专用集成电路设计方法精选(九篇)

第1篇：专用集成电路设计方法范文

【关键词】集成电路布图设计知识产权

引言：随着集成电路制造工艺的迅猛发展，集成电路规模已发展到超大规模。由此带来的利益促使一些厂商通过各种方式获取他人技术，利用他人的技术成果牟取非法利益。因此，保护集成电路布图设计成为有关各界关注的问题。我国一直采取积极的态度对待集成电路知识产权保护问题，在一九五月通过的世界知识产权组织《关于集成电路的知识产权条约》文本上签字，并于2001年制定了《集成电路布图设计保护条例》。这一条例初步建立了我国集成电路布图设计的知识产权保护的理论体系，进一步完善了我国的知识产权法律制度。

一、集成电路布图设计的知识产权的特点

布图设计作为人类智力劳动的成果，具有知识产权客体的许多共性特征，应当成为知识产权法保护的对象，其特点主要表现在以下方面：

（一）无形性。

集成电路布图设计是指集成电路中各种元件的连接与排列，它本身是设计人员智慧的体现，是无形的。只有当这种设计固化到磁介质或掩膜上，才具有客观的表现形式，能够被人们感知、复制，从而得到法律的保护。

（二）创造性

集成电路布图设计具有创造性，是设计人自己创作的，有自己的独特之处。当今，要使每次的集成电路布图设计都达到显著的进步是不可能的，新的集成电路产品仅表现为集成度的提高。所以，已颁布集成电路保护法的国家，均不直接采纳专利法中的创造性和新颖性的标准，而是降低要求，以适应实际情况。

（三）可复制性

集成电路布图设计具有可复制性。对于集成电路成品，复制者只需打开芯片的外壳，利用高分辨率照相机，拍下顶层金属联接，再腐蚀掉这层金属，拍下下面那层半导体材料，即可获得该层的掩膜图。

由以上特点可以看出，布图设计是独立的知识产权客体，有着自己的特点。布图设计的无形性是知识产权客体的共性，创造性是专利权客体的特性，可复制性是著作权客体的一个必要特征，因此，传统的知识产权法律保护体系难以对布图设计进行保护。因而，很多国家基本上不引用著作权法或专利法来保护它，而是依据其特点，单独制订法规，将之作为独立的客体予以保护。

二、集成电路布图设计知识产权与其他知识产权的区别

1、与版权的区别

集成电路的布图设计，是一系列电子元件的立体布局，由一系列电子元件及连结这些元件的导线构成，既不是由语言文字，也不是由任何图形符号构成。而版权只对作品提供保护。作品是由语言、文字、图形或符号构成的，表现一种思想的智力成果。不论对各国立法及有关版权条约中的作品做多么广泛的解释，均不包括集成电路的这种封装在密封材料中，无法用肉眼分辨的立体布图设计。

2、与专利的区别

集成电路的布图设计是产品的中间形态，不具有独立的产品功能，复杂的布图设计，受保护的范围难以用文字描述的方式在权利要求书中说明。而专利是一种关于产品或方法或其改进的新的技术方案，对发明要求具有新颖性、创造性和实用性，并且专利权的范围以权利要求书的内容为准。因此，对于布图设计来说，一般难以受到专利法保护。目前大多数国家对专利实行实质审查。由于集成电路的技术复杂性，对于布图设计的新颖性、创造性和实用性的审查，将极为困难，使得实质审查很难进行。

综上所述，集成电路布图设计知识产权与传统的知识产权相比，有其特殊性，传统的知识产权法无法为集成电路提供充分有效的保护。但是集成电路的广泛应用又急需法律来提供保护，因此，必须突破现有知识产权法的界限，以专门立法来保护集成电路，于是产生了集成电路法。

三、国际上几个主要的集成电路知识产权立法

1、美国《半导体芯片法》

美国1984年的《半导体芯片法》内容详尽，包括：定义、保护的对象、所有权及其转让与许可、保护期限、掩膜作品的专有权、专有权的限制、申请登记、专有权的实施、民事诉讼、与其他法律的关系、过渡条款及国际过渡条款等。

2、日本《集成电路的电路布局法》

日本《电路布局法》共六章五十六条，并一个附则。由于日本是世界上第二个制定集成电路保护之专门立法的国家，当时，除了美国的《半导体芯片法》之外，并无任何国家的相关立法可供借鉴，因而其立法深受美国法的影响，在主要内容上与美国的《半导体芯片法》大致相似。

3、欧洲共同体《理事会指令》

在美日相继通过专门立法保护集成电路布图设计以后，一方面出于保护布图设计的需要，另一方面也迫于美国的压力，欧共体于1986年12月16日通过了《关于半导体产品布图设计法律保护的理事会指令》（87/54/EEC）（以下简称共同体指令）。该指令共4章12条，对于共同体各成员国的集成电路布图设计立法有着重大影响。

4、中国《集成电路布图设计保护条例》

我国早在1991年国务院就已将《半导体集成电路布图设计保护条例》列入了立法计划，经过10年的酝酿，我国的《集成电路布图设计保护条例》于2001年3月28日由国务院第36次会议通过，并于2001年10月1日起施行。

总而言之，集成电路的迅速发展已经使集成电路布图设计保护的问题客观地摆在了我们面前，这是技术进步和社会发展的必然。本文通过对布图设计特点、与其他知识产权的区别进行分析，期望使读者能够初步的了解布图设计知识产权产生的必然性及合理性，为今后在工作中有效地利用《集成电路布图设计保护条例》保护布图设计打下基础。

参考文献

[1]郭禾著. 《试论我国集成电路的法律保护》. 《计算机与微电子发展研究》1992年第3期

第2篇：专用集成电路设计方法范文

微电子技术专业简介 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握微电子学基础知识，具备集成电路设计、生产、应用开发及营销等能力，从事集成电路设计、FPGA 应用与开发、集成电路生产、电子产品开发以及 IC 产品营销和技术支持等工作的高素质技术技能人才。

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第3篇：专用集成电路设计方法范文

编写原则

1规程定位

《风电场工程测量技术规程》在标准体系里的定位，是一个需要首先明确的原则问题。风电场工程测量属于工程测量的范畴，目前主要参照执行的是《工程测量规范》(GB50026-2007)、《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001-2004)、《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》(DL/T5076-2008)、《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2009)(下文简称风电场参照执行标准)。《工程测量规范》是国家标准，但没有专门针对风电场的内容，场址测量、升压站、道路测量主要参照《火力发电厂工程测量技术规程》电力行业标准有关章节执行，集电线路主要参照《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》电力行业标准有关章节执行，GPS作业执行《全球定位系统(GPS)测量规范》国家规范基本条款。所以，《风电场工程测量技术规程》应定位为电力行业标准，考虑到《风力发电场设计规范》国家标准正在编写，必要时可以考虑升级为国家标准。

