集成电路与应用大全11篇

集成电路与应用篇（1）

【基金项目】湖南省自然科学基金项目（14JJ6040）;湖南工程学院博士启动基金。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0255-01

随着科学技术的不断进步，电子产品向着智能化、小型化和低功耗发展。集成电路技术的不断进步，推动着计算机等电子产品的不断更新换代，同时也推动着整个信息产业的发展[1]。因此，对集成电路相关人才的需求也日益增加。目前国内不仅仅985、211等重点院校开设了集成电路相关课程，一些普通本科院校也开设了相关课程。课程的教学内容由单纯的器件物理转变为包含模拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。随着本科毕业生就业压力的不断增加，培养应用型、创新型以及可发展型的本科人才显得日益重要。然而，从目前我国各普通院校对集成电路的课程设置来看，存在着重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等问题，进而导致学生对集成电路敬而远之，退避三舍，学习积极性不高，继而导致学生的可发展性不好，不能适应企业的要求。

本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际，详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题，介绍了该课程的教学改革措施，旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣，培养学生的创新意识。

1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题

1.1理论性强，课时较少

对于集成电路来说，在讲解之前，学生应该已经学习了以下课程，如：“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是，由于这些课程的理论性较强，公式较多，要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说，就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好，在我们学校，电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生，使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此，目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式，这就导致一些跟集成电路相关的课程，如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了，而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时，理论课46课时，实验课10课时。只讲授教材上的内容，没有基础知识的积累，就像空中架房，没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话，课时又远远不够。这就导致老师讲不透，学生听不懂，效果很不好。

1.2重传统知识，轻科技前沿

利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说，由于其更新换代的速度非常快，故在进行教学时，除了采用经典案例来夯实基础外，还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时，学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授，对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。

1.3不因校施教，因材施教

教材作为教师教和学生学的主要凭借，是教师搞好教书育人的具体依据，是学生获得知识的重要工具。然而，我校目前“集成电路原理与应用”课程采用的教材还没有选定。如：2012年采用叶以正、来逢昌编写，清华大学出版社出版的《集成电路设计》;2013年采用毕查德・拉扎维编写，西安交通大学出版社出版的《模拟CMOS集成电路设计》;2014年采用余宁梅、杨媛、潘银松编著，科学出版社出版的《半导体集成电路》。教材一直不固定的原因是还没有找到适合我校电子科学与技术专业学生实际情况的教材，这就导致教师不能因校施教、因材施教。

2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革

2.1选优选新课程内容，夯实基础

由于我校电子科学与技术专业的学生，没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程，因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容，如表1所示。因此，在教学实践中，本着“基础、够用”的原则，采取选优选新的思路，尽量选择适合我校专业实际的教材。目前，使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义，理顺了理论教学，实现了因校施教，因材施教。

表1 “集成电路原理与应用”课程教学内容

2.2提取科技前沿作为教学内容，激发专业兴趣

为了提高学生的专业兴趣，让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在，在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如：从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容，并将这些内容按照门类进行分类和总结，穿插至传统的理论知识讲授中，让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣，还可以提高学生的创新能力。

2.3开展双语教学互动，提高综合能力

目前，我国的集成电路产业相对于国外来说，还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三：一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家，软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此，集成电路课程对学生的英语能力要求很高，在课堂上适当开展双语教学互动，无论是对于学生继续深造，还是就业都是非常必要的。

3.结语

集成电路自二十世纪五十年代被提出以来，经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模，目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异，但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此，对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此，本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发，详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题，并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施，这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。

集成电路与应用篇（2）

引言

液压传感器是工业液压监测中最为常用的一种传感器，能将液体压力信号转换为直流4～20mA或直流0～10V电信号输出，在工业自动控制中通常配合专用模拟量输入模块应用于可编程序控制系统（PLC）。然而模拟量信号在传输过程中容易受到数字量信号、交流输入信号、外部强干扰源等的干扰，模拟量受干扰已经成为了自动控制系统的一个难题。基于此笔者提出了一种基于LM331集成电路的液压监测系统，将液压传感器输出电压信号转换为高速脉冲的数字量信号输出到PLC，既能够实现液压的实时检测，同时有效地解决模拟量抗干扰问题。

