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第一章第一章 集成电路设计概述集成电路设计概述1.1 集成电路（集成电路（IC）的发展）的发展 芯片，现代社会的基石芯片，现代社会的基石 PDA：掌上电脑 内存条 手机计算机主板 数码相机集成电路集成电路 Integrated Circuit，缩写IC IC IC是通是通过一系列特定的加工工一系列特定的加工工艺，将晶体管、，将晶体管、二极管等有源器件和二极管等有源器件和电阻、阻、电容、容、电感等无源器感等无源器件，按照一定的件，按照一定的电路互路互连，“集成集成”在一在一块半半导体晶片（如硅或砷化体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，）上，封装在一个外壳内，执行特定行特定电路或系路或系统功能的一种器件。功能的一种器件。集成电路芯片显微照片集成电路芯片键合各种封装好的集成各种封装好的集成电路路晶体管的发明晶体管的发明晶体管的发明晶体管的发明1946年年1月，月，Bell实验室正式成立半室正式成立半导体研究小体研究小组：W.Schokley，J.Bardeen、W.H.BrattainBardeen提出了表面提出了表面态理理论，Schokley给出了出了实现放大器的基本放大器的基本设想，想，Brattain设计了了实验；1947年年12月月23日，第一次日，第一次观测到了具有放大作用的到了具有放大作用的晶体管；晶体管；1947年年12月月23日第一个点接触式日第一个点接触式NPN Ge晶体管晶体管发明者：明者：W.Schokley J.Bardeen W.Brattain获得获得1956年年Nobel物理奖物理奖获得获得获得获得19561956年年年年NobelNobel物理奖物理奖物理奖物理奖集成电路的发明集成电路的发明集成电路的发明集成电路的发明1952年年5月，英国科学家月，英国科学家G.W.A.Dummer第一次提第一次提出了集成出了集成电路的路的设想。想。1958年以德克年以德克萨斯斯仪器公司（器公司（TI）的科学家基）的科学家基尔比比(Clair Kilby)为首的研究小首的研究小组研制出了世界上第一研制出了世界上第一块集成集成电路，并于路，并于1959年公布了年公布了该结果。果。锗衬底上形成台面双极晶体管和底上形成台面双极晶体管和电阻，阻，总共共12个器个器件，用超声件，用超声焊接引接引线将器件将器件连起来。起来。获得获得获得获得20002000年年年年NobelNobel物理奖物理奖物理奖物理奖获得获得获得获得20002000年年年年NobelNobel物理奖物理奖物理奖物理奖集成电路的发明集成电路的发明集成电路的发明集成电路的发明平面工平面工艺的的发明明1959年年7月，月，美国美国Fairchild 公司的公司的Noyce发明第一明第一块单片集成片集成电路：路：利用二氧化硅膜制成平面晶体管，利用二氧化硅膜制成平面晶体管，用淀用淀积在二氧化硅膜上和二氧化硅膜密接在一起的在二氧化硅膜上和二氧化硅膜密接在一起的导电膜作膜作为元器件元器件间的的电连接接(布布线)。这是是单片集成片集成电路的路的雏形，是与形，是与现在的硅集成在的硅集成电路路直接有关的直接有关的发明。将平面技明。将平面技术、照相腐、照相腐蚀和布和布线技技术组合起来，合起来，获得大量生得大量生产集成集成电路的可能性。路的可能性。第一块单片集成电路第一块单片集成电路第一块单片集成电路第一块单片集成电路集成电路中几个重要的参数集成电路中几个重要的参数集成电路中几个重要的参数集成电路中几个重要的参数特征尺寸：特征尺寸：集成集成电路器件中最路器件中最细线条的条的宽度，度，对MOSMOS器件常指器件常指栅极所决定的沟极所决定的沟导几何几何长度，是一条工度，是一条工艺线中能加中能加工的最小尺寸。反映了集成工的最小尺寸。反映了集成电路版路版图图形的精形的精细程程度，特征尺寸的减少主要取决于光刻技度，特征尺寸的减少主要取决于光刻技术的改的改进（光刻最小特征尺寸与曝光所用波（光刻最小特征尺寸与曝光所用波长）。）。硅园片直径：硅园片直径：考考虑到集成到集成电路的流片成品率和生路的流片成品率和生产成本，每个成本，每个硅园片上的管芯数保持在硅园片上的管芯数保持在300300个左右。个左右。