.5.4关闭文件和退出程序
2.2设置绘图环境
2.1坐标系与坐标
2.3视图控制
2.1.1坐标系统 2.1.2坐标的表示方法
2.2.1设置参数选项 2.2.2鼠标的设置 2.2.3更改图形窗口的颜色 2.2.4设置绘图单位 2.2.5设置图形界限 2.2.6设置线型
9.1单行文字 9.2多行文字
9.3文字样式
9.4设计范例——编 写零件图技术说明
9.1.1创建单行文字 9.1.2编辑单行文字
9.2.1创建多行文字 9.2.2编辑多行文字
9.3.1样式名 9.3.2字体 9.3.3预览效果 9.3.4文字效果
9.4.1设置文字样式 9.4.2建立和编辑文字
5.2扩展编辑工具
5.1基本编辑工具
5.3设计范例—— 绘制机械平面图
5.1.1删除 5.1.2复制 5.1.3移动 5.1.4旋转 5.1.5缩放 5.1.6镜像 5.1.7偏移 5.1.8阵列
5.2.1拉伸 5.2.2拉长 5.2.3修剪 5.2.4延伸 5.2.5打断 5.2.6倒角 5.2.7圆角 5.2.8分解
7.3.1使用极轴追踪 7.3.2自动追踪
7.4.1绘制轴网 7.4.2绘制封帽
8.1尺寸标注的概念 8.2尺寸标注的样式
第04章-版图基础
1 9
天线效应的解决方案 用更上层金属桥连接、二极管放电
金属密度规则
• 局部金属密度
– 金属密度不均匀，造成化学机械研磨(CMP)后晶圆的平整度 – 金属密度低的区域，研磨程度比较高 – 金属密度高的区域，研磨程度比较低
• 全芯片金属密度
– 金属密度过低，容易造成刻蚀过量 – 金属密度过高，容易造成刻蚀不干净，残留金属
• OASIS
– Open Artwork System Interchange Standard
– 比GDSII格式更紧凑，更适合大型设计
• CIF
– Caltech Intermediate Form – 文本格式
• 其他格式
– 物理设计EDA软件定义的数据库格式
7
版图层映射
• 层的表示方法
– 在GDSII文件中，层以数字编号的形式表示 – 在EDA软件中，层一般会有名称，便于用户使用
• 天线效应检查和金属密度检查也属于DRC的范围
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电气规则检查
• 电气规则检查
– Electrical Rules Checking, ERC
• 与工艺无关的电气错误
– 短路
– 开路
– 悬空节点
• 与工艺有关的电气错误
– 错误的衬底偏置 – 错误的电源/地连接 – 孤立节点
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版图与线路图比较
• 版图与线路图比较
– Layout Versus Schematic, LVS – 验证版图是否与线路图一致 – 电路仿真和版图设计是基于线路图的 – 修改LVS错误后，必须重新进行DRC检查
• 在需要的场合，还可以进行LVL和SVS等比较
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可制造性设计检查
• 可制造性设计
地图制图学基础知识讲座共27页文档
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
地图制图学基础知识讲座
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律Байду номын сангаас的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
地图制图学习题及答案
地图制图学习题及答案《地图制图学》习题集及参考答案⼀、名词解释1.地图：是遵循⼀定的数学法则，将地理信息通过科学的概括综合，运⽤符号系统表⽰在⼀定的载体上的图形，以传递它们的数量、质量在时间和空间上的分布规律和发展变化。
2.直线定向:确定直线与标准⽅向线之间的⾓度关系。
3.真⼦午线：指向地球正北极和正南极的线或者说是真⼦午⾯与⼤地⽔准⾯的交线。
4.磁⼦午线：指向地球磁北极和磁南极的线或者说是磁⼦午⾯与⼤地⽔准⾯的交线。
5.磁偏⾓（δ）：磁⼦午线和真⼦午线之间的夹⾓。
（以真⼦午线为准，磁⼦午线东偏为正，西偏为负。