1 LM331集成电路简介

LM331是美国NS公司生产的性价比较高的集成芯片，是一种非常理想的精密电压/频率转换器，可用于制作简洁、低成本的模数转换器。当作为压/频转换器使用时，LM331输出脉冲链的频率精确度与输入端施加的电压成比例变化，体现了压/频转换器的特有的优势，可轻松应用于所有的标准压/频转换场合。LM331为双列直插式8引脚的芯片，结构框图如图1所示。

LM331各引脚功能如下：管脚1是脉冲电流输出端，内部相当于脉冲恒流源；管脚2是用于调节输出端脉冲电流幅度；管脚3是脉冲电压输出端OC门结构，输出脉冲宽度Tw；管脚7是提供给比较器的基准电压；管脚8是工作电压范围为4～40V的电源Vcc。LM331集成电路线性度好、外接电路简单、非线性失真小、变换精度高，数字分辨率可达12位，并且容易保证转换精度。

2 液压监测系统架构

为了提高模拟量的抗干扰能力和节约成本，本液压监测系统使用基于LM331的V/F变换电路作为模拟量采集电路。液压传感器将接受到的压力信号转换为0～10V的直流电压信号，直流电压信号再通过V/F变换电路变换为脉冲信号，PLC接受到脉冲信号后，经过运算处理可采集到液压的实时数据，系统架构框图如图2所示，考虑到所选用的PLC有6组高速计数器，系统最大可同时采集6组液压数据，每一组数据都是脉冲信号，可以远距离传输而不受干扰。

3 液压监测系统硬件设计

液压监测系统需使用电压/频率转换器进行采样，为了节约成本，在不牺牲采样精度的条件下，本系统使用了V/F转换器LM331集成电路芯片组成的A/D转换电路.V/F转换器LM331芯片能够把电压信号转换为频率信号，而且线性度好，经过PLC处理，把频率信号转换为数字信号，可以完成A/D转换。它具有接线简单，价格低廉，转换精度高、使用方便等特点。

3.1 模拟量采集电路设计

系统模拟量采集电路设计为压频转换电路，如图3所示，LM331采用单电源供电，电源电压Vcc为15V，模拟信号Vin的输入范围为0V～10V，模拟信号Vin通过LM331芯片进行V/F转换后，变成与电压成正比的频率信号fout=（VIN/20.9V）×（RS/RL）×1/RtCt，fout端输出的频率信号送到PLC的计数端口，PLC对频率信号进行采集、处理、存储。从而实现模拟信号到数字信号的转换。

在电源与第7脚之间连接有电阻RIN为100k？赘，因此第7脚的偏置电流将抵消第6脚失调电流所起的作用，用于减少频率偏移。连接在第2脚的电阻RS由12k？赘的固定电阻和5k？赘电位器组成，用于调整LM331的增益偏差及Rt、RL和Ct的偏差。电容CIN作为VIN的滤波器取值为0.1uF，连接在第7脚和地之间，输出比较器较高的线性度取决于电路中47k？赘的电阻和1uF的电容CL产生的

差效果。电路所有的元器件都选用温度系数低，参数稳定的元器件，如金属膜电阻和陶瓷NPO电容等，能使模拟信号采集得到最佳效果。

3.2 PLC信号采集电路设计

本系统选择的PLC是西门子S7-200系列PLC中的典型产品CPU226，其集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至256路数字量I/O点或64路模拟量I/O点。24K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。

液压传感器模拟量信号通过V/F变换电路处理后输出脉冲信号是数字量，本系统设计利用西门子CPU226高速计数器的输入点I0.0～I0.5直接采集V/F变换电路的输出脉冲信号，进而用CPU226程序对信号进行处理，信号采集电路如图4所示，能较好地解决模拟量在电磁环境下易受干扰的问题。