现代集成电路发展的特点：现代集成电路发展的特点：现代集成电路发展的特点：现代集成电路发展的特点：特征尺寸越来越小（特征尺寸越来越小（45nm45nm）硅圆片尺寸越来越大（硅圆片尺寸越来越大（8inch12inch8inch12inch）芯片集成度越来越大（芯片集成度越来越大（2000K2000K）时钟速度越来越高（时钟速度越来越高（500MHz500MHz）电源电压电源电压/单位功耗越来越低（单位功耗越来越低（1.0V1.0V）布线层数布线层数/I/0/I/0引脚越来越多（引脚越来越多（9 9层层/1200/1200）集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展 年份年份19891989年年19931993年年19971997年年20012001年年特征尺特征尺寸寸1.0m1.0m0.6m0.6m0.35m0.35m0.18m0.18m水平水平标标志志微米微米（M M）亚亚微米微米（SMSM）深深亚亚微米微米（DSMDSM）超深超深亚亚微米微米（VDSMVDSM）表表1 CMOS1 CMOS工艺特征尺寸发展进程工艺特征尺寸发展进程 集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展小小规模集成（模集成（SSI）中中规模集成（模集成（MSI）大大规模模集成（集成（LSI）超大超大规模集成模集成电路路(VLSI)特大特大规模模集成集成电路路(ULSI)GSI SoC。ICIC在各个在各个发展展阶段的主要特征数据段的主要特征数据 发展阶段主要特征MSI(1966)LSI(1971)VLSI(1980)ULSI(1990)元件数/芯片102-103103-105105-107107-108特征线宽(um)10-55-33-11速度功耗乘积(uj)102-1010-11-10-210-2栅氧化层厚度(nm)120-100100-4040-1515-10结深(um)2-1.21.2-0.50.5-.020.2-.01芯片面积(mm2)150摩尔定律（摩尔定律（摩尔定律（摩尔定律（Moores LawMoores Law）Min.transistor feature size decreases by 0.7X every three yearsTrue for at least 30 years!(Intel公司前董事公司前董事长Gordon Moore首次于首次于1965提出提出)后人后人对摩摩尔定律加以定律加以扩展：展：集成集成电路的路的发展每三年展每三年工艺升级一代；工艺升级一代；集成度翻二番；集成度翻二番；特征线宽约缩小特征线宽约缩小30左右；左右；逻辑电路（以逻辑电路（以CPU为代表）的工作频率提高约为代表）的工作频率提高约30。IntelIntel公司公司公司公司CPUCPU发展发展发展发展IntelIntel公司公司公司公司CPUCPU发展发展发展发展 Year of introductionTransistors400419712,250800819722,500808019745,0008086197829,0002861982120,0003861985275,000486DX 19891,180,000Pentium 19933,100,000Pentium II 19977,500,000Pentium III 199924,000,000Pentium 4 200042,000,000vvIntel Intel 公司第一代公司第一代CPU4004CPU4004电路规模：电路规模：2300个晶体管个晶体管生产工艺：生产工艺：10um最快速度：最快速度：108KHzvvIntel Intel 公司公司CPU386TMCPU386TM电路规模：电路规模：275,000个晶体管个晶体管生产工艺：生产工艺：1.5um最快速度：最快速度：33MHzvvIntel Intel 公司最新一代公司最新一代CPUCPUPentium Pentium 4 4电路规模：电路规模：4千千2百万个晶体管百万个晶体管生产工艺：生产工艺：0.13um最快速度：最快速度：2.4GHz摩尔定律还能维持多久？摩尔定律还能维持多久？摩尔定律还能维持多久？摩尔定律还能维持多久？经过30多年，集成多年，集成电路路产业的的发展展证实了摩了摩尔定律的定律的正确性，但是摩正确性，但是摩尔定律定律还能有多能有多长时间的生命力？的生命力？