海上风电场与陆地风电场工程测量内容、方法、手段差别较大，而且工程经验有待丰富。《风电场工程测量技术规程》针对陆上风电场，有企业标准支撑，编写行业标准时机成熟；《海上风电场工程测量技术规程》应针对海上风电场单独编写，目前应定位为企业标准。

2编写方法

风电场前期六项标准明确了前期工作需要的测量资料的名称及内容要求，参照执行的四项标准被借鉴的条款规范了数据来源、工作方法、精度指标、样图等，所以《风电场工程测量技术规程》编写时应满足前期六项标准，对参照执行四项标准的有关条款认真分析，针对风电场具体工作内容进行综合整理，重点突出针对性和适应性。例如集电线路电压等级一般是35kV，而且基本在风电场范围内，应充分利用已有资料，简化工作流程和工作内容。

风电场前期六项标准由水电水利规划总院牵头编写，参照执行的《火力发电厂工程测量技术规程》、《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》由电力规划设计总院牵头编写，风电场地形图测量双方均有丰富的工程经验，微观选址、道路测量工程经验基本相同，集电线路、升压站测量火电设计院经验积累相对多一些。所以《风电场工程测量技术规程》编写应成立由火电、水电设计院参加的编写小组，工程经验丰富的设计院牵头实施。

3编写过程控制

《风电场工程测量技术规程》应在国家标准委员会、国家能源局备案或立项，方便开展工作和标准升级为国家标准。牵头院应做好策划，制订合理的计划，邀请有关部门和专家对工作计划和内容进行评审；然后在充分调研的基础上，参加院分头编写，牵头院汇总形成初稿；对初稿进行评审，根据评审意见修改后形成征求意见稿；对反馈意见汇总评审，修改形成送审稿；最后根据审查意见修改后形成试用稿。

编写内容

1风电场工程测量主要工作内容

风电场包括陆地风力发电场及海上风力发电场，陆地风力发电场是位于山地、丘陵及平原区风力发电场的统称，海上风力发电场是风力发电机组地基基础直接受海水作用影响的风力发电场。首先明确《风电场工程测量技术规程》的适用范围为陆地风力发电场。陆地风力发电场勘测主要包括风电机组及场内升压站、集电线路、道路勘测。风电机组勘测阶段一般划分为：预可行性研究阶段勘测(含工程规划勘测)、可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。升压站勘测阶段一般划分为：可行性研究阶段勘测、初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。集电线路勘测阶段一般划分为：初步设计阶段勘测、施工图设计阶段勘测。道路勘测一般在初步设计阶段实施。风电机组预可行性研究阶段，测量专业一般是配合设计搜集1:50000或更大比例尺的地形图；可行性研究阶段，测量专业主要工作是测绘1:10000比例尺地形图、建立控制网及配合岩土专业工作(放样勘探点、测地质点等)；初步设计阶段，测量专业需要配合设计人员进行微观选址(即将设计专业预排的风机放样到实地，并根据实际情况现场进行调整)。施工图设计阶段，测量专业依据设计特殊需求开展专项工作。

升压站可行性研究阶段，测量专业配合设计搜集、利用拟选站址区域已有地形图资料(地形图比例尺1:10000～1:50000)，选择站址；初步设计阶段，测量专业主要工作是测绘1:500比例尺地形图、建立控制网及配合岩土专业工作(放样勘探点等)；施工图设计阶段，测量专业一般是配合岩土专业详勘工作(放样勘探点等)。集电线路初步设计阶段，测量专业一般是配合线路电气设计人员室内在1:10000地形图上选择路径，必要时现场落实；施工图设计阶段，架空线路平断面图测绘，平面图比例尺1:5000，断面图比例尺1:500。原则上不测塔基地形图，特殊条件下(掏挖基础、地形条件复杂)塔基地形图测量，由设计人员现场指定，塔基地形图比例尺1:200，等高距0.5m。地下敷设电缆工程，测量专业配合设计利用风电场场址地形图(比例尺1:5000或1:10000)选择路径；特殊条件下(如山区地形起伏变化大，崖、坎发育)依据设计要求，现场落实路径并测量纵断面图，比例尺宜为：平面1:5000，断面1:500，提供路径转角坐标、纵断面图等。道路初步设计阶段，测量专业进行带状地形图测绘，测绘比例尺1:2000，测绘带宽一般50m。

2技术发展现状

以全球卫星定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为代表的3S技术，推动了测绘技术的跨越式发展。陆地风力发电场工程测量积极采用3S技术。全球卫星定位系统当前主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗系统、欧盟的伽利略系统，目前主流应用的是GPS。GPS静态、快速静态技术在风电场场址、升压站控制测量中普遍应用，RTK技术在场址、升压站地形图野外数据采集中广泛应用，风机微观选址、岩土专业配合测量也主要采用GPSRTK方法，集电线路测量、道路测量更是如此。遥感主要在场址1:10000地形图测绘中广泛应用，其中航测占主导地位，卫星影像作为补充，三维激光雷达也是手段之一，但受制于性价比还无法推广应用。GIS是目前最先进的空间与属性数据管理与分析技术之一，在风电场规划、勘测设计、施工、运行中具有良好的应用条件和效果，为风电场全寿命周期管理提供了整体的解决方案。目前风电场GIS的应用还处于起步阶段，测量专业作为为风电场GIS提供基础空间与属性数据(地形图、控制测量数据、坐标与高程基准等)的工作流程的前端专业，对风电场GIS技术的推广应用可以发挥显著地推动作用。

3编写内容

3.1内容编排

《风电场工程测量技术规程》的编写内容应覆盖陆地风力发电场全寿命周期的测量工作，重点突出勘测设计阶段，力求简明扼要，使用方便。建议内容编排如下：

(1)范围

(2)规范性引用文件

(3)总则

(4)控制测量

(5)地形测量

(6)微观选址测量

(7)升压站测量

(8)集电线路测量

(9)道路测量

(10)岩土测量

(11)检查验收及测量成果

(12)竣工及GIS建立测量

(13)施工运行测量

3.2内容说明

范围，应明确《风电场工程测量技术规程》适用于陆地风力发电场勘测设计阶段、施工阶段、竣工阶段的工程测量工作，运行阶段可参照执行。规范性引用文件不但包括上文中的标准，还应包括有关设计标准等。总则，除一些基本要求和约定外，还应突出风电场的特殊性，例如风电场测量工作安排的原则等。

