集成电路设计基础精选(九篇)

第1篇：集成电路设计基础范文

在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容

1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。

2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。

3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。

4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。丰富的实践操作内容

1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。

2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。

3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制

1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。

2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。

3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。

3结语

第2篇：集成电路设计基础范文

关键字:数字电路;组合逻辑电路;时序逻辑电路

中图分类号:TN79文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0042-01

众所周知,近年,科学技术的不断进步带动许多行业发生了翻天覆地的变化,电子信息行业走在了科学发展的前列,表现尤为突出的是数字电子技术,科学进步的浪潮中它迅速前进,已成为当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成电路(VLSI)。那么,逻辑器件的变化也会影响整个数字逻辑电路的发展。

一、数字电路的状态

数字电路顾名思义就是对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路,它只有两个状态就是0和1。在数字电路中,低电平用0表示,高电平用1表示,有时低电位也用字母L(Light)表示,而高电位用字母H(High)表示。另外在对0和1理解时,还会有时间限制,因为数字0、1表示电路状态,结合时间看电路时,要明白电路工作时序。

二、数字逻辑电路的基本定律

数字电路的设计在生活中使用非常广泛,但是怎样设计出符合要求的电路,这就是一门技术活了。因此理解数字电路设计,重点在基本概念和基本方法上。数字设计中逻辑代数基本定律、组合逻辑和时序逻辑的概念是分析和设计数字系统的基础,也是设计大规模集成芯片的基础,所以我们在说数字电路设计之前就要先了解逻辑代数的基本知识定律。逻辑代数是英国数学家乔治.布尔(Geroge . Boole)于1847年首先进行系统论述的,也称布尔代数。 所研究的是两值变量的运算规律,即0,1表示两种不同的逻辑状态,称这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系为二值逻辑。在逻辑代数中我们最先了解的就是进制的转换,计算机系统中一般二进制、八进制、十进制、十六进制是了解最多的,转换这些进制也是最容易的,掌握其中的计算方法就能得到。

三、数字电路设计―组合逻辑和时序逻辑

在做数字电路设计时主要就是组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计。从一方面说,这两种电路的设计是数字电路中的一个最基本的也是最重要的部分,只有会做这两种电路的设计才算是对数字电路入门了。所以我们先对这两种设计作下简单的介绍。

如果说逻辑电路设计是数字电路的最基础的组成部分,那么门电路就是带动这些部分运转的重要元素,就像是一部机器,门电路就是机器中的零件,大家都知道零件在机器的运转中起着不容小觑的作用,如果在某个部位因为一个小零件的出错,可能会导致整个机器出故障。逻辑电路中最基本的门电路通常是与门、或门、非门。与门是逻辑与运算的单元电路;或门是逻辑或运算的单元电路;非门,也叫反相器,是实现逻辑非运算的电路。在实际的应用中并不是把它们直接使用,而是将它们组合成复合逻辑运算与非、或非、与或非、异或、同或等常用的门来实现其功能。我们在日常生活中见得最多的就是交通灯的控制,就是用组合逻辑电路设计成的。在组合逻辑电路的设计中,利用门电路的组合完成的很多电路的设计,编码器、译码器就是组合逻辑电路中的器件,组成的液晶显示器LCD,数码显示器LED。

时序逻辑电路中,主要的零件就是集成触发器,在各种复杂的数字电路中不但需要对二值信号进行算术运算和逻辑运算,还经常需要将这些信号和运算结果保存起来,因此需要使用记忆功能的基本逻辑单元,而这种能储存信号的基本单元电路就是触发器。迄今为止,人们已经研制出了很多种触发器电路,根据电路结构形式的不同,可以分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器等。这些触发器的研制都是在前一种触发器的基础上改进而来的,通俗的说是后人在前人的研究发明中不断提炼出的新器件。因此同步触发器是建立在基本RS触发器的基础上的,基本RS触发器输入信号可以直接控制触发器的状态翻转,而在实际应用中往往要求在约定脉冲信号到来时,触发器才能翻转,所以才有同步RS触发器的出现。但是同步RS触发器有空翻现象,不能正常计数,因此人们又研制了主从触发器,同样为了克服主从触发器的一次性变化,就有了边沿触发器的产生。

四、数字集成电路

在很多人看来,数字集成电路是非常空洞的东西,因为只是一块芯片,却能实现如此多的功能。那在数字集成电路中主要有哪些电路呢?常用的数字集成电路一般有CMOS电路和TTL电路两种。CMOS电路有消耗功率低,工作电压范围广和噪声容限大的特点,虽然在CMOS电路的输入端已经设置了保护电路,但由于保护二极管和限流电阻的几何尺寸有限,它们所能承受的静电电压和脉冲功率均有一定限度。CMOS集成电路在储存运输、组装和调试过程中难免会接触到某些带静电高压的物体,所以一般要对输入的静电进行保护,另外CMOS还会出现电路锁定效应,一般为了使用安全和方便,人们一直在研究从CMOS电路本身的设计和制造上克服锁定效应方法。当然,集成电路一般的要求都非常高,它需要预先对芯片进行设计,编制一定的程序,而我们往往使用现成的电路,对它只做了一定的分析。

通过对数字电路的基本知识的解读,当然这只是很浅的一方面。而数字电路涉及到的一些专用的集成电路。由于专用集成电路(ASIC)是近期迅速发展起来的新型逻辑器件,这些器件的灵活性和通用性使它们已成为研制和审计数字系统的最理想器件。因此数字电路的发展在今后还有很大的空间,但是在发展的同时,数字电路的基础的知识是不会改变的,只会在原来的基础上得到更大的改进,这需要新新的电子人来改进数字电路的不足地方,将它所存在的每一个缺点进行弥补,使各个部分它的作用发挥到最大。

数字电路在实际运用中将越来越广泛,现在在要求普及的数字电视已经进入了千家万户,数字化已经成了必然的趋势。但是任何技术知识,基础都是最根本,最主要的,数字电路的组成刚好是是基础。数字化的时代已经到来,打好基础知识是数字电路发展的前提条件。

第3篇：集成电路设计基础范文

【关键词】集成电路 理论教学 改革探索

【基金项目】湖南省自然科学基金项目（14JJ6040）;湖南工程学院博士启动基金。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0255-01