集成集成电路的特征尺寸：路的特征尺寸：130nm90nm60nm45nm30nm?量子效量子效应集成集成电路光刻路光刻费用急用急剧增加增加数十万甚至上数十万甚至上百万美元！百万美元！器件结构类型器件结构类型器件结构类型器件结构类型集成度集成度集成度集成度使用的基片材料使用的基片材料使用的基片材料使用的基片材料电路的功能电路的功能电路的功能电路的功能应用领域应用领域应用领域应用领域1.2 1.2 1.2 1.2 集成电路的分类集成电路的分类集成电路的分类集成电路的分类一、按器件结构类型分类一、按器件结构类型分类一、按器件结构类型分类一、按器件结构类型分类1 1、双极集成双极集成电路路通常由通常由NPNNPN和和PNPPNP两种两种类型的双极性性晶体管型的双极性性晶体管组成，成，优点：速度快，点：速度快，驱动能力能力强缺点：功耗缺点：功耗较大，集成度低大，集成度低2 2、金属、金属-氧化物氧化物-半半导体体(MOS)(MOS)集成集成电路：路：主要由主要由MOSMOS晶体管构成晶体管构成 ，包含，包含NMOSNMOS和和PMOSPMOS中的一种或两种中的一种或两种类型型优点：点：输入阻抗高，功耗低，抗干入阻抗高，功耗低，抗干扰能力能力强且适合大且适合大规模集成模集成CMOSCMOS：包含互：包含互补的的NMOSNMOS和和PMOSPMOS两两类器件，静器件，静态功耗几乎功耗几乎为零，零，输出出逻辑电平可平可为高低高低电源源电压、上升和下降、上升和下降时间处于同数量于同数量级（广泛（广泛应用，成用，成为当前集成当前集成电路的主流之一）路的主流之一）3 3、双双极极-MOS(BiMOSMOS(BiMOS)集成集成电路：路：是同是同时包括双极和包括双极和MOSMOS晶体管的集成晶体管的集成电路。路。综合了双极合了双极和和MOSMOS器器件两者的件两者的优点，但制作工点，但制作工艺复复杂。管芯中大部分采用管芯中大部分采用CMOSCMOS，外外围接口采用双极型接口采用双极型BipolarBipolar，做到功耗低、密度大，做到功耗低、密度大，电路路输出出驱动电流大流大集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目类类 别别数字集成数字集成电电路路模模拟拟集成集成电电路路MOS ICMOS IC双极双极ICICSSISSI10102 21001003020002000300300ULSIULSI10107 710109 9GSIGSI10109 9按晶体管数目划分的集成电路规模 二、二、按集成度分类按集成度分类单片集成电路单片集成电路 是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路。在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等。混合集成电路混合集成电路 厚膜集成电路用丝网漏印、高温烧结成膜、等离子喷涂等厚膜技术将组成电路的电子元器件以膜的形式制作在绝缘基片上所构成的集成电路薄膜集成电路用真空蒸发、溅射、光刻为基本工艺的薄膜技术三、按使用的基片材料分类三、按使用的基片材料分类混合集成电路：从半导体集成电路、厚膜集成电路、薄膜集成电路、分立元器件中任取两种或两种以上电路封装在一个模块中完成一定的电路功能数字集成电路数字集成电路(Digital IC)(Digital IC)：是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路。模拟集成电路模拟集成电路(Analog IC)(Analog IC)：是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路，通常又可分为线性集成电路和非线性集成电路：线性集成电路：又叫放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等。非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。数模混合集成电路数模混合集成电路(Digital-Analog IC)(Digital-Analog IC)：例如 数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等。四、按电路的功能分类四、按电路的功能分类v标准通用集成电路标准通用集成电路 通用集成电路是指不同厂家都在同时生产的用量极大的标准系列产品。