控制测量，明确风电场控制网布设的原则、坐标系统、高程系统、等级，观测仪器、观测方法、计算方法、资料整理等，应重点介绍GPS。

地形测量，应明确场址、升压站站址、带状地形图的比例尺、测量手段、仪器、成图软件要求等。1:10000地形图主要采用航测方法成图，优先采用已有航测资料；1:500、1:2000地形图主要采用GPSRTK方法进行数据采集，内业成图采用电子平板软件。应在附录中给出风机、测风塔等特殊图式符号。微观选址测量，应明确精度要求、使用仪器、观测方法等，重点介绍GPSRTK方法。

升压站测量，应明确可行性研究、初步设计、施工图设计阶段的主要测量内容、方法，重点说明风电场的特殊要求，如何充分利用已有资料，简化工作。强调坐标、高程系统的一致性，方便风电场GIS的建立。集电线路测量，应明确电压等级及初步设计、施工图设计阶段的主要测量内容、方法，如何充分利用已有资料，针对35kV电压等级简化工作。强调坐标、高程系统的一致性，提供塔位坐标，方便风电场GIS的建立。

道路测量，应根据风电场运输要求确定道路等级，规定精度、工作方法及提供资料内容，根据风电场道路的特点，简化测量工作。

岩土测量：明确配合岩土专业勘探点测量的精度、测量方法、采用仪器等。检查验收及测量成果，针对风电场特点编写有关内容。

竣工及GIS建立测量，明确建立风电场GIS测量专业的工作内容，说明基础入库数据(地形图、遥感数据、控制网数据、统计数据等)及专题入库数据(风机坐标、升压站坐标、线路杆塔坐标、道路坐标等)的格式、精度、空间参考系、元数据等。专题数据通过竣工测量获得，手段是搜集设计图纸、设计变更等，并进行必要的现场检测。施工运行测量，施工放样使用勘测设计阶段控制网即可，只说明一般要求，具体参照勘测设计阶段内容。重点应放在勘测设计阶段建立的风电场GIS，如何输入施工、运行专题信息并进行维护，突出风电场全寿命周期管理。

结语

(1)由于没有陆地风电场测量专业规范，只能参照有关规程规范执行，为了保证质量，工作深度过深、工作量过大的情况时有发生。因此十分有必要尽快制定专业规程，推广应用新技术、新手段，简化工作流程，确保成品质量，压缩工作周期，为风电场勘测设计提供优质服务与技术支撑。

(2)《风电场工程测量技术规程》应定位为电力行业标准，考虑到《风力发电场设计规范》国家标准正在编写，必要时可以考虑升级为国家标准。

(3)《风电场工程测量技术规程》编写应成立由火电、水电设计院参加的编写小组，工程经验丰富的设计院牵头实施。

第4篇：专用集成电路设计方法范文

关键词：课程体系改革；教学内容优化；集成电路设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展，2000年，国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（18号文件），2011年1月28日，国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》，2011年12月24日，工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》，我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而，我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年，全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片，超过石油进口。2014年3月5日，国务院总理在两会上的政府工作报告中，首次提到集成电路（芯片）产业，明确指出，要设立新兴产业创业创新平台，在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进，引领未来产业发展。2014年6月，国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》，加快推进我国集成电路产业发展，10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年，我国芯片设计人员达不到需求的10%，集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求，2001年，教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。

我校2002年开设电子科学与技术本科专业，期间，由于专业调整，暂停招生。2012年，电子科学与技术专业恢复本科招生，主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量，提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求，从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。

一、专业课程体系存在的主要问题

1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课，为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实，将导致学生在学习专业课程时存在较大困难，更甚者将导致其学业荒废。例如，如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性，学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水，不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课，开设较少课时量，学生不能全面、深入地学习；有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如，我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程，而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。

2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系，前者是后者的基础，后者是前者理论知识的具体应用。并且，在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上，开设后面的课程，将直接导致学生学不懂，严重影响其学习积极性。例如：在某些高校的培养计划中，没有开设“半导体物理”，直接开设“晶体管原理”，造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础，很难进入状态，学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时，如果没有半导体物理中的能带理论，就根本没办法掌握阀值电压的概念，以及阀值电压与哪些因素有关。

3.课程内容理论性太强，严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强，公式推导较多，并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时，过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导，而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握，使得学生（尤其是数学基础较差的学生）学习起来很吃力，学习的积极性受到极大打击[6]。

二、专业课程体系改革的主要措施

1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式：“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”；“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”；“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”，实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则，根据学习每门专业课所需掌握的基础知识，环环相扣，合理设置各专业课的开课先后顺序，形成先专业基础课，再专业方向课，然后宽口径专业课程的开设模式。

我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式，也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程，主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程，重在增强学生的数学、物理等基础知识，为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始，分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担，大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起，课时量为64学时，由2位教师承担教学任务，其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识，又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础，为了保证学习的延续性，拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1～12周，而其他3门课程的开课时间从第6周开始，从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外，“集成电路原理与设计”课程设置96学时，由2位教师承担教学任务。并且，先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容，课时量为48学时，开设时间为6～17周；再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容，课时量为48学时，开设时间为8～19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程，并设置其为选修课，这样设置的目的在于：对于有意向考研的同学，可以减少学习压力，专心考研；同时，对于要找工作的同学，可以更多了解专业方面知识，为找到好工作提供有力保障。

2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式，专业课程要在大学三年级才能开始开设，时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标，培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才，需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。

在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中，要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导，侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习，以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础，因此，在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性，而双极型器件可以稍微弱化些。

对于专业方向课程，教师不但要讲授集成电路设计方面的知识，也要侧重于集成电路设计工具的使用，以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程，尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此，在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如，在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中，总课时量为48学时不变，理论课由原来的38学时减少至36学时，实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习，留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识，融会贯通，有效地促进教学效果，激发学生的学习兴趣。

三、结论

集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础，而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果，分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题，结合我校实际情况，对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革，提出“4+3+2”专业课程体系，并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求，为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。

参考文献：

[1]段智勇，弓巧侠，罗荣辉，等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报，2010，（5）.

[2]方卓红，曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

[3]谢海情，唐立军，文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育，2013，（28）.

[4]刘胜辉，崔林海，黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究，2008，（22）.

