集成電路設計需要什麼設備
⑴ 集成電路設計需要哪些知識范圍
集成電路設計需要的知識范疇:
1、電路基礎
2、模擬電子技術和數字電子技術
3、電子線路CAD
⑵ 做電子系統設計需要哪些設備和器件,比如說arm晶元、單片機、開發板之類的
開發來板買一套(lpc21XX系列arm或cm3系列的)源,推薦周立功的,這個售後服務比較好,實驗設備:萬用表,示波器、信號發生器、烙鐵、電腦這是硬體涉及必備的,軟體用keil mdk,其他的如邏輯分析儀等設備估計也不能給你買。
⑶ 集成電路設計,是做什麼的。
集成電路設計涉及對電子器件(例如晶體管、電阻器、電容器等)、器件間互連版線模型的建立。權所有的器件和互連線都需安置在一塊半導體襯底材料之上,這些組件通過半導體器件製造工藝(例如光刻等)安置在單一的硅襯底上,從而形成電路。
集成電路設計最常使用的襯底材料是硅。設計人員會使用技術手段將硅襯底上各個器件之間相互電隔離,以控制整個晶元上各個器件之間的導電性能。
(3)集成電路設計需要什麼設備擴展閱讀
集成電路設計通常是以「模塊」作為設計的單位的。例如,對於多位全加器來說,其次級模塊是一位的加法器,而加法器又是由下一級的與門、非門模塊構成,與、非門最終可以分解為更低抽象級的CMOS器件。
從抽象級別來說,數字集成電路設計可以是自頂向下的,即先定義了系統最高邏輯層次的功能模塊,根據頂層模塊的需求來定義子模塊,然後逐層繼續分解;設計也可以是自底向上的。
⑷ 做一些小的集成電路需要准備什麼東西
假如想學習抄一些電路設計來充分利用現有集成電路還是比較現實的,也符合你的能力所及。假如說想設計集成電路,就不是很容易。因為了解集成電路演變過程的人都知道比較簡單的是把一些管芯製作在一起最初是厚膜電路。那個集成密度很低,當打算製作薄膜電路就需要具備極其精密的真空條件和氣體控制條件。這些不要說個人,中等規模的企業想做這個也不是想投入就很快能夠實現的。從原理方面說小的集成電路和大規模集成電路的基礎條件是很接近的。就好像你只想要一公斤煤炭,也是需要開鑿礦洞才可以取得煤炭一樣。
⑸ 贊頌集成電路設計需要哪些軟體
一般都用cadence全套的,搜ic5141就能找到,是一個完整的全定製設計平回台,裡麵包括schematic composer(管級設計),spactre(模擬答),virtuoso(版圖),calibre(版圖驗證)等等。另外還常用synopsys的hspice,design vision(數字綜合工具)cadence也有半定製設計平台,常用的有NC系列。另外tanner的版圖工具也是業界比較常用的。
⑹ 製作集成電路需要用到什麼機器
離子注入機,光刻機,CMP機,等,整個生產線可能幾百萬到幾億不等,小尺寸工藝的更貴。
⑺ 集成電路設計需要哪些軟體
一般都用cadence全套的,搜ic5141就能找到,是一個完整的全定製設計平台,裡麵包版括schematic composer(管級設計),權spactre(模擬),virtuoso(版圖),calibre(版圖驗證)等等。
另外還常用synopsys的hspice,design vision(數字綜合工具)
cadence也有半定製設計平台,常用的有NC系列。
另外tanner的版圖工具也是業界比較常用的。
⑻ 集成電路設計的設計流程
集成電路設計可以大致分為數字集成電路設計和模擬集成電路設計兩大類。 參見:模擬電路及混合信號集成電路
集成電路設計的另一個大分支是模擬集成電路設計,這一分支通常關注電源集成電路、射頻集成電路等。由於現實世界的信號是模擬的,所以,在電子產品中,模-數、數-模相互轉換的集成電路也有著廣泛的應用。模擬集成電路包括運算放大器、線性整流器、鎖相環、振盪電路、有源濾波器等。相較數字集成電路設計,模擬集成電路設計與半導體器件的物理性質有著更大的關聯,例如其增益、電路匹配、功率耗散以及阻抗等等。模擬信號的放大和濾波要求電路對信號具備一定的保真度,因此模擬集成電路比數字集成電路使用了更多的大面積器件,集成度亦相對較低。