这类产品往往集成度不高，然而社会需求量大，通用性强。74 74 系列，40004000系列,MemoryMemory芯片，CPU CPU 芯片等v专用集成电路专用集成电路 根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的集成电路简称ASIC，其特点是集成度较高功能较多，功耗较小，封装形式多样。玩具狗芯片；通信卫星芯片；计算机工作站CPUCPU中存储器与微处理器间的接口芯片五、按应用领域分类五、按应用领域分类第一章第一章 集成电路设计概述集成电路设计概述1.3 无生产线集成电路设计技术无生产线集成电路设计技术Fabless IC Design TechniqueIDMIDM与与与与FablessFabless集成电路实现集成电路实现集成电路实现集成电路实现集成集成电路路发展的前三十年中，展的前三十年中，设计、制造和封装都、制造和封装都是集中在半是集中在半导体生体生产厂家内厂家内进行的，称之行的，称之为一体化一体化制造制造(IDM，Integrated Device Manufacture)的集的集成成电路路实现模式。模式。近近十十年年以以来来，电路路设计、工工艺制制造造和和封封装装开开始始分分立立运运行行，这为发展展无无生生产线（Fabless）集集成成电路路设计提提供供了了条条件件，为微微电子子领域域发展展知知识经济提提供供了了条条件。件。1.3 无生产线集成电路设计技术LayoutChipDesignkitsInternetFoundryFabless设计单位代工单位Relation of F&F(Relation of F&F(无生产线与代工的关系无生产线与代工的关系无生产线与代工的关系无生产线与代工的关系)国内主要国内主要国内主要国内主要Foundry(Foundry(代客户加工代客户加工代客户加工代客户加工)厂家厂家厂家厂家1.4 代工工艺国内新建国内新建国内新建国内新建Foundry(Foundry(代客户加工代客户加工代客户加工代客户加工)厂家厂家厂家厂家上海上海中芯国中芯国际：8 8”,0.25,0.25 m,2001.10m,2001.10宏宏 力：力：8 8”,0.25,0.25 m,2002.10m,2002.10华虹虹 -II-II：8 8”,0.25,0.25 m,m,筹建筹建台台积电TSMCTSMC在松江建厂在松江建厂北京北京首首钢NECNEC筹建筹建8 8”,0.25,0.25 m m天津天津MotoloraMotolora,8 8”,0.25,0.25 m m联华UMCUMC在在苏州建厂州建厂境外可用境外可用境外可用境外可用FoundryFoundry工艺厂家工艺厂家工艺厂家工艺厂家Peregrine(SOI/SOS)Vitesse(GaAs/InP)IBM/Jazz(SiGe)OMMIC(GaAs)Win(稳懋稳懋)(GaAs)Agilent(CMOS)AMS(CMOS/BiCMOS)UMC(联华联华)(CMOS/BiCMOS)OrbitSTM(CMOS/BiCMOS)Dongbu(东部东部)Chartered(特许特许)(CMOS/BiCMOS)TSMC(台积电台积电)(CMOS/BiCMOS)美国美国欧洲欧洲韩国韩国新加坡新加坡台湾台湾芯片工程与多项目晶圆计划芯片工程与多项目晶圆计划芯片工程与多项目晶圆计划芯片工程与多项目晶圆计划Many ICs for different projects are laid on one macro-IC and fabricated on wafersThe costs of masks and fabrication is divided by all users.Thus,the cost paid by a single project is low enough especially for R&DThe risk of the ICs R&D becomes low Single ICMacro-IC MPW(layout)(layout/masks)(wafermacro-chip single chip)Chip1Chip1Chip6Chip2Chip5Chip4Chip3$30 000$30 000100M(100M),),当加上编程电压时，则建立低电阻(500(500)，处于永久的导通状态，因而是一次性编程的2.U/EPROM编程器件，即紫外程器件，即紫外线擦除擦除/电可可编程器件，程器件，大多数大多数FPGA和和CPLD用用这种种编程方式，程方式，在器件外壳上有透明的石英窗口，用紫外在器件外壳上有透明的石英窗口，用紫外在器件外壳上有透明的石英窗口，用紫外在器件外壳上有透明的石英窗口，用紫外线线（或（或（或（或X X射射射射线线）照射，即可完成擦除操作。）