第5篇：专用集成电路设计方法范文

 

―、构建课程体系的总体思路

 

构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据，以素质培养为基础，以技术应用能力为核心，构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式，将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一，环环相扣，充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想，努力为社会培养优秀高端技能型人才。

 

1.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求，了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出，培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业，建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群)，建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引，建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群，形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元，成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝，未来几年IT人才需求在20万以上，而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右，远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明，近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才，学生在校学非所用，用非所学，实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。

 

2.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础，主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析，整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程，按照人的职业能力的形成规律进行序列化，从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识，并以工作任务为核心，组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系，按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程，形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。

 

3.形成专业定位，确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程：集成电路设计—裸芯片精细加工^封装测试—芯片应用—PCB设计制造，充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题，形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位，确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业，满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术，又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务，并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。

 

二、构建基于工作过程的学习领域课程体系

 

对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务—学校专家归并行动领域—微电子行业专家论证行动领域—学校专家开发学习领域—校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”，实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法，实现典型工作任务到行动领域转换，通过工作过程分析法，实现从行动领域到学习领域转换，通过工作任务还原法，实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”，构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容，获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。

 

1.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质，是以工作过程为参照物，将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合，在陈述性知识总量没有变化的情况下，增加经验以及策略方面的“过程性知识”3]。对典型工作任务进行归纳，确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域，即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。

 

2.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程，它是职业工作中同类工作任务的归类，能表现出职业工作的内容和形式，并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员，与学院的微电子技术专业教师一起，召开课程开发座谈会，进行微电子技术课程体系开发：以“集成电路(版图)设计—晶圆制造—封装测试—表面贴装”工作过程为主线，与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位，得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。

 

3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系，按照以工作过程为导向，进行课程的解构与重构，将6个行动领域转换为9个学习领域，即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求，重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期：电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期：集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。

 

4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计，由教师根据学校教学计划，结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长，由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学，从而促进学生对职业实践的整体性把握4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为：①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境:N/PM0S晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境:集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境:DP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境:SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线运行及工艺优化5个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境：单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境:收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境:编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境““跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境:课程概述、基于QualusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于QuarusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。

 

三、试点实施效果分析

 

在教学实施上，重点是加强教师执教能力：教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生，学生可以根据自己的兴趣爱好，在教师的指导下，充分利用各种资源，相互协作开展对某一问题的学习探讨，从而获得新知识，得到探索的体验及情感，促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践，课程教学效果得到显著提高，学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高，“双证书”提高到100%，专业对口率从原来的48%上升到92%，用人单位满意度达90%以上。

 

高职院校在办学过程中要形成特色鲜明的高职办学模式，课程体系是重要的载体。办学特色正是通过课

 

程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系，跟随产业的发展，调整专业的课程设置，符合职业岗位要求，学生技能显著提升，同时结合我院的办学特色，努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。

 

参考文献：

 

[1]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础〇].职教通讯，2006,(1).

 

[2]余国庆职业教育项目课程的几个关键问题ffl.中国职业技术教育，2007,(4).

 

[3]首珩，周虹基于工作过程的课程体系开发与实施m职教论坛，2008,(9).

 

[4]姜大源，吴全全当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社，2007.

第6篇：专用集成电路设计方法范文

博览会活动展示内容内容丰富、涵盖面广，除了大众熟知的数码家电、交通工具外，还包括集成电路设计、工艺美术品展示。传统大型家电企业和汽车制造企业无论对发明专利、实用新型专利和外观设计专利相当重视，能够及时申请相关专利使得产品和企业获得法律的保护，保障自身权益。而集成电路和工艺美术品在知识产权的保护方面往往被企业和创作者忽视。

集成电路与知识产权保护

在现代信息社会中，用知识产权法来保护集成电路技术则显得尤为重要。传统的知识产权法大致可以划分为著作权法、专利法、商标法等几个方面。但由于集成电路有其不同于传统知识产权客体的独到特点，依靠现有的这些法律无法予以充分的保护，为了适应这一需求，诞生了一种专门保护集成电路的新型知识产权，即集成电路布图设计权。这是知识产权法的最新发展之一。

集成电路布图设计作为知识产权客体的新成员，是有其独特个性的。为了充分地保护集成电路布图设计，我们不能简单地沿用现有的专利法、著作权法以及有关的其他法律，而应当充分考虑集成电路布图设计本身的特性，针对具体情况制定一种适合于其特点的专门法律。这一法律既要借鉴著作权法中的某些原则和规定，又要吸收工业产权法中的有关做法。因为法律所保护的对象是一个既不完全等同于著作权的客体，又不完全与工业产权客体相同的集成电路布图设计。因此这样一部法律在知识产权法律体系中享有其独立的地位。在权利内容方面，它既非单一采用传统专利法的未经权利人许可他人不得随意制造、使用、销售、进口的方式；也不像著作权法那样，一切权利都是以复制权为核心派生出来，而应综合采用工业产权法和著作权法这两种保护方式、因此，有人认为这是一种既不同于工业产权法也不同于著作权法的新型知识产权法。无论从哪个角度看，布图设计权都是一种在传统知识产权分类中所没有的新类型。由于集成电路在现代信息社会中的作用与传统知识产权保护体系对其的保护不相适应，故而应当制定一种与专利法、商标法、著作权法等地位相当的专门法律来保护集成电路布图设计。而企业和个人应对集成电路布图设计专有权有足够的重视，及时申请专有权保护。

工艺美术品与知识产权保护

博览会活动中有相当一部分工艺美术品的展示。从景德镇的瓷器到无锡本土的泥人、锡绣等。这些精美的艺术品在吸引大众眼球的同时，也暴露出传统工艺美术在知识产权保护方面的问题。简单分析原因如下：（1）工艺美术从业者知识产权意识较为淡薄，知识产权知识较为薄弱，因此在作品创作过程中有意无意地存在一些侵权现象；（2）工艺美术创作情况比较复杂，有历史传承的，有相互借鉴的，对是否是侵权在定性上有些有难度，很难处理；（3）工艺美术从业者知识产权自我保护意识比较差，创作的作品事先不采取相应措施加以保护，如未进行版权登记，在被侵权后采取措施维权的比较少。

第7篇：专用集成电路设计方法范文

关键词：集成电路设计；本科教学；改革探索

作者简介：殷树娟（1981-），女，江苏宿迁人，北京信息科技大学物理与电子科学系，讲师；齐臣杰（1958-），男，河南扶沟人，北京信息科技大学物理与电子科学系，教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京市教委科技发展计划面上项目（项目编号：KM201110772018）、北京信息科技大学教改项目（项目编号：2010JG40）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板，这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。在近50年的时间里，集成电路已经广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等各个领域。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本也相对低廉，便于进行大规模生产。自改革开放以来，我国集成电路发展迅猛，21世纪第1个10年，我国集成电路产量的年均增长率超过25%，集成电路销售额的年均增长率则达到23%。我国集成电路产业规模已经由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。我国成为过去10年世界集成电路产业发展最快的地区之一。伴随着国内集成电路的发展，对集成电路设计相关人员的需求也日益增加，正是在这种压力驱动下，政府从“十五”计划开始大力发展我国的集成电路设计产业。