在微處理器和計算機輔助設計方法出現前,模擬集成電路完全採用人工設計的方法。由於人處理復雜問題的能力有限,因此當時的模擬集成電路通常是較為基本的電路,運算放大器集成電路就是一個典型的例子。在當時的情況下,這樣的集成電路可能會涉及十幾個晶體管以及它們之間的互連線。為了使模擬集成電路的設計能達到工業生產的級別,工程師需要採取多次迭代的方法以測試、排除故障。重復利用已經設計、驗證的設計,可以進一步構成更加復雜的集成電路。1970年代之後,計算機的價格逐漸下降,越來越多的工程師可以利用這種現代的工具來輔助設計,例如,他們使用編好的計算機程序進行模擬,便可獲得比之前人工計算、設計更高的精確度。SPICE是第一款針對模擬集成電路模擬的軟體,其字面意思是「以集成電路為重點的模擬程序(英語:Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)」 。基於計算機輔助設計的電路模擬工具能夠適應更加復雜的現代集成電路,特別是專用集成電路。使用計算機進行模擬,還可以使項目設計中的一些錯誤在硬體製造之前就被發現,從而減少因為反復測試、排除故障造成的大量成本。此外,計算機往往能夠完成一些極端復雜、繁瑣,人類無法勝任的任務,使得諸如蒙地卡羅方法等成為可能。實際硬體電路會遇到的與理想情況不一致的偏差,例如溫度偏差、器件中半導體摻雜濃度偏差,計算機模擬工具同樣可以進行模擬和處理。總之,計算機化的電路設計、模擬能夠使電路設計性能更佳,而且其可製造性可以得到更大的保障。盡管如此,相對數字集成電路,模擬集成電路的設計對工程師的經驗、權衡矛盾等方面的能力要求更嚴格。 參見:數字電路
粗略地說,數字集成電路可以分為以下基本步驟:系統定義、寄存器傳輸級設計、物理設計。而根據邏輯的抽象級別,設計又分為系統行為級、寄存器傳輸級、邏輯門級。設計人員需要合理地書寫功能代碼、設置綜合工具、驗證邏輯時序性能、規劃物理設計策略等等。在設計過程中的特定時間點,還需要多次進行邏輯功能、時序約束、設計規則方面的檢查、調試,以確保設計的最終成果合乎最初的設計收斂目標。
系統定義
參見:高級綜合
系統定義是進行集成電路設計的最初規劃,在此階段設計人員需要考慮系統的宏觀功能。設計人員可能會使用一些高抽象級建模語言和工具來完成硬體的描述,例如C語言、C++、SystemC、SystemVerilog等事務級建模語言,以及Simulink和MATLAB等工具對信號進行建模。盡管目前的主流是以寄存器傳輸級設計為中心,但已有一些直接從系統級描述向低抽象級描述(如邏輯門級結構描述)轉化的高級綜合(或稱行為級綜合)、高級驗證工具正處於發展階段。
系統定義階段,設計人員還對晶元預期的工藝、功耗、時鍾頻率、工作溫度等性能指標進行規劃。
寄存器傳輸級設計
參見:寄存器傳輸級、硬體描述語言、Verilog及VHDL
目前的集成電路設計常常在寄存器傳輸級上進行,利用硬體描述語言來描述數字集成電路的信號儲存以及信號在寄存器、存儲器、組合邏輯裝置和匯流排等邏輯單元之間傳輸的情況。在設計寄存器傳輸級代碼時,設計人員會將系統定義轉換為寄存器傳輸級的描述。設計人員在這一抽象層次最常使用的兩種硬體描述語言是Verilog、VHDL,二者分別於1995年和1987年由電氣電子工程師學會(IEEE)標准化。正由於有著硬體描述語言,設計人員可以把更多的精力放在功能的實現上,這比以往直接設計邏輯門級連線的方法學(使用硬體描述語言仍然可以直接設計門級網表,但是少有人如此工作)具有更高的效率。
設計驗證
參見:功能驗證、形式驗證、靜態時序分析、硬體驗證語言及高級驗證
設計人員完成寄存器傳輸級設計之後,會利用測試平台、形式驗證、斷言等方式來進行功能驗證,檢驗項目設計的正確性,如果有誤,則需要檢測之前設計文件中存在的漏洞。現代超大規模集成電路的整個設計過程中,驗證所需的時間和精力越來越多,甚至都超過了寄存器傳輸級設計本身,人們設置些專門針對驗證開發了新的工具和語言。
例如,要實現簡單的加法器或者更加復雜的算術邏輯單元,或利用觸發器實現有限狀態機,設計人員可能會編寫不同規模的硬體描述語言代碼。功能驗證是項復雜的任務,驗證人員需要為待測設計建立一個虛擬的外部環境,為待測設計提供輸入信號(這種人為添加的信號常用「激勵」這個術語來表示),然後觀察待測設計輸出埠的功能是否合乎設計規范。
