集成电路作业.docx

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1、1、集成电路制造工艺发展水平的衡量指标是什么？a.在设计和生产中可达到的最小线宽（或称特征尺寸L）。b.所使用的硅晶圆片的直径。c.DRAM的储存容量。2、简述电路制造工艺的发展趋势。a.趋势性的变化越来越明显，速度越来越快。特征尺寸越来越小，电源电压越来越低，芯片尺寸越来越大，布线层数越来越多，单片上的晶体管数越来越多，I/O引线越来越多，时钟速度越来越快b.集成电路朝着两个方向发展。c.从另一个角度来说，进入90年代以来，电子信息类产品的开发明显地出现了两个特点。3、简述集成电路产业结构经历的三次重大变革。第一次变革是以加工制造为主导

2、的初级阶段a.这一时期半导体制造在IC产业中充当主角。b.这一时期IC设计和半导体工艺密切相关且主要以人工为主。第二次变革以Foundry和IC设计公司的崛起为标志a.集成电路产业的一次大分工。b.IC产业进入了以客户为导向的阶段。c.EDA工具的发展，使IC设计工程可以独立于生产工艺。第三次变革以设计、制造、封装和测试四业分离为标志a.集成电路产业的又一次大分工。b.IC产业进入了以竞争为导向的高级阶段。c.系统设计与IP核设计逐渐开始分工。4、1个门相当于几个晶体管？以门的数量来划分集成电路有哪些分类？1个门相当于4个晶体管，等效于一

3、个二输入与非门a.小规模集成电路（SSI：SmallScaleIntegratedCircuit）>1-10个门，基本的与非和或非逻辑。b.中规模集成电路（MSI:MiddleScaleIntegratedCircuit）>1万门以内，含有计数器和逻辑功能块等电路。c.大规模集成电路（LSI：LargeScaleIntegratedCircuit）>几万门，含有更多更大逻辑功能块，如4位CPU等。d.超大规模集成电路（VLSI：VeryLargeScaleIntegratedCircuit）>近十万门，如64位CPU等电路。e.特大规模集

4、成电路（ULSI：UltraLargeScaleIntegratedCircuit）>几百万门以上，如DSP、CPU等电路。f.巨大规模集成电路（GSI：GigaScaleIntegratedCircuit）>千万门以上，如SoC等电路。5、集成电路系统设计需具备哪些要素？人才、工具、库和资金。1、一个集成电路系统设计人才必须具备哪些方面的知识？微电子学半导体材料生产工艺（全定制设计）集成电路设计、制造生产和测试流程EDA工具的使用Verilog-HDL和VHDL等硬件描述语言系统电路设计原理可测性设计方法和原理版图设计、验证方法和相关原

5、理等。2、简述自底向上（Bottom-Up）和自顶向下（Top-Down）设计方法的设计流程，及各自的不足或优点。自底向上（Bottom-Up）设计方法a.设计流程：>确定系统总的功能和指标；>系统划分，并确定各功能的指标；>设计出各功能块的结构化原理图（框图），并逐层细化直到门级原理图；>采用逻辑模拟和时序分析自底向上逐级进行验证；>生成相应的测试向量；>版图设计和验证；>版图后仿真。b.自底向上（Bottom-Up）设计方法不足之处：>设计周期长,设计规模小；>设计面积较难有效控制；>系统级仿真和验证数据要到最后才能得到，设计的反复性

6、大。自顶向下（Top-Down）设计方法a.设计流程：系统规范确定及分析建立行为级模型、确定时序要求↓RTL级模型建立与模拟建立可综合的VHDL模型，进行功能验证↓逻辑综合及测试综合生成门级模型与测试向量↓预布局时序验证Timing验证↓版图设计及验证布局和布线↓版图后仿真版图设计后的分布参数提取及时序验证↓系统级验证系统验证b.Top-Down设计的优点：>它是满足设计指标要求的自然设计方法，克服了设计反复的问题；>可以采用行为级模型进行系统结构设计，自动综合产生门级电路，而不必理会设计细节，且每一步都可进行设计验证；>提高了一次设计的

7、成功率；>提高了设计效率，缩短了IC产品开发周期，也降低了开发费用。1、简述新型EDA工具的发展趋势。a.评价一个EDA软件工具的优劣有以下一些重要指标：>设计可包含的“门”的数量；>仿真的速度和仿真时对0.35um以下（深亚微米）COMS工艺中“门”延迟和“线”延迟的估算精度；>逻辑综合器的性能；（主要是反映硬件描述语言的使用深度）>版图验证工具的正确性；b.对EDA工具新要求>前端设计时，图形输入法和HDL编程的混合使用EDA工具；>数字、模拟混合电路的EDA设计工具；>将系统级设计自动生成门级电路的逻辑综合器EDA工具；>可测试设计

8、EDA工具（引脚多达200~500个）。9、简述以硅材料为基础的集成电路制造工艺划分。>在硅工艺下一般可分出两支：双极（Bipolar）工艺、MOS（金属-氧化物-半导体）场效应工艺。>近年来