随着科学技术的不断进步，电子产品向着智能化、小型化和低功耗发展。集成电路技术的不断进步，推动着计算机等电子产品的不断更新换代，同时也推动着整个信息产业的发展[1]。因此，对集成电路相关人才的需求也日益增加。目前国内不仅仅985、211等重点院校开设了集成电路相关课程，一些普通本科院校也开设了相关课程。课程的教学内容由单纯的器件物理转变为包含模拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。随着本科毕业生就业压力的不断增加，培养应用型、创新型以及可发展型的本科人才显得日益重要。然而，从目前我国各普通院校对集成电路的课程设置来看，存在着重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等问题，进而导致学生对集成电路敬而远之，退避三舍，学习积极性不高，继而导致学生的可发展性不好，不能适应企业的要求。

本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际，详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题，介绍了该课程的教学改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣，培养学生的创新意识。

1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题

1.1理论性强，课时较少

对于集成电路来说，在讲解之前，学生应该已经学习了以下课程，如：“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是，由于这些课程的理论性较强，公式较多，要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说，就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好，在我们学校，电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生，使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此，目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式，这就导致一些跟集成电路相关的课程，如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了，而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时，理论课46课时，实验课10课时。只讲授教材上的内容，没有基础知识的积累，就像空中架房，没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话，课时又远远不够。这就导致老师讲不透，学生听不懂，效果很不好。

1.2重传统知识，轻科技前沿

利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说，由于其更新换代的速度非常快，故在进行教学时，除了采用经典案例来夯实基础外，还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时，学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授，对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。

1.3不因校施教，因材施教

教材作为教师教和学生学的主要凭借，是教师搞好教书育人的具体依据，是学生获得知识的重要工具。然而，我校目前“集成电路原理与应用”课程采用的教材还没有选定。如：2012年采用叶以正、来逢昌编写，清华大学出版社出版的《集成电路设计》;2013年采用毕查德・拉扎维编写，西安交通大学出版社出版的《模拟CMOS集成电路设计》;2014年采用余宁梅、杨媛、潘银松编著，科学出版社出版的《半导体集成电路》。教材一直不固定的原因是还没有找到适合我校电子科学与技术专业学生实际情况的教材，这就导致教师不能因校施教、因材施教。

2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革

2.1选优选新课程内容，夯实基础

由于我校电子科学与技术专业的学生，没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程，因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容，如表1所示。因此，在教学实践中，本着“基础、够用”的原则，采取选优选新的思路，尽量选择适合我校专业实际的教材。目前，使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义，理顺了理论教学，实现了因校施教，因材施教。

表1 “集成电路原理与应用”课程教学内容

2.2提取科技前沿作为教学内容，激发专业兴趣

为了提高学生的专业兴趣，让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在，在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如：从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容，并将这些内容按照门类进行分类和总结，穿插至传统的理论知识讲授中，让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣，还可以提高学生的创新能力。

2.3开展双语教学互动，提高综合能力

目前，我国的集成电路产业相对于国外来说，还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三：一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家，软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此，集成电路课程对学生的英语能力要求很高，在课堂上适当开展双语教学互动，无论是对于学生继续深造，还是就业都是非常必要的。

3.结语

集成电路自二十世纪五十年代被提出以来，经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模，目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异，但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此，对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此，本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发，详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题，并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施，这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。

参考文献：

第4篇：集成电路设计基础范文

一、 现场施工偏差及纠偏措施

（一）现阶段施工进度情况

序号

项目

内容/工程节点

工程量

现阶段已完成情况

1

场内检修道路

道路复测

15.59KM

已全部完成

进场道路路基开挖、堡坎、排水沟等

15.59KM

已全部完成

风机道路砂石路面等

15.59KM

暂时还未开展，待风机等大件设备运输完毕后开始施工，预计于9月份施工完毕。

2

风机基础工程

基础开挖

19基

已全部完成

基础浇筑

19基

现已浇筑完成13基，计划于5月29日全部浇筑完成，剩余6基风机基础现正在进行钢筋绑扎，计划27号、28号、29号各浇筑2基（如天气状况良好）

风机基础回填

19基

已完成2基

箱变基础工程

基础开挖

19台

未开始

基础浇筑

19台

未开始

箱变基础回填

19台

未开始

3

风电机组安装工程

风机吊装

19台

未开始

风机电装

19台

未开始

风机至箱变电缆敷设

19台

未开始

4

箱变安装工程

箱变安装

19台

未开始

箱变交安试验

19台

未开始

5

35kV集电线路安装工程

集电线路铁塔基础施工

53

全线复测分坑已完成，基础开挖6基

铁塔组立

53基

未开始

集电线路电杆施工

19基

未开始

集电线路架线(含光缆架设)

15.59km

未开始

6

风电机组调试

风电机组调试

19台

未开始

7

110kV升压站土建及安装工程

综合房（含建筑装修）

1项

主体已于2020年5月15日封顶，计划于5月29日拆除满堂架进行装饰装修

辅住房（含建筑装修）

1项

主体已于2020年5月17日封顶，计划于5月31日拆除满堂架进行装饰装修

主控室用房（含建筑装修）

1项

图纸于2020年5月16日提交我方开始施工，现已完成：基础开挖完成，基础垫层浇筑完成，现正进行基础承台钢筋绑扎，计划于2020年6月25日主体封顶

室外设备基础、电缆沟（SVG、GIS、主变基础等）

1项

无图纸，暂未开始

消防水泵房

1项

现正进行消防水箱钢筋绑扎、模板支护，计划于2020年6月5日浇筑混凝土

避雷针及基础

1项

无图纸，暂未开始

场区附属工程（道路、围墙、场区硬化、绿化、照明等）

1项

围墙已砌筑完成40%，其余附属工程无图纸，暂未开始

8

升压站电气设备调试

升压站一、二次电气设备安装及调试

1项

暂未开始

为保证贵方9.30工期目标，根据现阶段施工进度进行

分析，升压站设备基础及集电线路施工进度滞后，升压站设备基础无图纸，暂无法施工，集电线路由于作业队伍确定时间较晚，导致整体施工进度滞后，后续我方根据现场实际情况，对集电线路施工工序进行调整，加大施工资源投入，加快推进集电线路施工进度。

（二）安全文明施工情况

1、本工程开工前，项目部对进场的施工人员进行了登记、造册，并按照我公司的规定与所有人员签订了安全生产责任书。项目部制定了安全教育计划，对已进场的施工人员进行了安全教育、安全培训、安全交底。