4 系统程序设计

本系统选用的可编程序控制器CPU226有HSC0-HSC5共6个高速计数器，本系统设计将V/F变换电路的输出脉冲信号送入高速计数器HSC1的输入端，用于累计脉冲数，，控制高速计数器累计脉冲的时间通过设置定时中断的间隔时间来实现，根据累计脉冲数与预置的间隔时间，计算出被测模拟量值。

以液位测量为例子，首先把液位设定在100mm，读取每100MS的脉冲数H1，再把液位设定在200mm，读取每100MS的脉冲数H2，通过公式计算可以求得每mm对应的脉冲数X=主程序在第一个扫描周期调用初始化子程序SBR0，仅在第一个扫描周期标志位SM01=1。由子程序SBR0实现初始化。

要使高速计数器能正常工作，设置正确的参数是关键。首先要激活HSC1，设置正方向计数，可更新预置值（PV），可更新当前值（CV），把高速计数器HSC1的控制字节MB47置为16进制数FC。采集信号的高速计数器不需复位或启邮淙耄也没有外部的方向选择，因此用定义指令HDEF设置成工作模式0。然后将定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中断程序0分配给定时中断0，并允许中断，当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF（16进制）。最后用指令HSC1启动高速计数器，每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后，将其置零，通过HSC1计数值及变换关系来求被测的液位值。

5 结束语

基于LM331集成电路的液压监测系统运用LM331实现A/D转换，具有电路简单、测量精度高、抗干扰性强，运行可靠并且转换位数可调的特点，能够实现对液压进行实时检测，可以节省大量的成本， 因此在液压监测中具有广泛的应用前景。当然， 基于LM331集成电路的液压监测系统只是液压监测系统的一种， 使用者可以根据现场环境、精度的要求和成本的控制来选择合适的液压监测系统。

参考文献

[1]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].机械工业出版社，2014.

集成电路与应用篇（3）

随着第三代移动通信(3G)全面部署和服务普及,三网融合的不断推进以及物联网概念的兴起,中国通信市场正面临着新一轮的发展契机。2010年,移动通信将在经济与社会发展过程中发挥更重要的作用,宽带化、智能化、个性化、媒体化、多功能化和环保化将成为移动发展的新趋势;三网融合的稳步推进将极大的促进光通信产业的发展;物联网技术的广泛应用将带动智能传感器、计算机、通信网络、集成电路和软件等多个产业的发展,并有望成为一个新的万亿元规模的超级通信产业。这将给中国的集成电路产业带来了新的广阔发展空间。

为期两天的技术论坛让与会者受益匪浅。会议得到了武汉东湖新技术开发区管委会和烽火通信的大力支持,来自全国的通信企业、集成电路企业以及行业有关专家、学者近300参加了会议。

泰景科技向在外务工人员

捐赠电视手机

9月27日,致力于让电视移动起来的泰景信息科技有限公司出席在武汉召开的“2010年中国通信集成电路技术与应用研讨会”,并于当天的招待晚宴上向武汉东湖国家高新技术开发区工会捐赠了100台带有免费电视功能的手机。中国通信学会通信专用集成电路委员会副主任委员赵纶、肖定中、武汉东湖国家高新技术开发区工会主席李复鸣和泰景信息科技有限公司执行总裁云维杰先生出席了捐赠仪式。用户可以利用这个手机的电视功能免费收看广播式的电视节目,即时了解他所工作生活的城市,也能更多的看到家乡的信息。

对在外务工人员的人文关怀已经成为了一个社会热点,相关企业和政府机构也逐步认识到新一代的务工人员相比于他们的父辈,从文化层面和经济层面,乃至整个心理层面都发生了翻天覆地的变化,这一变化直接导致他们与传统的管理方式激烈碰撞以及引发的一系列悲喜剧。