在20世纪末21世纪初，国内集成电路设计相关课程都是在研究生阶段开设，本科阶段很少涉及。不仅是因为其难度相对本科生较难接受，而且集成电路设计人员的需求在我国还未进入爆发期。我国的集成电路发展总体滞后国外先进国家的发展水平。进入21世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。[1]为了适应社会发展的需要，同时也为更好地推进我国集成电路设计的发展，国家开始加大力度推广集成电路设计相关课程的本科教学工作。经过十年多的发展，集成电路设计的本科教学取得了较大的成果，较好地推进了集成电路设计行业的发展，但凸显出的问题也日益明显。本文将以已有的集成电路设计本科教学经验为基础，结合对相关院校集成电路设计本科教学的调研，详细分析集成电路设计的本科教学现状，并以此为基础探索集成电路设计本科教学的改革。

一、集成电路设计本科教学存在的主要问题

在政府的大力扶持下，自“十五”计划开始，国内的集成电路设计本科教学开始走向正轨。从最初的少数几个重点高校到后来众多相关院校纷纷设置了集成电路设计本科专业并开设了相关的教学内容。近几年本科学历的集成电路设计人员数量逐渐增加，经历本科教学后的本科生无论是选择就业还是选择继续深造，都对国内集成电路设计人员紧缺的现状起到了一定的缓解作用。但从企业和相关院校的反馈来看，目前国内集成电路设计方向的本科教学仍然存在很多问题，教学质量有待进一步提高，教学手段需做相应调整，教学内容应更多地适应现阶段产业界发展需求。其主要存在以下几方面问题。

首先，课程设置及课程内容不合理，导致学生学习热情降低。现阶段，对于集成电路设计，国内的多数院校在本科阶段主要开设有如下课程：“固体物理”、“晶体管理”、“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”（各校命名方式可能有所不同）等。固体物理和晶体管原理是方向基础课程，理论性较强，公式推导较多，同时对学生的数学基础要求比较高。一方面，复杂的理论分析和繁琐的公式推导严重降低了本科生的学习兴趣，尤其是对于很多总体水平相对较差的学生。而另外一方面，较强的数学基础要求又进一步打击学生的学习积极性。另外，还有一些高等院校在设置课程教学时间上也存在很多问题。例如：有些高等院校将“固体物理”课程和“半导体器件物理”课程放在同一个学期进行教学，对于学生来说，没有固体物理的基础就直接进入“晶体管原理”课程的学习会让学生很长一段时间都难以进入状态，将极大打击学生的学习兴趣，从而直接导致学生厌学甚至放弃相关方向的学习。而这两门课是集成电路设计的专业基础课，集成电路设计的重点课程“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程的学习需要这两门课的相关知识作为基础，如果前面的基础没有打好，很难想象学生如何进行后续相关专业知识的的学习，从而直接导致学业的荒废。

其次，学生实验教学量较少，学生动手能力差。随着IC产业的发展，集成电路设计技术中电子设计自动化（Electronic design automatic，EDA）无论是在工业界还是学术界都已经成为必备的基础手段，一系列的设计方法学的研究成果在其中得以体现并在产品设计过程中发挥作用。因此，作为集成电路设计方向的本科生，无论是选择就业还是选择继续深造，熟悉并掌握一些常用的集成电路设计EDA工具是必备的本领，也是促进工作和学习的重要方式。为了推进EDA工具的使用，很多EDA公司有专门的大学计划，高校购买相关软件的价格相对便宜得多。国家在推进IC产业发展方面也投入了大量的资金，现在也有很多高等院校已经具备购买相关集成电路设计软件的条件，但学生的实际使用情况却喜忧参半。有些高校在培养学生动手能力方面确实下足功夫，学生有公用机房可以自由上机，只要有兴趣学生可以利用课余时间摸索各种EDA软件的使用，这对他们以后的工作和学习奠定了很好的基础。但仍然还有很多高校难以实现软件使用的最大化，购买的软件主要供学生实验课上使用，平时学生很少使用，实验课上学到的一点知识大都是教师填鸭式灌输进去的，学生没有经过自己的摸索，毕业后实验课上学到的知识已经忘得差不多了，在后续的工作或学习中再用到相关工具时还得从头再来学习。动手能力差在学生择业时成为一个很大的不足。[2]

再者，理工分科紊乱，属性不一致。集成电路设计方向从专业内容及专业性质上分应该属于工科性质，但很多高校在专业划分时却将该专业划归理科专业。这就使得很多学生在就业时遇到问题。很多招聘单位一看是理科就片面认为是偏理论的内容，从而让很多学生错失了进一步就业的好机会。而这样的结果直接导致后面报考该专业的学生越来越少，最后只能靠调剂维持正常教学。其实，很多高校即使是理科性质的集成电路设计方向学习的课程和内容，与工科性质的集成电路设计方向是基本一致的，只是定位属性不一致，结果却大相径庭。

二、改革措施

鉴于目前国内集成电路设计方向的本科教学现状，可以从以下几个方面改进，从而更好地推进集成电路设计的本科教学。

1.增加实验教学量

现阶段的集成电路本科教学中实验教学量太少，以“模拟集成电路设计”课程为例，多媒体教学量40个学时但实验教学仅8个学时。相对于40个学时的理论学习内容，8个学时的实验教学远远不能满足学生学以致用或将理论融入实践的需求。40个学时的理论课囊括了单级预算放大器、全差分运算放大器、多级级联运算放大器、基准电压源电流源电路、开关电路等多种电路结构，而8个学时的实验课除去1至2学时的工具学习，留给学生电路设计的课时量太少。

在本科阶段就教会学生使用各种常用EDA软件，对于增加学生的就业及继续深造机会是非常必要的。一方面，现在社会的竞争是非常激烈的，很少有单位愿意招收入职后还要花比较长的时间专门充电的新员工，能够一入职就工作那是最好不过的。另一方面，实验对于学生来说比纯理论的学习更容易接受，而且实验过程除了可以增加学生的动手操作能力，同样会深化学生对已有理论知识的理解。因此，在实践教学工作中，增加本科教学的实验教学量可以有效促进教学和增进学生学习兴趣。

2.降低理论课难度尤其是复杂的公式推导

“教师的任务是授之以渔，而不是授之以鱼”，这句话对于集成电路设计专业老师来说恰如其分。对于相同的电路结构，任何一个电路参数的变化都可能会导致电路性能发生翻天覆地的变化。在国际国内，每年都会有数百个新电路结构专利产生，而这些电路的设计人员多是研究生或以上学历人员，几乎没有一个新的电路结构是由本科生提出的。