）6.⼦午线收敛⾓（γ）：真⼦午线与坐标纵线之间的夹⾓。
（以真⼦午线为准，坐标纵线东偏为正，西偏为负。
）7.磁坐偏⾓（c）：磁⼦午线与坐标纵线之间的夹⾓。
（以坐标纵线为准，磁⼦午线东偏为正，西偏为负。
）8.⽅位⾓：由标准⽅向线北端开始顺时针⽅向到某⼀直线的夹⾓（0°-360°）。
9.象限⾓：由标准⽅向线北端或者南端开始到某⼀直线的锐⾓（0°-90°）。
10.地图学：是以地图信息传输为中⼼，研究地图的理论、制作技术和使⽤⽅法的科学。
11.三北⽅向：⼤⽐例尺地形图上绘有三种指向北⽅的线，即真⼦午线、磁⼦午线和坐标纵线，称为三北⽅向线。
这三种⽅向线虽然都是指向北⽅，但这些北⽅实际上是不⼀致的，分别称为真北、磁北和坐标北，统称为三北⽅向。
12. ⼤地体：由⼤地⽔准⾯包围形成的形体称为⼤地体，是⼀种逼近于地球本⾝形状的⼀种形体。
可以称⼤地体是对地球形体的⼀级逼近。
13.⽔准⾯：当海洋静⽌时，⾃由⽔⾯与该⾯上各点的重⼒⽅向（铅垂线）成正交，这个⾯叫⽔准⾯。
14.⼤地⽔准⾯：在众多的⽔准⾯中，有⼀个与静⽌的平均海⽔⾯相重合，并假想其穿过⼤陆、岛屿形成⼀个闭合曲⾯。
15. 椭球体：在测量和制图中就⽤旋转椭球体来代替⼤地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体。
16.天⽂经度：观测点天顶⼦午⾯与格林尼治天顶⼦午⾯间的两⾯⾓。
地图基础知识详解
地图基础知识详解1、什么是地图？地图是按照一定的法则,有选择地以二维或多维形式与手段在平面或球面上表示地球(或其它星球)若干现象的图形或图像，它具有严格的数学基础、符号系统、文字注记，并能用地图概括原则，科学地反映出自然和社会经济现象的分布特征及其相互关系。
2、什么是数字地图?数字地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。
3、什么是栅格图？栅格图是基于一套行列组成的方格数据模型，使用一组方格描述地理要素，每一个方格的值代表一个现实的地理要素。
栅格数据适合于做空间分析和图象数据格式的存储，不适合做不连续的数据处理。
4、什么是数字栅格地图（DRG）？数字栅格地图(DRG)是纸质地图的栅格数字化产品。
每幅图经扫描、集合纠正、图幅处理与数据的压缩处理，形成在内容、精度和色彩上与地图保持一致的栅格文件。
5、什么是栅格图像？栅格图像，也称光栅图像，是指在空间和亮度上都已经离散化了的图像。
我们可以把一幅栅格图像考虑为一个矩阵，矩阵中的任一元素对应于图像中的一个点，而相应的值对应于该点的灰度级，数字矩阵中的元素叫做像素。
数字图像与马赛克拼图相似，是由一系列像素组成的矩形图案，如果所有的像素有且仅有两个灰度级（黑或白），则称其为二值图像，也即位图；否者称其为灰度图像或彩色图像。
什么是矢量图形？在介绍矢量图形之前，我们首先阐述矢量对象的概念。
矢量对象是以矢量的形式，即用方向和大小来综合表示目标的形式描述的对象。
例如画面上的一段直线，一个矩形，一个点，一个圆，一个填充的封闭区域……等等。
矢量图形文件就是由这些矢量对象组合而成的描述性文件。
矢量图形则是计算机软件通过一定算法，将矢量对象的描述信息在显示终端上重绘的结果。
6、什么是矢量图？矢量图是基于直角坐标系统，用点、线、多边形描述地理要素的数据模型或数据结构。
每一个地理要素由一系列有顺序的的x、y坐标描述，这些要素与属性相结合。
《地图的数学基础》PPT课件复习进程
2.1 地理坐标
② 大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，
用大地经度l 、大地纬度 和大地高 h 表示。
大地经度l ：指参考椭球
面上某点的大地子午面与 本初子午面间的两面角。 东经为正，西经为负。
大地纬度 ：指参考椭球
面上某点的垂直线（法线） 与赤道平面的夹角。北纬 为正，南纬为负。
2.1 地理坐标
③ .地心经纬度：地心经度同大地经度l ，
地心纬度是指参考椭球面上某点和椭球质量中心连
线与赤道面之间的夹角y 。即以地球椭球体质量中心为基
点，
在地图学中，以大地经 纬度定义地理坐标。
在地理学研究及地图学 的小比例尺制图中，通常将 椭球体当成正球体看，采用 地心经纬度。
4球心坐标系：
以椭球体球心O为坐标原点，用三维立体坐标 X、Y、Z表示空间点位置。
§2-3 地图投影概述