泰景科技借用自身的研究成果,利用手机接收传统的模拟电视,让用户随时随地都可以免费收看实时的电视节目,而不产生额外的费用。这对于收入不高的务工人员将是一个理想的工具,可以拉近他们与这座他们为之辛劳的城市的距离,同样也更贴近自己日夜牵挂的家乡。泰景科技希望能通过这种方式给出门在外的务工人员更贴心的关怀。这一想法得到了武汉东湖开发区管委会的认同,湖北是一个务工人员流入和流出都很普遍的省份,免费移动电视可以成为在外务工人员的一个心理慰藉。正是中国通信集成电路协会和了武汉东湖开发区工会的大力支持促成了此次捐赠。相信这一小小的功能将会为外出务工人员的业余生活增添色彩,也为他们带去社会和政府的关爱。

东芝推出全球读写速度最快的

SDHC UHS-I存储卡

东芝日前宣布推出符合SD存储卡标准Ver. 3.0(SD 3.0)――UHS 104、实现全球最快的读取写入速度的 8GB、16GB和32GB容量SDHC UHS-I 存储卡系列。此外,东芝还推出了世界上首款microSDHC UHS-I存储卡,容量为 4GB、8GB 和16GB,拓展了其在存储卡解决方案领域的行业领先地位。

今年11月,东芝将开始新型SDHC UHS-I存储卡的量产以及新型microSDHC UHS-I存储卡样品的交付。

新型SDHC UHS-I存储卡是全世界首款完全符合SD 3.0――UHS104标准的存储卡,其将NAND闪存卡超快的读取和写入速度提升到了一个新台阶:最大读取速度达每秒95MB,写入速度达每秒80MB。

新型microSDHC UHS-I存储卡是全世界首款符合SD 3.0--UHS50标准的microSDHC存储卡,其读取和写入速度为同类产品之最:最大读取速度达每秒40MB,写入速度达每秒20MB。

Aptina推出8MP

完备相机解决方案CCS8140

CMOS成像技术的领先创新者Aptina宣布推出其新款功能丰富的8MP CCS8140成像解决方案。CCS8140解决方案利用公司在像素、处理和封装方面的创新技术,将高品质MT9E013 8MP CMOS影像传感器与Aptina MT9E311成像协处理器完美结合,同时其各方面的处理速度保持在与独立影像处理器类似的水平。经全面调节的Aptina CCS8140整套相机解决方案可提供一流的影像品质,同时仅需极少的调节和传感器调整即可完成最终产品设计。该解决方案不仅可以为移动手持设备OEM和相机模块集成商缩短设计时间,提高产品性能优势,而且还可降低开发及总体系统成本。

Intel推出多功能芯片

宣告显示适配器可退休了

英特尔(Intel)发表首款整合绘图与影片处理效能的处理器芯片架构,瞄准行动装置市场,并进一步威胁超威(AMD)和英伟达(Nvidia)的绘图芯片业务。

英特尔执行长欧德宁将近日举行的英特尔科技论坛(IDF)上,发表这款名为“Sandy Bridge”的微处理器芯片架构。Sandy Bridge芯片设计把微处理器电路、和处理绘图与影片效能的电路整合到同一颗芯片上,可大幅减少个人计算机(PC)所须使用的绘图芯片(GPU)数量。

Sandy Bridge芯片架构预计下季投产,将成为英特尔整个产品线的基础。这种芯片整合新方式象征科技业的一大转变:未来PC可能再也不必额外安装显示适配器。

英特尔发言人柯纳夫指出,英特尔把绘图效能和主要处理器整合到同一颗芯片之后,将拥有成本优势,并减少芯片耗能、提高运算效率。英特尔的最新设计显然是着眼行动装置市场。

欧德宁指出,由于智能手机等电子产品的成本和空间弥足珍贵,多功能芯片的地位也将水涨船高,他说:“适用于各类装置、汽车和电视产品的单一芯片装置,将渐成市场趋势。”

陶氏电子材料新推出可稀释硅溶胶

研磨液,降低制程缺陷程度

陶氏电子材料近日推出新一代KLEBOSOL II 1630研磨液,这是一种进阶的可稀释的研磨液,它综合了硅溶胶研磨液和气相二氧化硅研磨液的优点。KLEBOSOL 研磨液是为先进半导体制造技术而研发的,它为CMP提供了一种性能卓越,低耗材成本的产品。