对于本科生来说，他们只是刚刚涉足集成电路设计产业，学习的内容是最基础的集成电路相关理论知识、电路结构及特点。在创新方面对他们没有过多的要求，因此他们不需要非常深刻地理解电路的各种公式尤其是复杂的公式及公式推导，其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。例如，对于集成电路设计专业的本科必修课程――“固体物理”和“晶体管原理”，冗长的公式及繁琐的推导极大地削弱了学生的学习兴趣，同时对于专业知识的理解也没有太多的益处。[3]另外，从专业需要方面出发，对于集成电路设计者来说更多的是需要学生掌握各种半导体器件的基本工作原理及特性，而并非是具体的公式。因此，减少理论教学中繁琐的公式推导，转而侧重于基本原理及特性的物理意义的介绍，对于学生来说更加容易接受，也有益于之后“模拟集成电路”、“数字集成电路”的教学。

3.增加就业相关基础知识含量

从集成电路设计专业进入本科教学后的近十年间本科生就业情况看，集成电路设计专业的本科生毕业后直接从事集成电路设计方向相关工作的非常少，多数选择继续深造或改行另谋生路。这方面的原因除了因为本科生在基本知识储备方面还不能达到集成电路设计人员的要求外，更主要的原因是随着国家对集成电路的大力扶持，现在开设集成电路设计相关专业的高等院校越来越多，很多都是具有研究生办学能力的高校，也就是说有更多的更高层次的集成电路设计人才在竞争相对原本就不是很多的集成电路设计岗位。

另外一方面，集成电路的版图、集成电路的工艺以及集成电路的测试等方面也都是与集成电路设计相关的工作，而且这些岗位相对于集成电路设计岗位来说对电路设计知识的要求要低很多。而从事集成电路版图、集成电路工艺或集成电路测试相关工作若干年的知识积累将极大地有利于其由相关岗位跳槽至集成电路设计的相关岗位。因此，从长期的发展目标考虑，集成电路设计专业本科毕业生从事版图、工艺、测试相关方向的工作可能更有竞争力，也更为符合本科生知识储备及长期发展的需求。这就对集成电路设计的本科教学内容提出了更多的要求。为了能更好地贴近学生就业，在集成电路设计的本科教学内容方面，教师应该更多地侧重于基本的电路版图知识、硅片工艺流程、芯片测试等相关内容的教学。

三、结论

集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济和社会信息化的重要基础。大力推进集成电路产业的发展，必须强化集成电路设计在国内的本科教学质量和水平，而国内的集成电路设计本科教学还处在孕育发展的崭新阶段，它是适应现代IC产业发展及本科就业形势的，但目前还存在很多问题亟待解决。本文从已有的教学经验及调研情况做了一些分析，但这远没有涉及集成电路设计专业本科教学的方方面面。不过，可以预测，在国家大力扶持下，在相关教师及学生的共同努力下，我国的集成电路设计本科教学定会逐步走向成熟，更加完善。

参考文献：

[1]王为庆.高职高专《Protel电路设计》教学改革思路探索[J].考试周刊,2011,(23).

第8篇：专用集成电路设计方法范文

关键词： 数字电子技术 教材改革 工程应用

1.引言

《数字电子技术》是高等学校通信工程、电子信息工程、自动化、电气工程及自动化等专业的重要专业基础课程[1]。随着数字电子技术、数字系统的高速发展，以FPGA （Field Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）为代表的大规模可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）的广泛应用，使传统“板上数字系统”被“片上数字系统”替代[2]。为适应数字电子技术的发展趋势，对传统《数字电子技术》教材内容进行了改革，在教材内容的安排和例题选用上，立足于应用型人才培养，以现代信息技术为依托，注重理论联系实际，取得较好的应用效果。

2.教材改革的基本思路

随着数字电子技术的快速发展，如何处理数字电子技术的经典内容与现代内容、传统分析设计方法与现代分析设计方法之间的关系，是教材内容改革的重点。教材以“基础知识器件原理器件应用器件仿真系统构建系统仿真”为主线，构建数字系统的知识框架。在教材内容组织上，将数字电子技术和数字系统有关知识融为一体，系统介绍数字电子技术与数字系统的基本分析方法和设计方法；在教材内容编写上，以培养学生的应用能力和实践能力为目的，采用案例式或项目式编写思路，将理论知识和实际应用相结合，把突出知识的应用性和实践性作为主要方向，做到理论和实践并重，既强调理论基础，又突出应用性。对于集成电路注重逻辑功能和使用方法介绍，增加EDA （Electronic Design Automation）技术基础知识[3]，利用Multisim 软件对部分电路进行功能仿真，并介绍VHDL语言、QuartusⅡ软件的基本使用方法，利用VHDL语言设计部分数字电路，利用QuartusⅡ软件进行仿真分析，适应现代电子技术飞速发展和应用的需要。

3.教材的主要特点

3.1 教材内容组织

按照教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会对《数字电子技术基础》课程教学的基本要求，对《数字电子技术》教材内容进行重新组织，将教材内容分为十章[4]。第一章介绍逻辑代数的基础知识，主要包括各种数制、常用的编码规则、逻辑代数的基本定理、逻辑函数的表示方法和化简方法等。第二章介绍EDA技术的基础知识，包括Multisim、VHDL语言、QuartusⅡ的基础知识。第三章介绍分立门电路、集成门电路和可编程逻辑器件的特点，并介绍利用VHDL语言设计门电路的方法。第四章首先介绍组合逻辑电路的基础知识，然后讲解组合逻辑电路的应用，最后利用Multisim对组合逻辑电路进行功能仿真和设计分析，并介绍组合逻辑电路的VHDL语言设计方法。第五章介绍各种触发器的功能和应用，并利用Multisim对触发器进行功能仿真，介绍触发器的VHDL语言设计方法。第六章介绍时序逻辑电路的分析方法和设计方法，介绍常用时序逻辑电路的功能和应用，并分别利用VHDL语言和Multisim进行功能描述和仿真。第七章介绍脉冲波形的产生与整形电路，重点介绍集成电路的应用。第八章介绍半导体存储器的特点和应用。第九章介绍A/D转换和D/A转换的工作原理和主要技术指标，对集成DAC和ADC的基础知识及应用进行简单介绍，并利用Multisim对基本转换电路进行功能仿真。第十章介绍数字系统设计的基本流程，通过3个实例介绍数字系统的不同设计方法。

3.2强调基础理论

随着数字电子技术的发展，数字电子技术已逐渐渗透到各个行业，《数字电子技术》课程作为高校电类专业的基础课程，是学生走向数字化时代的第一门课程，也是某些高校相关专业的考研课程，其重要性不言而喻。教材编写强调《数字电子技术》基础知识的系统性、完整性，将逻辑代数基础、组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计等基础知识作为教材核心内容，并结合部分高校相关专业《数字电子技术》研究生考试大纲的要求，增加部分教学内容。例如，在第六章“时序逻辑电路”中增加利用观察法和隐含表法进行状态化简的内容，使学生能够更容易掌握时序逻辑电路的传统设计方法。

