大规模集成电路教案

教师教案（2012 —2013学年第 1 学期)

课程名称：大规模集成电路设计与应用授课学时：32

授课班级：2010

任课教师：蔡世民

教师职称：副教授

教师所在学院：计算机科学与工程学院

电子科技大学教务处

第一章VLSI概论

授课课时3学时

一、教学内容及要求

教学内容：

1、集成电路的发展史；

2、摩尔定理；

3、集成电路的分类

4、集成电路设计的产业链；

5、集成电路设计方法

要求通过本章学习，学生应：

掌握：设计层次、表示方式、设计流程；

理解：集成电路的设计方法学；

了解：集成电路的发展史。

二、教学重点、难点及解决办法

重点：本章的重点是集成电路的基本概念及其设计方法等，具体包括

1、摩尔定理

2、集成电路的分类

3、集成电路设计方法学

难点：集成电路设计的完整性，学生刚接触比较陌生

三、教学设计

结合当前的微处理芯片的发展和现代工艺，有条理的向学生介绍集成电路的基本概念以及设计方法

1、激发学生的积极性，让学生相信这门课很有用；

2、刚开始上课时可适当放慢，让学生适应；

3、要鼓励学生不要因为前期课程没有学好而产生恐惧心理。

四、作业

1、集成电路是哪一年有谁发明的

2、诺伊斯对集成电路的主要贡献是什么

3、MOS场效应管是哪年出现的？

4、集成电路的发展规律是由谁总结提出来的，具体规律是什么

5、叙述集成电路的层次设计步骤

五、参考资料

1、《超大规模集成电路设计导论》

2、Intel公司的发展历史

六、教学后记

第二章VLSI制造工艺与版图设计

授课时数：4学时

一、教学内容及要求

教学内容：

1、半导体材料

2、集成电路工艺流程

3、集成电路中的元件

4、版图设计基础

要求通过本章学习，学生应：

掌握：集成电路工艺流程

理解：集成电路中的元件，版图设计基础

了解：半导体材料

二、教学重点与难点

重点：本章的重点是集成电路制造流程、元器件和基本的版图设计，包括

1、集成电路平面工艺基础

2、CMOS集成电路的设计流程

3、集成电路的有源元件和无源元件

4、版图设计的规则

难点：集成的制造的工艺流程，比较抽象化，学生无法直观的了解的实际流程。

三、教学设计

图例和课程讲述相结合的介绍集成电路的制造工艺流程及元器件的结构、性能等。

四、作业

1、集成电路的加工有哪些基本工艺？

2、简述光刻工艺过程及作用

3、简述双阱CMOS集成电路工艺加工过程？

4、MOS晶体管格式什么类型？

5、版图设计的过程分为那几步？

6、设MOS电路中某层的电阻率ρ=1Ω·cm,该层厚度是1μm,试计算：

（1）有这层材料制作的长度为55μm、宽度为5μm的电阻值

（2）若使用方块电阻的概念，计算该材料的方块电阻值？

五、参考资料

1、《超大规模集成电路设计导论》

2、《集成电路设计》

六、教学后记

第三章器件设计技术

授课时数：5学时

一、教学内容及要求

教学内容：

1、MOS晶体管的工作原理

2、MOS晶体管的直流特性

●NMOS管的电流-电压特性

●PMOS管的电流-电压特性

3、COMS反相器的直流特性

要求通过本章学习，学生应：

掌握：MOS管的直流特性，COMS反相器的直流特性

理解：MOS晶体管的工作原理

二、教学重点与难点

重点：

本章的重点是MOS晶体管的工作原理及其直流特性、反相器直流特性包括：

1、半导体场效应

2、MOS管工作四个区域

3、MOS管的伏安特性

4、反相器的组成类型

5、CMOS反相器的直流特性

难点：

1、在不同栅极电压输如情况上理解MOS管的工作原理如沟道导通和工作区域；

2、MOS管的伏安特性计算；

3、反相器的直流特性计算。

三、教学设计

图例和课程讲述相结合的介绍集CMOS集成电路的器件计算。

四、作业

1、说明MOS管的工作原理

2、写出NMOS管的电流-电压方程

3、MOS晶体管从工作原理上类别，画出其符号和输出特性曲线及转移特性曲线

4、MOS反相器有哪些种类？说明每种反相器的特性。

五、参考资料

1、《超大规模集成电路设计导论》

六、教学后记

第4章Verilog HDL建模与仿真

授课时数9学时

一、教学内容及要求

教学内容：

1、VERILOG HDL的基本语法

●Verilog HDL的抽象级别和功能

●简单的Verilog HDL模块

●Verilog HDL的数据类型、常量、变量

●Verilog HDL的运算符与表达式

●Verilog HDL的基本语句

●Verilog HDL程序的结构说明语句

●Verilog HDL的系统函数和任务

●Verilog HDL的编译预处理

2、不同抽象级别的Verilog HDL模型

●门级结构描述

●行为描述建模

●行为描述建模实例

3、有限状态机和可综合风格的Verilog HDL

●有限状态机、类型

●可综合风格Verilog HDL模块实例

要求通过本章学习，学生应：

掌握：

1、Verilog HDL的抽象级别和功能、数据类型、运算符、表达式、基本的语

句、Verilog HDL常用的系统任务和函数、编译预处理；

2、程序的结构说明语句，会写简单的任务和函数；

3、简单程序的编写和能看懂简单的程序；

4、Verilog HDL门级结构描述，Verilog HDL的行为描述的程序设计；

5、有限状态机的概念、类型，并会编写一些简单有限状态机程序。