2、现场安全文明施工牌已按规定布置完善。

3、已进场的工器具、设备、机械项目部进行了检查，不合格设备、机械已全部退场。并将设备、机械检验合格证明上报监理审核。

4、现场易燃易爆物品（如：柴油发电机）项目部派专人看守，进行定期检查，并按规定配置了消防器材、警示标志、操作规程、防护棚等。

5、现场各处加工区、生产区项目部指派了责任人，并按规定设置了操作规程、警示标志等。

6、对食堂项目部制定了食堂管理制度，并对厨师进行了教育培训及体检。

7、施工现场项目部布置了生产警示标志及各类注意事项，并对存在隐患部位进行了安全防护工作。

8、现场防疫工作按贵公司及我司要求，严格进行体温检测、消毒、通风、出行记录等。

开工至今，现场未发生任何安全事故。

（三）质量管控情况

本工程中标后项目部根据业主及我公司的要求编制了施工组织设计，对该项目进行质量策划，编制了质量计划及质量保证措施，并根据现场情况制定了奖惩制度，建立了项目质量目标责任制和考核评价体系，并按本工程各工序编制了施工作业指导书。

施工阶段我项目部协同业主、监理对原材料供货厂家进行了实地考察，各供货厂家均具备为本工程供货的资质及条件。并对进场的原材料进行了现场取样、送检，原材料的合格证、质量证明文件向监理进行了报验，施工过程中严格实行“三检制”。

二、 现场施工存在的主要困难及问题

（一）施工图纸方面：

1、升压站主控用房建筑图、设备基础图、辅助工程施工图纸还未提供，为避免影响整体工期进度，请贵方尽快提供上述图纸。

2、二次设备技术规范书我方已提供贵单位，请贵单位尽快落实签订技术规范书。且二次设备及通信设备贵方提供的设备清单中缺少部分设备，我方已提交缺少部分的设备清单，由于上述设备生产周期较长，请贵方尽快确定是否需要增加，以便我单位尽快完成设备采购和设备排产。

3、升压站电缆清册还未提供，由于我方采购流程及电缆生产周期较长，请贵方尽快提供升压站电缆清册，以便我单位尽快完成电缆采购和电缆排产。

（二）资金方面

本工程开工至现在已完成产值1064万元，但截止目前贵方只支付了480万元预付款，由于近期急需支付风机基础钢筋款460万元、锚栓款216万元、混凝土款660万元，二次设备预付款、接地变预付款、铁塔预付款、光缆、导线预付款高压电缆预付款等，我方资金压力甚大，请贵方尽快支付4月份、5月份进度款，以缓解我方资金压力，确保工程正常推进。

（三）质量、安全方面

由于风机基础施工工期压缩32天，施工人员及机械成倍增加，原计划风机基础施工人员50人，实际施工人员达到140人，加大了我方的管理难度，且由于施工现场天气情况较为恶劣，大风、暴雨、大雪天气仍较为频繁，施工难度大，安全风险和质量控制难度也相应增加，安全、质量方面的成本投入也超出原有计划。

三、下一步现场施工管理的具体措施

针对本项目实际情况，为实现项目按期投运，对现场施工实现全方位管控，采取的措施如下：

1、加强施工现场管理，根据现场实际情况再次编排后续施工项目的施工工序，强化施工资源配置。

2、尽快完成升压站设备基础施工，并确定升压站设备到场时间，根据设备到场情况，我方组织升压站电气安装人员进场，以保证升压站工程各施工工序合理衔接。

第5篇：集成电路设计基础范文

关键词：soc 单片机 嵌入式系统

引言

现场电子技术应用中包含了硬件（hw）、硬件加软件（hw+sw）、固件（fw）3个层次。这3个层次也可以说是现代电子技术应用的3人发展阶段。自1997年以来，电子技术应用又增加了一个新的层次——片上系统（soc）层次。soc技术概念和应用技术层次的出现，标志着现代电子技术应用进入了soc阶段。

从各个发展阶段看，自hw+sw阶段开始，电子技术应用就与单片机紧密地联系在一起。在fw阶段，作为固件系统的重要核心技术，单片机又以嵌入式技术为基础，再次成为现代电子应用技术的核心技术之一，并为soc应用技术提供了紧实的基础。

soc为各种应用提供了一个新的实现技术。这种新的电子系统实现技术促使工业界在近3年中发生了巨大的变化，为信息技术的应用提供坚实的基础，因此，完全可以称之为soc革命。同时，soc也为单片机技术提供了更广阔的应用领域，使单片机应用技术发生了革命性的变化。

本文根据几年来对soc技术和单片机应用技术发展的研究，对soc的基本技术概念以及单片机与soc技术的关系进行了讨论，指出了soc中单片机嵌入式应用的技术特点。wWW.133229.cOm

一、soc技术与应用概念

所谓soc技术，是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用soc技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用soc技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。

1.系统功能集成是soc的核心技术

在传统的应用电子系统设计中，须要根据设计要求的功能模块对整个系统进行综合，即根据设计要求的功能，寻找相应的集成电路，再根据设计要求的技术指标设计所选电路的连接形式和参数。这种设计的结果是一个以功能集成电路为基础，器件分布式的应用电子系统结构。设计结果能否满足设计要求不仅取决于电路芯片的技术参数，而且与整个系统pcb版图的电磁兼容特性有关。同时， 对于须要实现数字化的系统，往往还须要有单片机等参与，所以，还必须考虑分布式系统对电路固件特性的影响。很明显，传统应用电子系统的实现，采用的是分布功能综合技术。

对于soc来说，应用电子系统的设计也是根据功能和参数要求设计系统，但与传统方法有着本质的差别。soc不是以功能电路为基础的分布式系统综合技术。而是以功能ip为基础的系统固件和电路综合技术。首先，功能的实现不再针对功能电路进行综合，而是针对系统整体固件实现进行电路综合，也就是利用ip技术对系统整体进行电路结合。其次，电路设计的最终结果与ip功能模块和固件特性有关，而与pcb板上电路分块的方式和连线技术基本无关。因此，使设计结果的电磁兼容特性得到极大提高。换句话说，就是所设计的结果十分接近理想设计目标。