在教材内容编排上，反复训练基础理论知识，使学生更好地学习并掌握基础理论知识，为进一步学习打下坚实的基础。例如，第四章“组合逻辑电路”首先介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法，然后介绍常用集成组合逻辑电路的原理和应用，其中译码器、数值比较器按照组合逻辑电路的分析方法进行阐述，编码器、数据选择器、加法器按照组合逻辑电路的设计方法阐述，使教材内容循序渐进、深入浅出，适用于学生自学，有利于培养学生自主学习能力。

3.3突出实践应用

在教材编写过程中，注重学生对知识应用能力培养的需要，强调具体操作过程中学习理论基础，将知识应用能力培养贯穿整本教材，突出教材知识的实践应用性。在介绍集成电路时，删除集成电路内部电路的分析，强调集成电路的逻辑功能和使用方法[5]，例如，介绍555定时器时，在简单介绍555定时器的电路结构和工作原理的基础上，以“触摸式定时控制开关电路”、“双音门铃电路”等应用电路介绍555定时器的使用方法。

在第九章“数/模和模/数转换器”中，以DAC0808、DAC 0832、AD7543为例介绍常用集成数/模转换器的工作原理和使用方法，并分别给出DAC0832、AD7543与单片机AT89C51的接口电路，既加强与后续课程单片机、微机原理等的联系[6]，又突出教材内容的应用性。

3.4增加EDA技术知识

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，是从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。教材第二章EDA技术基础知识介绍了Multisim和QuartusⅡ两种EDA工具的操作界面和使用方法，并介绍了VHDL语言的基本结构、数据对象、数据结构、操作符和基本语句结构，使学生借助EDA工具进行电路分析和设计。教材给出了74LS138、74LS153、74LS194、74LS160等常用集成电路的Multisim仿真电路和VHDL描述方法，并在第十章“数字系统设计”中，以“计数报警器”、“简易交通灯控制器”、“函数信号发生器”为例，结合Multisim和QuartusⅡ软件，详细介绍简单数字系统的设计过程，丰富教材内容。

4.结语

《数字电子技术》教材改革是一项长期工程，随着数字电子技术的发展，必将对教材内容产生深刻影响。本教材于2012年10月由北京大学出版社作为“21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材”出版，2013年12月被评为河南省“十二五”普通高等教育规划教材。教材经过3年多的使用，得到了广大师生的关注，收集了各方面建议和意见。为了更好地适应现代数字电子技术的发展和应用，需要对教材内容进行进一步改革。

参考文献：

[1]陆冰，魏芸，闾燕，等.“数字电子技术”课程教学改革的实践[J].电气电子教学学，2013，35（4）：46-47.

[2]宁改娣，杜亚利.教材：《数字电子技术》教材改革探索[J].教育教学论坛，2012（8）：98-99.

[3]黎艺华，谢兰清.高职数字电子技术项目课程教材建设探索[J].教育与职业，2011（15）：131-132.

[4]秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术[M].北京大学出版社，2012.

第9篇：专用集成电路设计方法范文

关键词：EDA技术 教学内容 教学方法 实践教学

EDA（Electronic Design Automation，即电子设计自动化）技术的产生和发展是和计算机技术的的发展紧密相连的，是一门综合了现代电子技术与计算机技术最新研究成果、以计算机为工作平台，对电子线路、系统或芯片进行自动化设计与应用的计算机辅助设计技术。

在西方发达国家，EDA技术已在电子工业界得到广泛应用，许多大学已将EDA融入教学并占有重要地位。目前在这方面的教学我们国家落后于发达国家十多年，电子课程体系及课程内容设置不够合理，课程的教学内容还未能适应当前电子技术特别是电子设计技术的发展，因此以开展EDA教学为契机、和国际先进水平接轨，深入进行面向21世纪电子类课程体系、课程内容、教学方法和实践教学的改革迫在眉睫。

一、EDA技术的发展概况

EDA技术随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了一个由浅到深的过程。

二十世纪70年代，随着中小规模集成电路的开发应用，传统的手工制图设计印制电路板和集成电路的方法已无法满足设计精度和效率的要求，而计算机作为一种运算工具已在科研领域得到广泛应用，因此这一时期的工程师开始利用计算机取代手工劳动，辅助设计印制电路板，以便解脱繁杂、机械的版图设计工作，这就是EDA技术的雏形。

到了80年代，为了适应电子产品在规模和制作上的需要，随着计算机技术的高速发展，应运出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA技术，其特点是以软件工具为核心，通过这些软件完成产品开发的设计、分析、仿真、测试等各项工作。

90年代后，EDA技术继续发展，出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术，通常也称为ESDA(Electronic System Design Automation)阶段。在这个阶段，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，以从繁重的设计工作中彻底解放出来，把精力集中于创造性的方案与概念构思上，从而提高设计效率，缩短产品的研制周期。可以说这一阶段才真正称得上是EDA时期。

进入21世纪后，EDA技术得到了更大的发展，电子技术全方位进入EDA领域，软硬件技术进一步融合，除了日益成熟的数字技术外，模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计标准化，可编程模拟器件出现，软件无线电技术正在崛起。

二、EDA技术发展促进电子专业教学内容的改革

传统的电子专业教学内容是专业基础课程（模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术等课程）加典型整机电路分析（电视机、音响、VCD等）。

随着计算机技术在各行各业的应用，电子专业正在经历着从传统的电子技术向现代电子技术的发展，现代电子技术的核心技术就是EDA技术。在电子专业的教学中，将EDA技术涉及的内容引入到教学过程中，改革电子专业的教学，是现代电子技术发展的需要。

目前国内外开展EDA教学内容一般有：

1．在模拟电子技术、数字电子技术等专业基础课程中，增加EDA仿真方面的内容，让学生掌握用EDA仿真软件，比如流行的Multisim通用电路分析设计软件，进行电路仿真测试、交直流分析、频率响应分析、电路参数扫描分析、电路容差分析等。

2．将计算机辅助设计印制电路板板内容加入到教学中，由于EDA技术发展迅速，很多企业都推出了自己优秀的EDA软件，如Protel、PowerPCB、Layout等，在教学中可以选择比较通用的软件开展教学，现在很多学校选择使用Protel软件辅助印制电路板设计。