照射，即可完成擦除操作。）照射，即可完成擦除操作。）照射，即可完成擦除操作。3.E2PROM编程器件，即程器件，即电擦写擦写编程器件。程器件。GAL器件器件用用这种种编程方式程方式4.SRAM编程器件。程器件。Xilinx公司的公司的FPGA是是这类器件的器件的代表代表PLDPLD的结构框图的结构框图的结构框图的结构框图输入电路输入电路 与与 阵列阵列 或或 阵列阵列输出电路输出电路.可编程逻辑器件的结构可编程逻辑器件的结构与阵列和或阵列是PLD器件的主体，逻辑函数靠它们实现宏单元宏单元宏单元宏单元可编程逻辑器件的结构可编程逻辑器件的结构与或阵列在PLD器件中只能实现组合逻辑电路的功能，PLD器件的时序电路功能则由包含触发器或寄存器的逻辑宏单元实现，宏单元也是PLD器件中的一个重要的基本结构。宏单元的作用：（1）提供时序电路需要的寄存器或触发器（2）提供多种形式的输入/输出方式（3）提供内部信号反馈，控制输出逻辑极性（4）分配控制信号，如寄存器的时钟和复位信号，三态门的输出使能信号PLDPLD中常用逻辑符号的含义中常用逻辑符号的含义中常用逻辑符号的含义中常用逻辑符号的含义 在图在图在图在图(a)(a)中中中中,多个输入端多个输入端多个输入端多个输入端“与与与与”门只用一根输入线门只用一根输入线门只用一根输入线门只用一根输入线表示，称表示，称表示，称表示，称乘积线乘积线乘积线乘积线。输入变量。输入变量。输入变量。输入变量A A、B B、C C的输入线和乘的输入线和乘的输入线和乘的输入线和乘积线的交点有三种情况：积线的交点有三种情况：积线的交点有三种情况：积线的交点有三种情况：(1)(1)黑点黑点黑点黑点“”表示该点为表示该点为表示该点为表示该点为固定连接点，用户不能改变。固定连接点，用户不能改变。固定连接点，用户不能改变。固定连接点，用户不能改变。(2)(2)叉点叉点叉点叉点“”表示该表示该表示该表示该点为用户定义编程点，出厂时此点是接通的点为用户定义编程点，出厂时此点是接通的点为用户定义编程点，出厂时此点是接通的点为用户定义编程点，出厂时此点是接通的,用户用户用户用户可根据需要断开或保持接通。可根据需要断开或保持接通。可根据需要断开或保持接通。可根据需要断开或保持接通。(3)(3)既无黑点既无黑点既无黑点既无黑点“”也也也也无叉点无叉点无叉点无叉点“”时，表示该点是断开的或编程时擦除时，表示该点是断开的或编程时擦除时，表示该点是断开的或编程时擦除时，表示该点是断开的或编程时擦除的，其对应的变量的，其对应的变量的，其对应的变量的，其对应的变量B B不是不是不是不是“与与与与”门的输入量。门的输入量。门的输入量。门的输入量。A B C&YY=AC(a)ACB1Y(b)Y=A+C1Y(c)Y1=AY2=AAY1Y2PLDPLD阵列中的逻辑符号阵列中的逻辑符号阵列中的逻辑符号阵列中的逻辑符号可编程逻辑器件设计可编程逻辑器件设计方法方法方法方法概念：概念：用户通过生产商提供的通用器件，自行进行现场编程和制造，或者通过对“与”、“或”矩阵进行掩膜编程，构造所需的专用集成电路器件名器件名“与与”矩矩阵阵“或或”矩矩阵阵输输出出电电路路PROMPROM固定固定可可编编程程固定固定PLAPLA可可编编程程可可编编程程固定固定PALPAL可可编编程程固定固定固定固定GALGAL可可编编程程固定固定可由用可由用户组态户组态四种简单PLD器件的比较 PROMPROM的阵列图的阵列图的阵列图的阵列图A211A11A0&1 1D2D11 1D01 1 或或 阵列阵列 与与 阵列阵列WOW1W2W3W4W5W6W7固定固定“与与”阵列阵列可编程可编程“或或”阵列阵列用用用用PROM PROM 产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数固定固定“与与”阵列阵列A11B1C1DY0Y1Y2m2m3m6m7m10m12m13m14可编程可编程“或或”阵列阵列例例例例1:1:试用试用试用试用PROMPROM产生一组逻辑函数。