2.固件集成是soc的基础设计思想

在传统分布式综合设计技术中，系统的固件特性往往难以达到最优，原因是所使用的是分布式功能综合技术。一般情况下，功能集成电路为了满足尽可能多的使用面，必须考虑两个设计目标：一个是能满足多种应用领域的功能控制要求目标；另一个是要考虑满足较大范围应用功能和技术指标。因此，功能集成电路（也就是定制式集成电路）必须在i/o和控制方面附加若干电路，以使一般用户能得到尽可能多的开发性能。但是，定制式电路设计的应用电子系统不易达到最佳，特别是固件特性更是具有相当大的分散性。

对于soc来说，从soc的核心技术可以看出，使用soc技术设计应用电子系统的基本设计思想就是实现全系统的固件集成。用户只须根据需要选择并改进各部分模块和嵌入结构，就能实现充分优化的固件特性，而不必花时间熟悉定制电路的开发技术。固件基础的突发优点就是系统能更接近理想系统，更容易实现设计要求。

3.嵌入式系统是soc的基本结构

在使用soc技术设计的应用电子系统中，可以十分方便地实现嵌入式结构。各种嵌入结构的实现十分简单，只要根据系统需要选择相应的内核，再根据设计要求选择之相配合的ip模块，就可以完成整个系统硬件结构。尤其是采用智能化电路综合技术时，可以更充分地实现整个系统的固件特性，使系统更加接近理想设计要求。必须指出，soc的这种嵌入式结构可以大大地缩短应用系统设计开发周期。

4.ip是soc的设计基础

传统应用电子设计工程师面对的是各种定制式集成电路，而使用soc技术的电子系统设计工程师所面对的是一个巨大的ip库，所有设计工作都是以ip模块为基础。soc技术使应用电子系统设计工程师变成了一个面向应用的电子器件设计工程师。由此可见，soc是以ip模块为基础的设计技术，ip是soc应用的基础。

5.soc技术中的不同阶段

用soc技术设计应用电子系统的几个阶段如图1所示。在功能设计阶段，设计者必须充分考虑系统的固件特性，并利用固件特性进行综合功能设计。当功能设计完成后，就可以进入ip综合阶段。ip综合阶段的任务利用强大的ip库实现系统的功能i。p结合结束后，首先进行功能仿真，以检查是否实现了系统的设计功能要求。功能仿真通过后，就是电路仿真，目的是检查ip模块组成的电路能否实现设计功能并达到相应的设计技术指标。设计的最后阶段是对制造好的soc产品进行相应的测试，以便调整各种技术参数，确定应用参数。

二、soc的应用概念

现代科学技术应用的重要特点之一，就是技术多样性、智能多变性和面向对象的系统设计性。所谓技术多样性，就是实现同一个应用电子系统可以有许多不同的设计方案供选择；而不同的设计方案就意味着必须使用不同的设计和生产技术。所谓知识多变性，是指在现代电子技术应用系统中，实现系统目标的基础理论和方法随着新知识的出现不断地在变化。这种变化不仅使应用电子系统技术指标发生变化，甚至改变了系统的整体结构。

随着现代信息和电子技术应用领域的不断拓宽，越来越多的应用领域提出了各种特殊要求。例如，航空航天领域要求的小体积大系统，信息应用领域提出的个性化等要求，都使得一般固件技术难以胜任。特别是在民用领域，重视个性化的产品设计概念使应用电子产品的更新速度极快，而且小批量多品种的要求也越来越高。这就是提出了小批量产品与成本、集成化与成本、产品研制周期与成本等一系列的问题。

soc正是成为满足现代科学和工程技术发展的要求而产生的现代应用电子技术。传统的观念认为，只有大批量的产品才有集成的可能，才具有价格竞争优势。因此，到目前为止，大多数小批量产品，特别是研究性质的应用电子系统，一般都采用hw，hw+sw或fw技术实现。但随着soc的出现、发展和成熟，这种现状已经发生极大的变化。soc为现代电子工程师提供了一个快捷经济的系统设计方法，使那么传统观念上认为高性能、高复杂度、高成本的嵌入式结构，能够通过低成本的单片芯片实现。

1.soc的设计观念

soc的设计观念与传统设计观念完全不同。在soc设计中，设计者面对的不再是电路芯片；而是能实现设计功能的ip模块库。设计者不必要在众多的模块电路中搜索所须要的电路芯片，只需要根据设计功能和固件特性，选择相应的ip模块。这种电路的设计技术和综合方法，基本上消除了器件信息障碍，因为每一个应用设计都是一个专用的集成系统，都是一个专用的集成电路。换句话说，soc的设计观念是“设计自己的专用集成电路”。从某种意义上讲，就是把用户变成了集成电路制造商。

2.高效便利的设计工具

由于ip是soc的基础，所以，必须采用相应的eda软件才能完成设计技术。如果没有高效便利的设计工具，soc设计就是一句空话。实际上，传统应用电子系统设计工作对eda和其他相应的设计软件并没很高的要求，只要求能提供相应的便利条件；而soc设计则必须建立在eda基础之上。例如，使用soc技术设计一个智能温度控制系统，由于整个系统集成在一个芯片中，用户就必须能对其中的cpu核、存储器、a/d、模拟放大器等电路进行综合仿真，显然，必须要有一个高效便利的eda工具才能完成这些工作。

三、soc技术中的单片机

单片机现代电子技术应用中的主流技术，特别是在工业和民用的独立电子系统中，单片机起着系统核心的作用。由于单片机系统特有的固件特性，使单片机在soc技术中占有重要的地位。

1.soc中的单片机嵌入技术

随着电子技术的发展，特别是应用技术的飞速发展，单片机应用系统已经形成了常用的、独特的嵌入式结构。如不同系列的单片机，都是通过嵌入不同的cpu和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为cpu和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为ip库中的重要成员，而其嵌入式结构正是soc的一种重要实现技术和方法。

用soc设计单片机系统嵌入式结构，为设计者提供了现有技术所无法比拟的优越条件。设计者必在选择单片机的型号上下功夫；只须要根据所设计系统的固件特性和功能要求，选择相应的单片机cpu内核，再根据需要选择其他的ip模块，就可以实现完整的系统。从某种意义上看，soc为单片机应用提供了更广阔的应用技术，并赋予了单片机更强大的生命力。试想，如果整个soc目标系统的核心是一个单片机cpu，那么，这个系统设计成功之后就不仅是真正意义上的单片机，而且还实现了真正的系统单片机。这正是单片机强大生命力的根源。