3．增加一门课程讲解EDA技术及应用，使学生熟悉并掌握现代大规模可编程逻辑器件的设计、仿真及开发应用技术，以跟踪现代数字电子技术发展、应用潮流与趋势，为他们毕业后能迅速适应专业工作需求打好扎实的技术基础。世界上有许多公司如Altera公司、Xilinx公司、Lattice公司等致力于这方面的研究，生产出集成度越来越高的可编程逻辑芯片，同时推出了开发这些芯片所需要的EDA工具软件。至于在教学中选择哪家公司开发的EDA工具软件和相应的可编程逻辑器件，则属见仁见智的问题。但Altera公司作为世界上最大的CPLD/FPGA芯片生产厂家，其产品的类别是最多的，市场占有份额最大，一般可以选择Altera公司开发的EDA集成工具软件QuartusⅡ、芯片可采用10000门集成度的FLEX10K可编程芯片进行这门课程的教学。

三、EDA技术发展促进电子专业教学方法的改革

传统的电子专业教学工具是一块黑板加一支粉笔，教师在黑板上画图分析，往往是教师讲得口干舌燥，学生却是觉得抽象难懂，大大影响了学生对电子专业的兴趣和学习。

现在将EDA技术在仿真方面的成就应用到电子专业的教学中，采用多媒体加仿真的方式进行讲解和分析，可以大大提高课堂教学的效果。譬如讲解放大电路部分，教师可以采用EDA仿真软件如Multisim或其他的电路仿真软件连接放大电路，然后运行，可以调用虚拟仪器示波器观测电路的输入输出波形，在讲课的过程中，学生就可以很直观地看到输入信号被放大了，根据输入输出波形还可以直接计算电路的放大倍数，然后再和理论计算的放大倍数进行比较。还可以改变电路的参数如基极电阻的大小，使放大电路工作到饱和或截止状态，利用虚拟仪器观察输出信号的波形失真。再调用虚拟仪器万用表测量三极管的基极、集电极、发射极的电压，总结出电路工作在放大、截止、饱和时电路参数的变化情况。很显然这样的教学方法学生学起来直观，感兴趣，容易理解接受，教师教起来也得心应手。所以借助于多媒体技术运用EDA仿真软件改进电子专业教学方法，可以使课堂教学更加形象生动。

四、EDA技术发展促进电子专业实践教学的改革

在专业实践教学方面，主要包括实验和实训。EDA技术的发展对这些实践教学更是带来了全面革新和极大冲击。

传统的实验教学学生用分立元件在实验板上搭接电路进行测试，后来很多高校采用实验台，学生只需要搭接积木一般将电路搭好进行测试就算完成了实验。根据笔者多年的教学经验，这种实验方式由于元件、试验台本身等等问题，学生实验往往很难做成功，教师疲于解决实验中出现的低级故障如接触不良、元件损坏等。这样的实验教学很难达到提高学生在实验的过程中理解并掌握课堂上学过的理论知识、发现问题并解决问题的能力，很难让学生有一个充分发挥其思维的空间。

随着EDA技术的发展，特别是功能强大的EDA仿真软件的推出（如Multisim电子仿真软件），对于实验，特别是验证性实验完全有条件利用计算机来进行以前必须用硬件才能完成的实验，需要用硬件实现的实验也可以先进行计算机仿真、模拟调试后再用硬件来实现。在电子专业的实验教学中引入EDA仿真软件可以提高实验效率，增强实验的趣味性和新颖性，学生在实验过程中不用担心元件被损坏，可以大胆地做实验，充分发挥其思维空间。当然并不是说软件能完全代替硬件，完全离开硬件的软件仿真会让学生的思维停留在软件的阶层，无法和硬件联系起来，软件仿真只是辅助我们分析设计电路，通过仿真理解这个电路的工作原理，最后还要再硬件搭接调试该电路，这样在调试的过程中出现问题，就能自己思考、自己解决，从而提高学生的动手能力、分析问题解决问题的能力。

传统的实训都是附属于某门课程的实训，如模拟电子技术实训，数字电子技术实训、单片机实训等。随着EDA技术的发展，对于实训可以打破课程的局限，将EDA的内容用于实训教学中，采用设计―仿真―制版―安装―调试的方式完成电子技术实训，实训的内容根据前面几个学期所学的内容进行整合，从易到难。比如在电子专业第三个学期进行电子技术实训，设计的内容要求融合模拟电子技术、数字电子技术的知识，在设计的过程中学生可以在计算机上利用仿真软件（如Multisim）进行软件调试，一人一机，只有仿真调试成功电路才能进入下一个环节―制版。在这个环节学生可以利用EDA板级设计工具辅助印制电路板设计（如Protel软件），将仿真调试成功的原理图设计成印制电路板（PCB），PCB软件设计成功后，再将其制作成印制电路板。这时教师可以根据学生设计的电路发给元件，学生进行安装调试，由于已经用软件仿真调试过电路，印制电路板也是自己设计制作出来的，在硬件调试中出现的问题，学生可以自己分析直到解决，大大提高他们的实践能力，并且实训的过程中要用到多门课程所学的内容，这样经过实训，学生就能将这些知识融会贯通用于实践。

目前EDA技术发展已经能实现电子设计全自动化，设计者只需要采用硬件描述语言表述要设计的电子系统的功能，借助于功能强大的EDA工具（如QutersⅡ），将程序下载到可编程逻辑器件FPGA或CPLD中，就可以完成电子系统的硬件设计，实现用软件的方法设计硬件。单片机技术在电子专业的教学中比较成熟，单片机控制功能更强大一些，但在逻辑功能方面稍欠缺，将单片机和FPGA/CPLD结合起来能完成高性能要求的电子系统。分析历年历届全国电子设计竞赛赛题，基本上都是要求设计具有一定智能化的电子系统，如果不使用现代电子设计手段，不使用单片机技术、EDA技术等现代电子设计技术基本是不可能完成的。所以作为高校的实训要加强单片机、EDA技术的实训，制作调试基于芯片级的电子系统，让实训和现代电子技术接轨，大胆地改革以往实训的内容，这样培养的人才才是社会所需要的。

结束语

EDA技术是电子设计领域的一场革命，给电子系统的设计带来了革命性的变化，使得电子系统的设计方便高效。目前EDA技术正处于高速发展阶段，每年都有新的EDA工具问世。我国的EDA技术处在发展阶段，将EDA技术引入到高等学校的教学中，改革电子专业的教学，加强EDA的学习，提高学生使用EDA技术的能力，为我国的电子信息产业提供优秀的电子设计人才，是高等教育面临的迫切任务。

参考文献：

［1］郑步生，蒋旋.EDA技术的发展对电类专业教学的影响及应对策略［J］.南京航空航天大学学报(社会科学版)，2000.9.

［2］朱彩莲.EDA技术的发展与应用［J］.萍乡高等专科学校学报，2004.12.

［3］潘松，黄继业.EDA技术实用教程(第二版)［M］.科学出版社，2005.2.