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皇冠信用网出租:什么是ic设计?ic设计流程,ic设计需要学什么

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小编今天看到一篇关于“中美都缺ic制造人才”的新闻,看完全文后,了解到了目前中美芯片人才的缺失到底有多严重。而且不光缺少ic制造人才,还缺少ic设计人才。对此,_申博_小编今天就来和大家说说什么是ic设计?ic设计需要学什么?并介绍一下ic设计流程,以供大家了解,下面赶紧来听听看吧!




ic设计一般指集成电路设计。集成电路设计亦可称之为超大规模集成电路设计,是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。集成电路设计涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立。所有的器件和互连线都需安置在一块半导体衬底材料之上,这些组件通过半导体器件制造工艺(例如光刻等)安置在单一的硅衬底上,从而形成电路。


ic设计需要学什么?


第一个要学的就是语言,包含:主流的Verilog、VHDL、SpinalHDL、Myhdl等。还有SystemVerilog/SystemC,脚本语言:Makefile/Perl/Python/Shell、脚本语言:Tcl、C语言。


第二需要具备一定的基础知识:


1.数电模电、电路分析、数据结构、计算机体系架构等;


2.AMBA总线;


3.高低速接口;


4.总线接口;


5.低功耗设计;


6.时序约束策略、亚稳态、FPGA中的亚稳态;


7.时序约束策略、亚稳态、FPGA中的亚稳态。


第三要学的是认识各种设计工具:linux系统:linux、shell常见命令;gvim/emac编辑器;版本管理工具:SVN、Git、p4等;EDA工具仿真工具:NCVerilog/VCS/ModelSim/iVerilog;波形查看工具:DVE/Verdi/gtkWave;逻辑等效性检查工具:formality;综合工具:dc->DC综合;lint/cdc检查工具;FPGA综合布线布局工具。


学习ic设计有哪些书籍推荐?可以先看一些基础类书籍


1.《半导体物理学(第7版)》


作者:刘恩科、朱秉升、罗晋生


出版社:电子工业出版社


刘恩科版的这本书就不用多说了,被国内的大部分高校都用作半导体物理这门课程的教材。


这本书主要以阐释物理概念为主,对于半导体物理相关的基础性知识讲解很全面。


2.《半导体器件物理(第3版)》


作者:施敏、伍国珏


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出版社:西安交通大学出版社


这本经典著作在半导体器件领域已经树立起了先进的学习和参考典范。


大家理解半导体器件,就先理解PN结。


“如果把PN结理解了,剩下的MOS管,BJT也不过是PN结和电容的组合。”


另外,大多数器件物理相关的书籍,里面也会涉及到一些半导体物理的内容。一般建议大家先看半导体物理再看器件物理,循序渐进。


3.《数字电子技术基础(第5版)》


作者:阎石


出版社:高等教育出版社


数电绝对是数字IC设计最最基础的内容。数电相关的书籍是比较多的,这本是比较经典的一本,如果手头有别的书也可以。


主要是为了弄懂:与或门电路、接触器、译码器、脉冲产生、逻辑化简。


ic设计流程:

设计第一步,制定目标


在IC设计中,最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前,先决定要几间房间、浴室,有什么建筑法规需要遵守,在确定好所有的功能之后在进行设计,这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。


规格制定的第一步便是确定IC的目的、效能为何,对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合,像无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11等规范,不然,这芯片将无法和市面上的产品相容,使它无法和其他设备连线。最后则是确立这颗IC的实作方法,将不同功能分配成不同的单元,并确立不同单元间连结的方法,如此便完成规格的制定。


设计完规格后,接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。在IC芯片中,便是使用硬体描述语言(HDL)将电路描写出来。常使用的HDL有Verilog、VHDL等,借由程式码便可轻易地将一颗IC地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改,直到它满足期望的功能为止。


有了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。在IC设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让电脑将HDL code转换成逻辑电路,产生如下的电路图。之后,反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。



最后,将合成完的程式码再放入另一套EDA tool,进行电路布局与绕线(Place And Route)。在经过不断的检测后,便会形成如下的电路图。图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜色,每种不同的颜色就代表着一张光罩。至于光罩究竟要如何运用呢?



首先,目前已经知道一颗IC会产生多张的光罩,这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子,以积体电路中最基本的元件CMOS为范例,CMOS全名为互补式金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor),也就是将NMOS和PMOS两者做结合,形成CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的元件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这里就不多加细究。


下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是,便由底层开始,依循上一篇IC芯片的制造中所提的方法,逐层制作,最后便会产生期望的芯片了。



以上关于“什么是ic设计?ic设计流程,ic设计需要学什么”的相关介绍,小编我差不多就说到这里了,相信大家看完后应该都对“ic设计”有所了解了吧!如果还有不懂的地方,可以在下方评论区留言和大家一起探讨。

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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