3.1 地图投影的意义 球面是曲面，不可展为平面。 要把它直接展为平面时，要发生破裂 或褶皱。即局部发生不规则的不可控制变 形。 地图投影就是人为的控制变形，建立 变形规律，使地图成为可用。
地图投影的意义
球面展为曲面 发生的破裂与重叠
从球面投影到平面
投影过程示意图
• 地图投影（定义）：就是按照一定的数 学法则,将地球椭球面上的经纬网转换到 平面上，使地面点的地理坐标（，l） 与地图上相对应的点的平面直角坐标（x， y）或平面极坐标（ ，）间，建立起 一一对应函数关系。
a=6378140m
b=6356755m
e=1:289.257
它是一个规则的数学表面 ，所以人们视其为 地球体的 数学表面，也是对地球形体 的二级综合，用于测量计算 的基准面。
N
b o
版图基础与版图CAD
10.4 IC版图设计
1 概述
(3) 设计规则
(a) 工艺对版图几何尺寸 的制约 *光刻分辨率决定了版
图中允许采用的最小尺寸。 对双极晶体管，最小尺寸一 般为引线孔尺寸。
化合物半导体－砷化镓GaAs(微波器件) 碳化硅SiC(用于高温器件)
(5) 用于器件和集成电路生产的半导体为单晶材料(不是多晶)，而且 纯度极高。
10.1 集成电路工艺的物理基础
2. 杂质半导体的特点
(1) N型半导体：若在本征半导体中掺入五价元素(磷P、砷As、锑Sb 等)， 五价原子起施主作用，提供电子。 这时电子浓度>>空穴浓度，即nn>>pn ，因此电子称为多数载流 子(多子)，空穴称为少数载流子(少子)。 因为电子带负电(Negative)，这种半导体称为N型半导体。
5. PN结隔离双极IC工艺基本流程
衬底材料(P型硅)－ 埋层氧化－埋层光刻 －埋层掺杂(Sb)外延 (N型硅)隔离氧化－隔离光刻 －隔离掺杂(B)－ 基区氧化－基区光刻 －基区掺杂(B)和发射区氧化－
发射区光刻 －发射区掺杂(P)和氧化－ 引线孔光刻 －淀积金属化层－ 反刻金属互连线 －合金化－ 后工序
2. 晶体管管芯制备的工艺流程
(4) 发射区光刻：在基区范围内的SiO2层上光刻出 一个小窗口，确定发射区的范围。
10.2 集成电路工艺基本流程
2. 晶体管管芯制备的工艺流程
(5) 发射区掺杂：采用扩散掺杂技术，掺入N型杂质， 通过补偿，使一部分P型基区转变为N型，成为晶体管 的发射区。同时表面上又生成一层SiO2
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版图绘制的基本流程
(SMIC0.35um CMOS工艺)
杨全2013/9/28
一、建立文件
首先，我们需要建立一个新的版图文件，步骤为：
File-new-cellview(在此之前需要建立自己的Library)
图1、Create New File
弹出如图1的对话框后，Tool一栏选择Virtuoso，再选择好Library Name 和Cell Name，就可以打开一个新的版图文件了，如图2所示。
图2、版图工作界面
在绘制版图之前，我需要进行一些设置，以方便我们接下来的版图工作。
进入版图工作界面后，点一下E键，会弹出如图3的对话框。
图3、Display Option
•将Cross Cursor点亮，表示在鼠标指针上产生一个随指针移动的坐标线，方便绘制版图时的对准；
•将X Snap Spacing和Y Snap Spacing改成0.05，表示指针移动时的最小间隔距离，单位为um。
需要注意的是，0.05是绘制0.35um工艺时的取值，如果是其他工艺，则为其他数值;
•将Snap Modes下的，Create和Edit改为diagonal，表示版图绘制中，需要画线时，只能水平或者垂直画线。
二、绘制版图前的工作
如图2所示，左边部分是可供选取的材料栏，选择相应的材料就可以进行版图的制作了。
在绘制过程中，会用到很多快捷键，这里介绍一些基本快捷键的使用：
K：标尺，可用来测量长度；
SHIFT+K：清除已绘制的标尺；
E：绘图设置窗口，用来设置步长，走线方式等；
R：绘制矩形区域；
P：绘制固定宽度的条形区域，通常用来走线；
O：用来打孔，按下O键会弹出如图4所示的对话框，用来设置所需打孔的属性；Contact Type 设置需要从哪一层到哪一层的孔；Rows设置纵向打孔数目，Columns用来设置横向打孔
数目；一般来说孔的大小是不能随意改变的。
