清华大学电子工程系罗嵘制作

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1、数字系统设计方法参考文献王金明，杨吉斌编著，数字系统设计与VerilogHDL，电子工业出版社，2002内容引言设计方法EDA技术IP与SOC实现方式设计方式2021/6/112清华大学电子工程系罗嵘制作引言数字系统的优点数字系统的应用数字系统的发展2021/6/113清华大学电子工程系罗嵘制作优点DigitalsystemsaregenerallyeasiertodesignInformationstorageiseasyAccuracyandprecisionareeasiertomaintainth

2、roughoutthesystemOperationcanbeprogrammedDigitalcircuitsarelessaffectedbynoiseMoredigitalcircuitrycanbefabricatedonICchips2021/6/114清华大学电子工程系罗嵘制作优点易于设计易于存储精确度高可编程工作稳定度高，抗干扰能力强便于大规模集成，芯片面积小2021/6/115清华大学电子工程系罗嵘制作引言数字系统的优点数字系统的应用数字系统的发展2021/6/116清华大学电子工程系罗嵘

3、制作应用对信息进行处理、传输计算机家用电器便携式设备医疗设备军用设备2021/6/117清华大学电子工程系罗嵘制作引言数字系统的优点数字系统的应用数字系统的发展2021/6/118清华大学电子工程系罗嵘制作发展器件和集成技术的发展器件发展摩尔定律IC芯片IC发展蓝图代表性IC芯片2021/6/119清华大学电子工程系罗嵘制作摩尔定律Moore’sLawTheobservationmadein1965byGordonMoore,co-founderofIntel,thatthenumberoftransis

4、torspersquareinchonintegratedcircuitshaddoubledeveryyearsincetheintegratedcircuitwasinvented.Moorepredictedthatthistrendwouldcontinuefortheforeseeablefuture.Insubsequentyears,thepacesloweddownabit,butdatadensityhasdoubledapproximatelyevery18months,andthis

5、isthecurrentdefinitionofMoore'sLaw,whichMoorehimselfhasblessed.Mostexperts,includingMoorehimself,expectMoore'sLawtoholdforatleastanothertwodecades.大约每18个月，芯片的集成度提高1倍，而功耗下降1半2021/6/1110清华大学电子工程系罗嵘制作集成电路发展预测(ITRS’2001)年份2001200220032004200520062007特征尺寸(nm)1

6、5013010790807065工作频率(MHz)1684231730883990517356316739晶体管数(M/cm2)89112142178225283357电源电压(V)1.11.01.00.90.90.70.7InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors2021/6/1111清华大学电子工程系罗嵘制作IC发展的特点集成度越来越高，功能越来越多，芯片设计越来越复杂；特征尺寸不断减小，集成电路中的互连线密度不断提高，线宽和间距越来越小，互连线逐渐

7、成为决定芯片性能的主要因素；工作频率不断提高，这使得集成电路的信号延时敏感度提高；电源电压被不断降低，虽然低电压能够有效降低芯片的功耗，但是同时也降低了集成电路的噪声容限；2021/6/1112清华大学电子工程系罗嵘制作代表性芯片微处理器Microprocessor可编程逻辑器件PLD数字信号处理器DigitalSignalProcessor存储芯片RAM/ROM光电集成芯片OpticalElectronicIC2021/6/1113清华大学电子工程系罗嵘制作内容引言设计方法EDA技术IP与SOC实现方式

8、设计方式2021/6/1114清华大学电子工程系罗嵘制作设计方法半导体技术和计算机技术PLD器件和EDA技术两种系统方法Top-downBottom-up两种芯片版图方法正向逆向2021/6/1115清华大学电子工程系罗嵘制作自上而下自顶向下设计方式设计流程设计验证修改设计再验证优缺点完全实现设计要求需要反复多次设计流程速度、功耗、价格和可靠性都较为合理占据系统设计的主流地位2021/6/1116清华大学电子工程系罗嵘制