产生一组逻辑函数。产生一组逻辑函数。产生一组逻辑函数。解：解：解：解：(1)(1)由于由于由于由于PROMPROM的地址译码器是固定的最小的地址译码器是固定的最小的地址译码器是固定的最小的地址译码器是固定的最小项项项项“与与与与”阵列，所以需将阵列，所以需将阵列，所以需将阵列，所以需将Y Y0 0 Y Y2 2各式化为各式化为各式化为各式化为最小项形式。最小项形式。最小项形式。最小项形式。(3)(3)由由由由Y Y0 0 Y Y2 2最小项画出最小项画出最小项画出最小项画出PROMPROM的编程阵列图的编程阵列图的编程阵列图的编程阵列图用用用用PROM PROM 产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数固定固定“与与”阵列阵列A11B1C1DY0Y1Y2m2m3m6m7m10m12m13m14可编程可编程“或或”阵列阵列可编程逻辑阵列（可编程逻辑阵列（可编程逻辑阵列（可编程逻辑阵列（PLAPLA）PLAPLA与与与与PROMPROM的结构相似，其区别在于的结构相似，其区别在于的结构相似，其区别在于的结构相似，其区别在于PLAPLA译码器部分也可由用户自己编程。译码器部分也可由用户自己编程。译码器部分也可由用户自己编程。译码器部分也可由用户自己编程。1A21A11A0&1D2D11D01 PLA PLA阵列图阵列图阵列图阵列图可编程可编程“或或”阵列阵列可编程可编程“与与”阵列阵列例例例例2 2:试用试用试用试用PLAPLA产生例产生例产生例产生例2 2的一组逻辑函数。的一组逻辑函数。的一组逻辑函数。的一组逻辑函数。解：解：解：解：(1)(1)由于由于由于由于PLA PLA 的的的的“与与与与”阵列和阵列和阵列和阵列和“或或或或”阵列均阵列均阵列均阵列均可编程。因此，需将可编程。因此，需将可编程。因此，需将可编程。因此，需将Y Y0 0 Y Y2 2的的的的“与或与或与或与或”逻逻逻逻辑函数式化简，然后分别对其辑函数式化简，然后分别对其辑函数式化简，然后分别对其辑函数式化简，然后分别对其“与与与与”阵列阵列阵列阵列和和和和“或或或或”阵列进行编程。阵列进行编程。阵列进行编程。阵列进行编程。用用用用PLAPLA产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数产生一组逻辑函数1A1B1C1DY0Y1Y2可编程可编程“与与”阵列阵列与与PROM阵阵列的编程相列的编程相比比PLA的编的编程简捷得多程简捷得多可编程可编程“与与”阵列阵列通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（GALGAL）通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（GALGAL）是一种可多次编程、是一种可多次编程、是一种可多次编程、是一种可多次编程、可电擦除可电擦除可电擦除可电擦除的通用逻辑器件，它具有功能很强的可的通用逻辑器件，它具有功能很强的可的通用逻辑器件，它具有功能很强的可的通用逻辑器件，它具有功能很强的可编程的输出级，能灵活地改变工作模式。编程的输出级，能灵活地改变工作模式。编程的输出级，能灵活地改变工作模式。编程的输出级，能灵活地改变工作模式。GALGAL既既既既能用作组合逻辑器件，也能时序逻辑器件；能用作组合逻辑器件，也能时序逻辑器件；能用作组合逻辑器件，也能时序逻辑器件；能用作组合逻辑器件，也能时序逻辑器件；其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。其输出引脚既能用作输出端，也能配置成输入端。此外，它还可以设置加密位。此外，它还可以设置加密位。此外，它还可以设置加密位。此外，它还可以设置加密位。可可编程程输入入/输出模出模块（IOB，I/O block）可可编程程逻辑模模块（CLB configurable Logic block）可可编程的互程的互连资源（源（IR，interconnect Resource）用于存放用于存放编程数据的静程数据的静态存存储器器现场可编程门阵列（现场可编程门阵列（现场可编程门阵列（现场可编程门阵列（FPGAFPGA）基于可编程逻辑器件的设计步骤基于可编程逻辑器件的设计步骤基于可编程逻辑器件的设计步骤基于可编程逻辑器件的设计步骤设计输入功能仿真编程设计实现时序仿真器件测试设计输入是设计者将所设计的系统或电路以编程软件要求的某种形式表示出来，并送入计算机的过程。