深圳大学-数字集成电路中文第一第二章

DigEitEa1l4I1ntegrated Circuits
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Introduction
摩尔定律（Moore’s Law）
No In 1965, Gordon Moore noted that the
number of transistors on a chip doubled every 18 to 24 months.
Image 电子计算机 ▪ 晶体管/集成电路 沿革的动力 ▪ 功耗-可靠性-成 本
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Introduction
晶体管革命
No
第一个晶体管
Bell Labs,
1948
ImageBardeen Schockley
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译
学时：每周两节，实验单周两节
考核方式：开卷笔试
平时：30%（上机／作业）
考试：70%
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Introduction
What is this course all about?
No 数字集成电路的介绍 ▪ CMOS器件与工艺 ▪ 导线模型 ▪ CMOS反相器和逻辑门
▪ 传输延时、噪声和功耗
Image ▪ 组合、时序逻辑电路
▪ 设计方法学
能学到什么
▪ 数字集成电路的入门介绍，从物理器件层到系统整 片层的概念。强化数字电路知识，了解基于不同层 次的Digital IC Design的流程，具备一定的基本数字 集成电路的设计能力
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Introduction
晶体管数量
K 1,000,000
100,000
No1 Billion Transistors
Pentium® III
10,000
Pentium® II Pentium® Pro
Image 1,000 100 10
Pentium® i486 i386 80286
8086
Source: Intel
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Introduction
引言
No 数字集成电路设计 进展 数字集成电路中亟
待解决的问题
Image 如何衡量设计质量
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Introduction
No Image
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Introduction
1
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Projected
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Courtesy, Intel
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Introduction
Moore’s law –微处理器
Transistors (MT)
1000 100 10
1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975
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Introduction
复杂度的演变-存储器
No Image
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第一台机械计算机
No
The Babbage
ImageDifference Engine (1832)
25,000 零件
Cost: 17,470磅
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Introduction
ENIAC – 第一台电计算机 (1946)
No 电气计算机 ▪ 磁控开关 ▪ 真空管 ▪ 1946年/18000
1980
1990
2000
2010
Year
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Courtesy, Intel
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Introduction
Image He made a prediction that semiconductor
technology will double its effectiveness every 18 months
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Introduction
Moore’s Law
No 2X growth in 1.96 years! P6
Pentium® proc
1
486
386
Image 0.1
286
8085
8086
0.01
8080
8008
0.0T0r1ansis4to00r4s on Lead Microprocessors double every 2 years
1970
Electronics, April 19, 1965.
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16 15 14 13 12
11
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Fra Baidu bibliotek
9
8
7
No
6 5 4 3 2
Image 1
0
L O G2 O F T H E N U M B E R O F C O M P O N E N T S P E R IN T E G R A T E D F U N C T IO N
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Introduction
第一块集成电路
No 双极型逻辑 1960’s
Jack Kilby
Image ECL 3输入逻辑门 Motorola 1966
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Introduction
Intel 4004 微处理器
No1971 1000 晶体管 1 MHz 工作频率
No 数字集成电路设计 Image
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Introduction
课程介绍
No 参考教材：数字集成电路设计 ——电路、系统与设计 Jan M. Rabaey
Anantha Chandrakasan
Borivoje Nikolic 著
Image 周润德
全定制人工设计
Image
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Introduction
Intel Pentium (IV) 微处理器
No 2000年 ~亿个晶体管 ~GHz工作频率
可复用设计
Image基于单元库/宏单元 层次化设计 设计自上而下 性能驱动设计 功耗-速度-面积