2.soc中单片机系统优化

目前在单片机应用中，有相当一部分实际上并不能叫做单片机。因为许多应用中需要形成单片机的外部系统总线。因此，单片机资源的充分利用和避免形成外部总线，往往是单片机应用设计的主要追求目标。换句话说，优化问题是单片机应用中的一个重要问题。

例如，设计一个具有多个传感器的测试系统，往往须要根据单片机的特点设计相应的外部总线，应用系统由此而庞大。采用soc技术后，系统不再需要外部总线，所选用单片机中不需要的资源也可以去除掉，只保留所需要的cpu等功能模块。这两种设计方法的方框图如图2所示。

从图2中可以看出，设计人员不必为如何最大限度地利用单片机资源而发愁，可以根据自己的需要选择所需的电路，并与所熟悉单片机的cpu内核相结合。同时还把现有技术需要精密调整的前置电路（模拟信号处理部分）也全部安放在一块芯片中，从而避免了大量的pcb板调试工作。从“单片机必须实现系统单片化”的角度看，这种系统正是用户自己设计的专用单片机系统，而且是一个能实现全部系统功能的优化系统。这种系统的调试、测试方法与传统的单片机系统完全不同，已经成为一个能处理模块-数字混合信号的全新系统。因此，soc技术使单片机应用系统实现了更高层次上的集成。

概括地说，soc使单片机应用技术发生了革命性的变化，这个变化就是应用电子系统的设计技术，从选择厂家提供的定制产品时代进入了用户自行开发设计器件的时代。这标志着单片机应用的历史性变化，一个全新的单片机应用时代已经到来。

结束语

第6篇：集成电路设计基础范文

[关键词]集成电路 教学改革 Tanner Pro FPGA

[中图分类号] G423.07 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0165-02

集成电路课程是我院电子电气工程学院电子科学与技术专业的骨干课程，其与半导体物理基础、集成电路制造与工艺等课程共同构成了电子科学与技术专业微电子方向课程群。该课程旨在要求学生掌握坚实的模拟、数字集成电路的分析和设计方法，能够从事集成电路及系统设计、版图设计、芯片加工、芯片测试等方面的工作。

一、教学改革的起因

（一）人才培养目标错位

集成电路公司需求人才类型不一而同。如数字集成电路方面，包括算法设计、RTL、逻辑综合、布局布线、测试等;而模拟集成电路方面，包括电路设计、版图设计、DRC、LVS、生成GDSII、测试等。人才的需求既有高端也有低端。我院属于独立学院，以本科生培养为目标。独立学院的本科生无法与研究生竞争，相比于其他一本、二本院校也处于一定的劣势，在人才的需求端明显处于低端。然而本课程的培养目标却以算法设计、电路设计等高端人才需求为主，导致学生就业错位。

（二）实践性教学缺失

集成电路课程是门实践性很强的课程，但传统的教学过于重理论，而企业招聘，看中的是学生动手的能力，只知道一些公式、概念的学生，难以吸引企业眼球，造就了部分毕业生找不到合适的工作。

二、改革的思路

结合我院《南京理工大学泰州科技学院大学生主体性个性化教育培养方案》，在加强主体性，彰显个性化发展的目标下，坚持正确的人才培养目标定位很重要。因此，改革找准定位是关键。应在指导学生掌握系统集成电路框架知识的前提下，着力引导学生掌握集成电路制造、版图设计、RTL、逻辑综合、布局布线、测试等较基础的技能，使其具有一定的微电子工程实践能力和工程素养。

（一）弱化抽象理论

弱化抽象理论实质是定位的问题。集成电路，尤其是模拟集成电路，有过多公式的推导和抽象理论。理论的重要性在于集成电路的算法设计、电路设计等对于高端人才的培养尤为重要。而高端人才的培养明显偏离我院的培养目标。过多的强调抽象理论，不利于学生主体性的发挥。

（二）加强实践训练

该课程的教学定位于使毕业生有较高的工程素质、较强的实验技能和动手实践能力。实践训练中，引入Tanner Pro集成电路专用软件[1]和FPGA开发平台。利用课内实验和课程设计相结合，采用工程项目化管理模式有条件分级教学，突出学生个体化，挖掘学生潜能。

三、改革的具体措施

（一）改革课程体系

组建由模拟和数字集成电路、集成电路课程设计、FPGA系统设计三门课程构成的集成电路课程群。打通模拟集成电路、数字集成电路理论教学和实践环节，让学生在学中练，练中学。

1.课程合并

教学改革之前，集成电路课程由模拟集成电路设计和数字集成电路设计两门课程组成。两门课程分开教学，虽然能够更为详尽的讲解模拟和数字集成电路，然而知识点庞杂，知识量巨大，高于学生的接受能力，学生反响平平。因此，将模拟集成电路设计和数字集成电路设计两门课程合二为一，改为模拟和数字集成电路，选用王志功编著《集成电路设计（第3版）》教材。[2]该教材提供了集成电路设计从前端、版图、流片到封装测试的完整流程相关知识，并结合设计工具进一步强化了设计实例，具有难度适中，应用性强等特点。

授课过程中，注重和前期课程半导体物理基础、集成电路制造与工艺的知识衔接，避免知识讲解的跳跃性。在讲解集成电路材料、结构与理论章节和集成电路基本工艺章节时，引入视频教学，通过让学生观看教学录像、教学图片，形象地给学生展示制造集成电路的详细过程，避免纯粹语言授课的枯燥，提高教学效果，同时也解决了集成电路工艺线不适宜组织大量的学生进行实地参观的难题。在讲解模拟集成电路基本单元章节时，弱化放大器各项指标性能的公式推导，专注讲解电路工作原理，增强学生的感性认识，减轻学生学习的畏难情绪。

2.开设集成电路课程设计课程

学生能够熟练使用EDA软件，熟悉EAD软件开发设计的流程非常重要。开设集成电路课程设计课程旨在培养学生电路仿真、版图设计、布局布线等技能。该课程教学基于Tanner Pro实践教学平台。在实践教学的平台选择中，有Cadence、Synopsys等公司产品，但这些软件昂贵，使用成本较高。基于我院实际，本着经济实用性原则，最终选择了Tanner Pro实践教学平台。Tanner Pro软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。