输入对象：原理图、硬件描述语言和波形图。从设计输入完成以后到编程文件产生的整个编译、适配过程称为设计处理或设计实现编程是将编程数据放到具体的PLD中去，对于陈列型PLD来说，是将JED文件“下载”到PLD中去1.5 电子设计自动化技术概论电子设计自动化技术概论 随着IC集成度的不断提高，IC规模越来越大、复杂度越来越高，采用CADCAD辅助设计辅助设计是必然趋势。第一代IC设计CAD工具出现于20世纪60年代末70年代初，但只能用于芯片的版图设计及版图设计规则的检查。第二代CAD系统随着工作站(Workstation)的推出，出现于80年代。其不仅具有图形处理能力，而且还具有原理图输入和模拟能力。如今CAD工具已进入了第三代，称之为EDAEDA系统系统。其主要标志是系统级设计工具的推出和逻辑设计工具的广泛应用。工作站平台上的主流工作站平台上的主流EDA软件软件Cadence EDA软件软件数字系统模拟工具数字系统模拟工具Verilog-XL；电路图设计工具电路图设计工具Composer；电路模拟工具电路模拟工具Analog Artist；射频模拟工具射频模拟工具Spectre RF；版图编辑器版图编辑器Virtuoso Layout；布局布线工具布局布线工具Preview；版图验证工具版图验证工具Dracula等等 Synopsys EDA软件软件以它的综合工具而称著。以它的综合工具而称著。综合平台综合平台 DC Ultra布局布线系统布局布线系统 Apollo-II三维全芯片参数提取三维全芯片参数提取 Star-RCXT层次化物理验证层次化物理验证 Hercules门级静态时序分析门级静态时序分析 PrimeTime高质量的高质量的IP库库 DesignWare Library自动测试向量生成自动测试向量生成 TetraMAX ATPG。Mentor graphics EDA软件软件具有具有EDA全线产品全线产品，包括：，包括：仿真仿真工具工具Eldo、ModelSim等等;验证工具验证工具Calibre 系列；系列；IC设计工具设计工具icstudio；FPGA设计系统设计系统;IC测试软件测试软件FastScan、DFT、DFM等等;PCB设计系统设计系统 Zeni EDA软件软件 九九天天（Zeni）系系统统是是熊熊猫猫（Panda）系系统统的的改改进进版版，由由我我国国在在80年年代代后后期期自自主主开开发发，面面向向全全定定制制和和半半定定制制大大规模集成电路设计的规模集成电路设计的EDA工具软件。工具软件。覆盖了集成电路设计的主要过程，包括：覆盖了集成电路设计的主要过程，包括：基基于于语语言言的的和和基基于于图图形形的的设设计计输输入入，各各个个级级别别的的设设计计正确性的模拟验证（正确性的模拟验证（ZeniVDE）；）；交互式的物理版图设计（交互式的物理版图设计（ZeniPDT）；）；版图正确性验以及版图正确性验以及CAD数据库数据库（ZeniVERI）。）。www.zeni-SilvacoSilvaco EDA EDA软件软件软件软件工艺计算机辅助设计(TCAD);基于PDK(制造验证工艺设计工具)的定制IC CAD设计工艺仿真和器件仿真；SPICE 模型的生成和开发；互连寄生参数的极其精确的描述；基于物理的可靠性建模以及传统的CAD。Tanner research Tanner research 公司公司公司公司 Tanner EDATanner EDA工具工具工具工具前端前端设计工具工具-电路路设计工具（工具（S-Edit）-仿真仿真验证工具（工具（T-Spice）-波形分析工具（波形分析工具（W-Edit）物理版物理版图设计工具工具-L-Edit版版图编辑器器-L-Edit交互式交互式DRC验证工具工具-电路路驱动版图设计工具-标准单元布局布线工具-LVS工具工具-提取工具提取工具-节电高亮工具高亮工具作作业1.特征尺寸的定特征尺寸的定义，特征尺寸主要是由什么决定的？，特征尺寸主要是由什么决定的？2.集成集成电路有哪几种分路有哪几种分类方法？每种分方法？每种分类方法中包括方法中包括哪几种集成哪几种集成电路路类型？型？3.分分别简单说明明VLSI数字集成数字集成电路、模路、模拟集成集成电路的路的一般一般设计流程。流程。