图4、打孔属性设置
Q：属性设置，先点击一下已画出的某区域，再按Q键；
U：退回到上一步，注意只能倒退一次；
F：视图居中；
L：设置标签，按下L会弹出如图5所示的对话框；Label为标签名；Font表示字体；通常可先在材料选择栏选中某种材料，再按L，这样打出的标签就是该材料的标签；也可以先打出标签，再点选标签按Q键，设置标签的材料；
图5、标签设置
S：拉伸缩放，先按S键，再点击已画出的区域边缘；
M：移动某区域；S键也可以实现移动的功能，方法是不要点击边缘，点击区域内部即可；I：调用器件；
Shift+Z：视图缩小；
Ctrl+Z：视图放大；
C：复制。
接下来介绍SMIC库中的层，如图6所示。
每个工艺中的命名可能不同，看下设计规则文件就能了解。
图6、库中各层
接下来就是熟悉版图设计规则，这个不需要记住，只要大致浏览一下即可，在绘制版图过程中会慢慢了解这些规则。
版图设计规则见附件。
三、绘制版图（以反相器为例）(版图绘制的具体步骤现场教学)
图7、反相器版图
图8所示是一个已画好的反相器。
这样一个刚刚画完的版图，各部分区域都是相对独立的，在后续的版图绘制中中，很有可能因为误操作而移动了其中某个区域，导致版图出错。
因此需要将整个器件的版图进行整合。
图8、反相器版图
整合的方法是先选取需要整合的区域，再Edit-Hierarchy-Make Cell.按此步骤，会弹出如图7所示对话框。
在Cell中填入名字，再点击OK即可。
图9、Make Cell
有时候我们也需要对已经整合的器件进行修改，在修改之前，我们需要将器件的各部分区域再恢复到相对独立的状态，即整合的逆操作，也称为打平。
方法是先选区需要打平的区域，再Edit-Hierarchy-Flatten，接着会弹出一个对话框，直接点击OK即可。
三、DRC
在版图绘制完成后，我们需要检查已完成的版图是否符合该工艺下版图绘制的规范标准，这个过程称之为DRC。
这里介绍使用Calibre进行DRC的方法。
步骤:Calibre-Run DRC.会弹出图10所示的对话框。
图10、DRC界面
接着，在Rules里点击，选择DRC文件，文件名为XXXX.drc；文件选择完成后，点击Run DRC即可运行。
等待片刻后，会弹出如图11所示的对话框。
图11、DRC结果
再弹出的界面会显示很多信息，表示错误的地方，点击每一个错误项，会有提示错误是什么，错误在哪里，接下来根据提示依次修改错误，直到DRC后无错为止。
四、LVS
通常版图是根据已完成的电路图绘制的，再版图完成后，需要检查所绘制的版图与电路图是否一致，这个过程称为LVS。
Calibre LVS
步骤：Calibre-Run LVS，会弹出如图12所示的对话框。
在Rules里，点击，选择LVS文件，文件名为XXXX.lvs.
图12、LVS界面
接下来的步骤在单机版cadence和网络版cadence中略有不同。
单机版cadence：
在Inputs里，点击Netlist，将点亮，再点击Run LVS 即可运行LVS。
网络版cadence：
需要先生成一个CDL文件，步骤是File-Export-CDL，弹出如图11所示对话框。
图13、CDL Out
Netlisting Mode中，选择Analog；点击Library Browser，选择版图所对应的电路图；Output File中，填写生成文件的文件名，可以自定；Run Directory中，设置文件生成的路径；Resistor Threshold Value中，填0；点击OK，即可在制定路径生成CDL文件。
接下来，在图12界面中，选择Inputs，再点击Netlist，在Files找到生成的CDL文件，运行Run LVS即可。
等待片刻后，会弹出如图14所示对话框。
图14、LVS结果
有标记，表示版图和电路图有不匹配的地方，根据后续的提示，逐个修改，直到出现如图13的结果。
图13、LVS最终结果（笑脸很重要！）
差分对的画法（CSMC0.5um CMOS工艺）：
下图为一个基本的二级放大器，图中M1和M2构成了NMOS差分对。
图1、二级运放电路
基本的操作和层定义已经讲解过，不同于反相器的画法是直接调用库中现成的NMOS管进行绘制。
需要注意的是匹配性和连线。
（0.5um工艺中的设计规则不同于0.35um）
图2、差分对的版图
版图绘制完成后也要进行DRC和LVS检查。