结合人才定位，该课程注重培养学生L-Edit版图编辑器的使用。L-Edit版图编辑器包含IC设计编辑器（Layout Editor）、自动布线系统（Standard Cell Place & Route）、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器（LVS）等模块，用于电路特别是模拟集成电路的版图设计。[3]

该课程包含基础性实验和综合性实验。基础性实验，充分发挥学生主体性，要求每个学生都必须完成。综合性实验，体现学生个性化，设置难度梯度及不同的侧重训练方向，学生可根据自身掌握能力和兴趣，自由选择。

3.开设FPGA系统设计课程

FPGA系统设计课程任务是讲解Verilog或VHDL语言，要求学生利用所学硬件描述语言，编写测试脚本文件，在FPGA硬件平台上进行软件测试。[4]该课程以我院“FPGA系统设计实验室”为依托。我院“FPGA系统设计实验室”设有多套FPGA硬件开发实验箱和逻辑分析仪，选用Altera公司CycloneII系列，能够满足一般的验证和测试要求。

在FPGA系统设计课程学习中，要求学生从基本的与非门芯片开始，再到复杂的总线接口芯片。利用FPGA硬件开发实验箱搭建测试平台，在QuartusII、Modelsim软件中，完成测试脚本文件的编写，通过逻辑分析仪或者示波器观察测试波形。

（二）改革考核体系

之前的考核模式，仅通过一张试卷来考查学生掌握知识的情况，缺乏全面性与科学性。因此将考核的重心从理论转向实践，变结果性考核为过程性考核。在授课的课程中，根据学生课堂的表现，特别是实践训练课程完成实验的情况，给学生打分。完成实验难度的等级越高，得分越高，从而激发学生学习的热情。

（三）加强学生就业引导

据相关部门统计，极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路高端设计方向相关工作。这是因为一方面本科生基本知识储备不够，更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。[5]然而，随着集成电路产能的急速释放，以及EDA开发工具的发展，集成电路较低端设计的人才需求逐渐从研究生向本科生倾斜。集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。就个人的长远发展而言，集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因此，在学科专业讲座时，加强学生就业引导，避免就业时与高端人才竞争，找准自我就业方向。

同时，定期举办学术报告会，让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势，了解相关人才市场需求，了解就业前景，从而激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

四、结语

随着我国经济转型升级速度加快，集成电路产业的基础性、战略性、先导性的地位愈发凸显。党中央国务院高度重视集成电路产业，并于2014年6月24日正式了《国家集成电路产业发展推进纲要》，开启了国家集成电路产业的盛宴。在集成电路人才巨大需求的形势下，找准学生定位，强化理论与实践的结合，将有助于提升我院学生的竞争力。

[ 注 释 ]

[1] 李鸿强.以工程需求为导向的集成电路设计闭环教育研究[J].教育教学论坛，2009（44）：89-90.

[2] 王志功，陈莹梅.集成电路设计（第3版）[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3] 李冰.两门集成电路课程的教学模式改革[J].电气电子教学学报，2009（3）：6-8.

第7篇：集成电路设计基础范文

关键词 电力电缆；线路运行；维护

中图分类号：F407 文献标识码： A

一、课题背景

随着公司配网电缆化率的不断提高，电缆线路及通道的基础数据及资料的完整性和正确性对于电缆乃至整个配网的运维愈发重要，然而由于历史、体制改革、市政建设等原因，公司配网电缆线路及通道的基础资料、技术资料不完整，地理信息数据缺失等问题，尤其对于电缆通道附属设施的管理存在空白，自从2010年版《电力电缆线路运行规程》（Q/GDWA512-2010）颁布以来，电缆附属设施已经纳入电力电缆线路运维管理的主项目范畴，同时，国网公司2013年底下发的《国网运检部关于开展电缆通道隐患排查和资源普查的通知》（运检三〔2013〕533号文件）也对电缆线路及通道基础数据收集与完善工作提出了新的更高的要求。

二、课题的目的

本课题设立的终期目标是在普查、完善现有电缆线路及通道竣工资料、图纸、台账等基础资料的基础上，收集、完善电缆及其通道走向图、断面图、埋深、坐标等数据资料，完善线路路径走向图和地理信息图，并标注运行工况、地上物、交叉跨越等数据资料，实现电缆线路及其通道技术资料、基础数据与信息系统数据完整、正确和统一。由于实现课题目标工作在配网电缆线路的全覆盖所需工作量、资金量庞大，本年度课题最终确定以PMS系统为手段完善电缆线路基础台帐数据、以市核心区廊坊站出线重要线路为试点线路（廊坊110kV变电站213、233廊月一、二回）开展现场数据收集和资料完善为主要攻关方向，全面完成了PMS系统内电缆线路技术资料、基础数据收集、整改工作，并以重要线路为试点，提前按照国网“电缆资源普查”工作要求高标准完成了试点线路及通道的基础数据收集和完善工作。

三、主要做法

1、以电缆及通道隐患排查治理为抓手，有效开展基础数据完善工作。

2014年以来，电缆运检室根据冀北公司和廊坊公司统一安排，严格按照《国网运检部关于进一步加强电缆及通道运维工作的通知》（运检三〔2014〕37号文件）、《国网冀北电力有限公司运维检修部关于开展电缆及通道专项排查整治工作的紧急通知》（冀运检〔2014〕45号文件）要求，积极开展电缆及通道专项排查治理工作，并将该项工作同春检预试、迎峰度夏及防汛等重点工作相结合，实现隐患排查治理的常态化开展，截止目前累计排查电缆线路420公里（包括架空支路5公里），电缆通道350公里，并完成了对335个电缆工井、102棵支路电杆的图像数据拍摄采集工作，累计收集照片900余张（如下图）。

整个排查过程发现各类隐患、缺陷848处，消除21处（完成损坏丢失的21处通道标桩的补装），剩余缺陷主要为电缆通道类缺陷、隐患，如电缆井无防盗、防坠措施，电缆隧道缺少排水、照明等措施，通道附近有施工外力破坏隐患等等，均已经编制上报大修项目，待批复后集中处理。

2、以国网GIS平台数据治理、规划局地下管线普查为契机，完成了电缆及通道地理信息数据核查整改工作。

从3月中旬至8月底，电缆运检室在国网GIS平台数据治理专项工作中共计修改设备关键属性不完整字段线路450余次，修改拓扑不连通线路共计560余次，新增开闭站进线共计13条，在确保了国网GIS平台数据考核指标的同时，进一步完善了电缆线路GIS信息（如下图）。另外在数据治理过程还排查发现现有GIS平台存在遗漏线路数据70余条（含新投运未录入线路），存在与现状线路运行实际不符线路20余条。