當所設計的電路並非簡單的幾個輸入埠、輸出埠時,由於驗證需要盡可能地考慮到所有的輸入情況,因此對於激勵信號的定義會變得更加復雜,有時甚至需要用到形式驗證的方法。有時工程師會使用某些腳本語言(如Perl、Tcl)來編寫驗證程序,藉助計算機程序的高速處理來實現更大的測試覆蓋率。現代的硬體驗證語言可以提供一些專門針對驗證的特性,例如帶有約束的隨機化變數、覆蓋等等。作為硬體設計、驗證統一語言,SystemVerilog是以Verilog為基礎發展而來的,因此它同時具備了設計的特性和測試平台的特性,並引入了面向對象程序設計的思想,因此測試平台的編寫更加接近軟體測試。針對高級綜合,關於高級驗證的電子設計自動化工具也處於研究中。
現代集成電路的時鍾頻率已經到達了兆赫茲級別,而大量模塊內、模塊之間的時序關系極其復雜,因此,除了需要驗證電路的邏輯功能,還需要進行時序分析,即對信號在傳輸路徑上的延遲進行檢查,判斷其是否符合時序收斂要求。
邏輯綜合
主條目:邏輯綜合
工程師設計的硬體描述語言代碼一般是寄存器傳輸級的,在進行物理設計之前,需要使用邏輯綜合工具將寄存器傳輸級代碼轉換到針對特定工藝的邏輯門級網表,並完成邏輯化簡。
和人工進行邏輯優化需要藉助卡諾圖等類似,電子設計自動化工具來完成邏輯綜合也需要特定的演算法(如奎因-麥克拉斯基演算法等)來化簡設計人員定義的邏輯函數。輸入到自動綜合工具中的文件包括寄存器傳輸級硬體描述語言代碼、工藝庫、設計約束文件三大類,這些文件在不同的電子設計自動化工具套件系統中的格式可能不盡相同。邏輯綜合工具會產生一個優化後的門級網表,但是這個網表仍然是基於硬體描述語言的,這個網表在半導體晶元中的走線將在物理設計中來完。
選擇不同器件(如專用集成電路或者現場可編程門陣列等)對應的工藝庫來進行邏輯綜合,或者在綜合時設置了不同的約束策略,將產生不同的綜合結果。寄存器傳輸級代碼對於設計項目的邏計劃分、語言結構風格等因素會影響綜合後網表的效率。
目前大多數成熟的綜合工具大多數是基於寄存器傳輸級描述的,而基於系統級描述的高級綜合工具還處在發展階段。
由於工藝庫包含了標准延遲格式的時序信息,因此邏輯綜合後可以對該工藝下門級網表進行更加精確的靜態時序分析,進一步確保綜合前後的設計能夠實現相同的功能。
物理設計
主條目:物理設計
參見:布圖規劃、布局 (集成電路)、布線 (集成電路)、集成電路版圖及低功耗設計
邏輯綜合完成之後,通過引入器件製造公司提供的工藝信息,前面完成的設計將進入布圖規劃、布局、布線階段,工程人員需要根據延遲、功耗、面積等方面的約束信息,合理設置物理設計工具的參數,不斷調試,以獲取最佳的集成電路版圖,從而決定元件在晶圓上的物理位置。
隨著現代集成電路的特徵尺寸不斷下降,超大規模集成電路已經進入深亞微米級階段,互連線延遲對電路性能的影響已經達到甚至超過邏輯門延遲的影響。這時,需要考慮的因素包括線網的電容效應和線網電感效應,晶元內部電源線上大電流在線網電阻上造成的電壓降也會影響集成電路的穩定性。為了解決這些問題,同時緩解時鍾偏移、時鍾樹寄生參數的負面影響,合理的布局布線和邏輯設計、功能驗證等過程同等重要。隨著移動設備的發展,低功耗設計在集成電路設計中的地位愈加顯著。在物理設計階段,設計可以轉化成幾何圖形的表示方法,這稱為集成電路版圖,工業界有若干標准化的文件格式予以規范。
值得注意的是,電路實現的功能在之前的寄存器傳輸級設計中就已經確定。在物理設計階段,工程師不僅不能夠讓之前設計好的邏輯、時序功能在該階段的設計中被損壞,還要進一步優化晶元按照正確運行時的延遲時間、功耗、面積等方面的性能。在物理設計產生了初步版圖文件之後,工程師需要再次對集成電路進行功能、時序、設計規則、信號完整性等方面的驗證,以確保物理設計產生正確的硬體版圖文件。
後續:具體的工藝製造
參見:半導體器件製造、無廠半導體公司及晶圓代工
半導體製造工廠根據物理設計最後完成、已經通過各項檢查的標准化版圖文件,即可製造出實際的物理電路。
