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1、专用集成电路设计方法俞军Tel:53085050Email:yujun@fmsh.com.cn课程安排专用集成电路概述1周ASIC的设计流程和设计方法(重点)设计描述,设计流程1周设计策略,综合方法1周设计验证,ASIC设计中的考虑因素1周深亚微米设计方法和设计技术以及EDA技术的发展1周课程安排专用集成电路的测试方法Design-for-TestBasics2周可编程ASIC可编程ASIC器件的结构,资源,分类和开发系统1周Xilinx,Altera可编程器件2周第一章专用集成电路概述1.1通用集成电路和专用集成电路通用集成电路:市场上能买到的具有通
2、用功能的集成电路74系列,4000系列,Memory,CPU等专用集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuits)SUNSPARCWorkstation中的9块电路,某些加密电路等第一章专用集成电路概述专用标准电路ASSP(Application-SpecificStandardProducts)Modem芯片,DVDdecoder,VCDdecoder,audioDAC,MotorServoDSP等第一章专用集成电路概述1.2集成电路发展简史第一章专用集成电路概述1.4集成电路设计和制造过程设计过程制定规
3、范(SPEC)系统设计(SystemDesign)电路设计(CircuitDesign)版图设计(LayoutDesign)制造过程制版掩膜版制造(MASK)流片(Fab)光刻,生长,扩散,掺杂,金属化,蒸铝等产生Pn结,NPN结构,MOS电阻,电容等第一章专用集成电路概述制造过程测试(Testing)以Spec和TestVector为标准检测制造出的芯片是否满足设计要求封装(Pakaging)划片(Cutting)键合(WireBonding)包封(Pakaging)形式：DIP,QFP,PLCC,PGA,BGA,FCPGA等第一章专用集成电路概述集
4、成电路功能测试示意图集成电路设计过程第一章专用集成电路概述1.5ASIC技术现状和发展趋势摩尔规律:每十八个月,集成度增加一倍,速度上升一倍,器件密度上升一倍第一章专用集成电路概述专用集成电路预测与发展SOC(Systemonachip)工艺(Process)由0.35um,0.25um,0.18um进入0.13um,0.10um即高速,低压,低功耗EDA设计工具与设计方法必须变革以适应深亚微米工艺的发展(如SinglePass,PhysicalSynthesis等)可编程器件向更高密度,更大规模和更广泛的领域发展(如MixedSignal)MCMAn
5、alog电路--高速,高精度,低功耗,低电压ASIC产品的发展动向内嵌式系统(EmbededSystem)(自动控制,仪器仪表)计算机,通讯结合的系统芯片(CableModem,1G)多媒体芯片(MpegDecoderEncoder,STB,IA)人工智能芯片光集成电路第二章ASIC设计流程和方法2.1概述设计过程分电路设计---前端设计版图设计---后端设计设计流程(方法)分自底向上(BottomUp)自顶向下(TopDown)数字集成电路设计行为方面结构方面物理方面第二章ASIC设计流程和方法2.1概述设计策略设计描述自动化设计的综合方法设计验证方
6、法深亚微米设计方法和EAD工具的发展第二章ASIC设计流程和方法2.2设计描述描述方面行为描述结构描述物理描述设计抽象的层次系统算法级寄存器传输级(RTL级)逻辑级和电路级最低层的晶体管级电路第二章ASIC设计流程和方法2.2.1.硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionLanguage)VHDLVHDL描述能力强，覆盖面广，可用于多种层次的电路描述，VHDL的硬件描述与工艺技术无关，·不会因工艺变化而使描述无效。VHDL支持设计再利用(Reuse)方法，支持超大规模集成电路设计的分解和组合。可读性好，易于理解,国际标准,具备通用性。
7、第二章ASIC设计流程和方法VHDL设计描述由五种基本设计单元组成设计实体说明(Entitydeclaration)结构体(Architecturebody)配置说明(Configurationdeclaration)集合元说明(Packagedec1aration)集合元(Packagebody)第二章ASIC设计流程和方法ENTITYmuxISGENERIC(m:TIME:=2ns);PORT(in1,in2,sel:INBIT;out1:OUTBIT);ENDmux;--设计实体说明第二章ASIC设计流程和方法AECHITECTUREtwown1
8、OFmuxISBEGINIFsel=‘1’THENout1<=1;ELSEout1<=in2A