同时，为了完善GIS平台中遗漏和有误的电缆线路的地理信息数据，电缆运检室通过公司运检部积极与廊坊市规划局数字化中心对接，主动参加规划局组织的相关调研和工作联络会，充分利用廊坊市地下管线普查工作这一廊坊市数字化城市建设重点工作为契机，分两期分别于5月下旬和8月下旬利用20天的时间对数字化中心采集的廊坊市地下电缆线路管网地理信息数据进行了全面核查工作，并将核对中发现的采集数据与实际不符的问题汇总后以书面形式反馈回规划局数字化中心，截止8月底两期共计完成市区外环路以内以及开发区范围内共计月130条线路的数据采集和核对工作。

10月份为配合营配数据贯通工作，我室按照运检部统一安排组织GIS数据采集单位对GIS系统中遗漏和有误数据进行了地理信息数据采集和补录工作，截止11月底已经完成全部176条线路440余公里线路的数据采集，截止11月27日已经在国网GIS平台中完成72条线路共计约194公里电缆线路地理信息数据的修改和补录工作。

3、全面开展PMS系统台帐及所辖配网电缆线路资产的核查完善工作。

截止11月底共计在PMS系统中完成174条电缆线路、404段电缆、394套电缆中间头、1319套电缆终端头、122段架空导线段、34组隔离开关和106基杆塔的台帐信息核对及完善工作。并配合资产情况工作完成4056张资产卡片的核查工作，完成实物、系统与资产卡片对应263张，基本完成了资产核查对应工作。

4、完成试点电缆线路的深度普查工作。（详见试点线路普查成果资料）

为做好课题的深入攻关工作，我室筛选了廊坊站向西出线的213廊月一回电缆线路及通道作为试点线路，按照《国网运检部关于开展电缆通道隐患排查和资源普查的通知》（运检三【2013】533号）文件相关要求开展了线路及通道的深度普查。主要内容包括：

（1）完善线路及通道竣工资料，补充管线位置及尺寸；

（2）开展电缆本体、接头、排管、工井、电缆沟、电缆隧道专业测量，获取坐标点数据，并补充编号和绘制断面图；

（3）完善补充隧道、排管及直埋三种不同敷设方式下的数字化资料并生成电缆通道的CAD走向图，具体数字化资料包括：直埋方式的电缆通道，完善现场电缆通道走向图坐标点位，并排敷设电缆通道断面图；排管和电缆沟敷设的电缆通道，完善现场电缆通道走向图坐标点位，电缆接头编号及坐标点位，电缆沟、工井几何图形尺寸及坐标点位，电缆穿管管道剖面图及对应照片，电缆铭牌及照片；隧道敷设的电缆通道，完善现场隧道走向图坐标点位，竖井几何图形尺寸及坐标点位，隧道剖面图及对应照片，电缆铭牌及照片。

5、课题攻关中的问题及应对措施

（1）电缆线路通道及附属设施的运行状况堪忧。一方面，由于以往电缆线路通道及附属设施的建设标准不高，与《国家电网公司配电网工程典型设计》要求差距较大；另一方面，由于2010年以前电缆通道及附属设施未纳入到主设备运维管理范畴，公司对于此方面工作存在空白，技术资料、基础数据缺失较多，尤其地理信息、图像数据等方面基本空白。

针对此次情况，我们在开展电缆线路隐患排查的基础上，加强了对电缆通道及附属设施的应还排查工作，对试点线路通道进行了封堵、排水清淤等维护作业，并聘请专业人员对试点线路开展了地理信息数据、图像采集、电缆识别标记等工作。同时，针对通道老化、工井损毁等问题编制了通道大修项目可研，积极申报项目资金予以处理。

（2）电缆线路GIS数据的采集、核查工作难度较大。由于公司配网电缆80%以上为直埋敷设，且随着配网信息化工作要求越来越高，PMS、GIS系统都将线路的地理信息数据纳入了同业对标考核，同时国网营配贯通工作的实施对线路GIS数据的完整性、正确性提出了更高的要求。在此次课题攻关过程中，虽然我们利用规划局地下管线普查、营配贯通等手段完善了国网GIS系统的地理信息数据，但由于历史欠账较多，且配合营配贯通工作采集的电缆线路地理信息数据准确性不高，目前电缆线路的GIS数据采集、核查工作仍存在较大的问题。下一步我们将继续加强与市规划局数字化中心沟通，争取获得规划局地下管线（电力专业）普查数据，开展与国网GIS系统数据的比对工作，最大限度保证电缆GIS数据的完整、有效。

（3）电缆普查工作广泛、深入开展任重道远。一方面《国网运检部关于开展电缆通道隐患排查和资源普查的通知》（运检三【2013】533号）文件对于电缆线路及通道的建设和运维标准要求较高，另一方面由于历史欠账较多，如果按照普查文件“规定动作”开展电缆及通道普查工作所需的资金量较大，需要争取专项资金逐步开展。

四、（预期）达到的效果和产生的效益

1、通过此次课题攻关，基本完成了我室全部176条线路及通道的基础数据的收集和完善，并采集、更新了电缆线路的地理信息数据，进一步掌握了电缆线路的路径、埋深等技术资料，为减少电缆外力破坏故障，提高供电可靠性，保障电缆线路的安全可靠运行奠定了基础。以2013、2014年两年电缆运检室发生的外力破坏故障数据为参考，通过准确提示电缆技术资料，警示预防电缆线路外力破坏故障预计每年可以减少停电约350时户，可以挽回电量67500千瓦时，为公司赢得良好的经济效益和社会效益。

2、通过收集和完善电缆线路及通道基础数据，确保了我室所辖电缆线路及通道数据台帐在PMS系统内的完整、准确，为配网状态检修工作的持续开展和下一步PMS2.0系统上线奠定了基础。

3、通过开展对试点电缆线路的深入普查，全面掌握了试点电缆线路及通道的运行工况，为该线路的安全稳定运行和事故预防奠定了坚实基础。同时，也为今后电缆普查工作在廊坊配网内推广开展起到了示范作用，积累了宝贵经验。

参考文献

[1]史传卿.电力电缆讲座 第五讲电缆线路的运行管理[J].供用电，2002（1）.