這個步驟不再屬於集成電路設計和計算機工程的范疇,而是直接進入半導體製造工藝領域,關注的重心亦轉向具體的材料、器件製作,例如光刻、刻蝕、物理氣相沉積、化學氣相沉積等。
傳統的集成電路公司能夠同時完成集成電路設計和集成電路製造。由於集成電路製造所需的設備、原料耗資巨大,因此一般的公司根本無力承受。一旦發生工藝節點的改變(如從65納米工藝進步到45納米工藝),公司可能需要花費相當高的成本來更換現有工藝設備,這給許多公司帶來了相當沉重的經濟負擔)。現在,有些公司逐漸放棄既設計、又製造的模式,業務范圍縮小至設計、驗證本身,而將具體的半導體工藝流程,委託給專門進行集成電路製造的工廠。上述無製造工藝(fabless),只進行設計、驗證公司被稱為無廠半導體公司,典型的例子包括高通、AMD、英偉達等;而專門負責製造的公司則被稱為晶圓代工廠,典型的例子包括台積電等。有一類特殊的無廠半導體公司,它們並不直接將設計項目送去工廠製造,而是把這些項目以IP核的形式封裝起來,作為商品銷售給其他無廠半導體公司,典型的例子包括ARM公司。
⑼ 學集成電路設計與集成系統需要什麼電腦
你大概來要多少錢價位的啊?我學電信的源,打算這個國慶出手,但是預算有限,只好買神舟HP650的,配置不錯,(T5800,GF9300)性價比很高的,而且只要4998,電腦報對這款機器評價不錯。如果你想更好一點的話可以選擇華碩F8系列的,蠻好,再有就是聯想啟天系列的,也不錯
⑽ 集成電路設計與集成系統專業需要哪些知識難么就業前景怎樣
集成電路設計與集成系統專業簡介
集成電路設計與集成系統專業是教育部根據「面向國家戰略需求、面向世界科技前沿」的方針,為適應信息技術學科和信息產業的發展趨勢,而最新設立的電子信息類專業。
集成電路設計與集成系統專業的研究內容為集成電路及各類電子信息系統的設計理論、方法與技術,屬於信息技術領域的關鍵核心技術。目前,我國的信息產業正處於飛速發展時期,而且越來越注重核心技術的研究與開發,因此該專業具有良好的發展前景。
培養目標:本專業以集成電路及各類電子信息系統設計能力為目標,培養掌握集成電路基本理論、集成電路設計基本方法,掌握集成電路設計的EDA工具,熟悉電路、計算機、信號處理、通信等相關系統知識,從事集成電路及各類電子信息系統的研究、設計、教學、開發及應用,具有一定創新能力的高級技術人才。
課程設置:本專業設置的主要基礎課包括大學英語、高等數學、線性代數、概率論與數理統計、離散數學、大學物理等。
本專業設置的主要專業基礎課和專業課包括電路分析基礎、模擬電子線路基礎、數字電路與系統設計基礎、計算機語言與程序設計、計算機組成與系統結構、微機原理與應用、數字信號處理、半導體器件電子學、集成電路原理與設計、集成電路工藝技術、硬體描述語言、集成電路EDA技術、嵌入式系統原理與設計、信號與系統、通信系統原理、自動控制原理、計算機控制技術等。
課程體系能夠使學生既具有堅實寬廣的理論基礎,同時又具有較強的應用開發和創新能力。
培養特色:我校在專用集成電路設計、嵌入式系統、計算機控制技術、數字圖像處理等領域具有較強的師資力量,部分研究成果達到了國際領先水平。本專業的培養計劃充分考慮了知識結構的系統性、完整性,體現了多學科交叉的特點,能夠使學生具有扎實的數理基礎,系統掌握集成電路設計的基本理論、方法與技術,掌握電子信息系統設計的基本原理、方法與技術,掌握計算機、電子、通信、信息、自動化等相關專業的基本知識。在教學過程中,注重培養學生分析問題和解決問題的能力,並通過大量的實踐教學環節,提高學生的動手能力,從而使學生具有較強的應用開發和創新能力。
就業前景:本專業畢業生有較強的工作適應能力,就業范圍寬,可從事集成電路設計與製造、嵌入式系統、計算機控制技術、通信、消費類電子等信息技術領域的研究、開發和教學工作。目前,信息產業已經成為我國國民經濟的支柱產業,而集成電路設計以及以集成電路為基礎的各種信息系統的設計是信息產業的核心技術,對國民經濟發展和國家安全具有重大的戰略意義。我國從2001年才開始在少數幾所高校設置集成電路設計與集成系統本科專業,這方面的專業技術人才非常缺乏,因此該專業的畢業生具有良好的就業和發展前景。