第8篇：集成电路设计基础范文

关键词：智能电网；配电线路；监测诊断系统；配电自动化

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0115-02

1 智能电网及智能输电概述

智能电网是以双向高速的、集成的通信网络为基础，利用先进的测量技术和传感技术、先进的决策系统、完善的控制方法来经济、安全、可靠、高效地进行电网的使用，因此也称为电网的智能化。智能电网主要的特点包括激励、自愈、抵御攻击、容许接入不同的发电形式以及促进资产和电力市场的高效优化运行。相比于传统的电网，智能电网具备了坚强的电网技术支撑体系和基础体系，能有效防御各种外部攻击和干扰，能接入大量的可再生能源和清洁能源，且能通过传感器技术、自动控制技术、信息技术与电网基础设施的融合，能对电网可能的故障及时发现，防止大面积停电现象的出现，使得电力设备的使用效率有效提高，电能损耗大幅度降低，从而使得电网的运行更加高效和经济。电力系统中配电线路的智能输电一般包括以下两方面：一方面，能广泛应用直流输电和柔流技术来对现有的电网资源进行充分利用，从而使得配电线路输送能力和稳定性提高，促进电网运行优化的同时使得输电成本降低。另一方面，配电线路能够建立起涵盖全国范围的能源输送及配电线路监测诊断系统，能对设备运行状态和微气象信息进行及时采集，促进电网配电线路输电效率的提高。

2 智能电网在配电线路中的应用

2.1 基于智能电网的配电线路监测诊断系统

智能电网配电线路在线监测与故障诊断系统由监测信息、通信网络、线路检测分机、地市局电网公司、省电网公司以及国家电力总部组成，此系统将多个检测设备的功能进行了综合，能够对影响风偏、绝缘子污染、导线温度、舞动、覆冰雪、杆塔倾斜和杆塔防盗等信息进行及时的采集。利用GPRS通信功能来将采集信息向地市局电网监测中心发送，电网监测中心人员分析相关的监测信息，按照配电线路智能算法的不同和实验结果得出功能不同的监测判断。智能电网配电线路在线监测与故障诊断系统能对配电线路设备运行状况和微气象信息进行及时全面的监控，系统的设计包括监测主分机和监测副分机，其中监测主分机主要进行设备运行状态参量、微气象信息的采集以及温度数据和节点加速度的无线传输。主要组成模块有微气象监测单元、微处理器、杆塔监测单元、绝缘子监测单元、GPRS通信模块和电源模块等。监测副分机主要进行节点加速度及导线温度的无线传输和采集，主要组成模块有温度传感器、加速度传感器和电路等。此系统以智能电网为基础，通过GPRS无线通信和ZIGBEE无线网的有效结合，使得配电线路在监测过程中数据传输引入的难题被解决，尤其是导线监测数据的传输与采集问题，从而成功实现了电网系统中配电线路运行状态的在线全面监测与故障及时诊断解决。

2.2 基于智能电网的配电线路多功能电能表

以智能电网为基础的配电线路多功能电能表主要是根据电能计量芯片加微处理器的方案来进行设计的。其主要组成结构有监控与计量传感器、用户标准计量设备、电能计量芯片和RS-485转换器等，此电能表能使得电力系统中配电线路实现电能计量、参数显示和计量监控等功能。其中计量和显示模块通过电能计量芯片的利用来进行用户消耗电能和电气参数的精确计量和采集，然后在微处理器中输入标准结果进行判断和运算。而且，微处理器的外部设备能将这些电参数实时显示；配电线路的配电监控模块利用RS-485总线来采集电能参数，通过微处理器分析软件来对采集到的数据进行比较和分析，以判断配电线路中有无违章用电现象。基于智能电网的配电线路多功能电能表中的计量芯片一般使用AITT026A，它是一种精度较高的三相电能计量芯片，有一个串行口，该芯片功能全面且精度较高，在配电线路合相和分相状态下都能精确地计量视在功率、无功功率和有功功率等电能参数，一般在三相电路中功率因数、有效值、能量和功率测量中应用广泛。应用智能电网所设计的配电线路多功能电能表，不仅能实现多种电气参数的计量和采集，还能实时监控用户的用电数据，有效地避免和控制窃电现象，使得电力系统的用电和售电实现合理化和公平化。

2.3 基于智能电网的线路配电自动化

基于智能电网的线路配电自动化改造是一项比较复杂和庞大的工程，该工程主要包括电网配电自动化终端系统、主站系统和子站系统的设计。主站系统主要由配电SCADA主站系统、配电AM/GIS/FM应用子系统和配电应用软件子系统组成。其中配电应用软件子系统主要是在配电线路的智能自动化改造完成之后，为了使得系统的技术标准满足要求，对配电线路智能自动化中关键系统的故障诊断和恢复功能进行调试。由于配电线路具有涉及面广、监控设施多的特点，配电主站无法和线路中的所有监控设施直接连接，因此需要在线路中配设中间级，也就是配电线路子站系统。子站系统能实现监控设备、环网柜和柱上开关的管理，使得配电线路馈线合闸、馈线监控和数据采集等功能得以实现。电网配电线路自动化的终端系统主要是对配电变压器、开闭所和柱上开关等进行监控，与主站系统和子站系统互相配合以保证配电线路的优化可靠运行。基于智能电网的线路配电自动化改造使得电网配电线路的运行状态得到及时的监控，促进了电网调度可靠安全性的提高，为配电线路的进一步智能化创造了条件。

3 结语

现代科学技术的发展以及电力系统的不断改革创新使得配电线路的运行也趋于智能化，本文首先对智能电网及输电智能化的定义和特点做了讨论，在此基础上，从基于智能电网的在线监测与诊断系统的实现、多功能电能表的设计和配电自动化的改造三个方面阐述了智能电网在配电线路中的应用，对于提高智能电网运行的安全可靠性、促进电网智能化的进一步发展意义重大。

参考文献

[1] 赵政洪.配网自动化系统设计[D].四川大学，2005.

[2] 黄新波，张国威.输电线路在线检测技术现状分析

[J].广东电力，2009，22（1）：13-20.

第9篇：集成电路设计基础范文

合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。

二、变革教学理念与模式

CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（SARADC）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。

三、加强EDA实践教学

首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要[5]。其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。

四、搭建校企合作平台