KLEBOSOL II 1630研磨液中含有加长列形硅溶胶颗粒。该产品将硅溶胶的高稳定性,处理简易特性以另一种新的形貌结合在一起,这种新的形貌可以提供与气相二氧化硅相似的研磨功能,并且可稀释。这使得KLEBOSOL II 1630在极具成本竞争力的同时还能保有硅溶胶研磨液的特性,这些特性包括优异的移除率稳定性,低缺陷率,高研磨能力以及严整的制程控制等。

ARM推出下一代芯片设计

A15 性能提高五倍

ARM负责营销的副总裁Eric Schorn近日在一个新闻会上推出了该公司的下一个重要的芯片设计Cortex-A15 MPCore,并且许诺这种新的芯片设计将把性能提高五倍。ARM希望这种新的芯片设计将使ARM的芯片应用从智能手机扩展到高性能路由器和服务器。 Cortex-A15这个名字反应了这种处理器有多大进步。ARM目前的处理器是Cortex-A8和Cortex-A9。

Schorn说,A15芯片距离以产品的方式出货还有很长时间。实际上,它的上一代产品A9预计在今年年底才能出货。使用A15芯片的智能手机和其它产品将在2012年年底出货。

A15芯片将采用32纳米和28纳米生产工艺生产。ARM表示,德州仪器、三星电子和意法半导体爱立信已经购买了这个新的设计的许可证。

力科重新定义示波器上的

串行数据解码和调试新标准

力科公司了六款新的串行数据解码器选项 - ARINC 429, USB 2.0, MIPI D-PHY (包括 CSI-2 和 DSI) 以及DigRF 3G 解码器,除此之外,全新的PROTObus MAG(测量、分析和图形)串行调试工具集也同时,这大大增强了力科在串行解码市场的领导者地位。PROTObus MAG 增强了I2C, SPI, UART, RS-232, CAN, LIN, FlexRay, DigRF 3G, 和 MIL-STD-1553 解码器的功能,包括了许多数据提取,时序和其他测量和图形工具。比如, 通过PROTObus MAG,客户可以进行通用电路验证测量比如计算协议帧和一个模拟波形之间的时序。这套工具集也提供了业界独家的特性,能从支持的串行数据消息中提取数字数据并且将数据值随着模拟波形表示变化的趋势以图形的方式绘制出来。

2010年中国国际IP核

推介会上海举行

在工业和信息化部电子信息司的指导和国家集成电路公共服务联盟的大力支持下,由工业和信息化部软件与集成电路促进中心(CSIP)主办,上海集成电路技术与产业促进中心承办的2010年中国(上海)国际IP核推介会于近日在上海集成电路技术与产业促进中心1楼多功能厅举行。

此次推介会将深入分析和探讨我国IP核市场发展现状,并重点推介接口类IP核技术,来自各知名厂商的技术专家将与各位分享接口类IP的相关技术和应用解决方案,推动我过IP及SoC市场的健康良性发展。同时,继2010年中国国际IP核推介会北京站对我国自主创新嵌入式CPU的推介,上海站也将对国产嵌入式CPU进行深入研究。

微捷码层次化RTL-to-GDSII

参考流程正式面市

微捷码(Magma)设计自动化有限公司近日宣布,一款经过验证的支持Common Platform联盟32/28纳米低功耗工艺技术的层次化RTL-to-GDSII参考流程正式面市。这款自动全面的解决方案可为以32/28纳米先进工艺节点制造的具有200万个单元级电路及更大型的片上系统(SoC)提供可预测结果并降低其开发成本。

这款层次化参考设计的实施采用了微捷码的全RTL-to-GDSII流程和ARM的32/28纳米LP工艺库以及标准单元、存储器编译器和GPIO(通用型输入输出)。它的成功实施证明了这款流程提供了创建多电压域(multi-Vdd)低功耗SoC所需的所有主要功能,验证了工具与库的互操作性,通过加入样本设计还促进了用户对流程的快速采用。此样本设计可通过微捷码或Common Platform联盟进行访问。

星科金朋切入12英寸

晶圆级BGA封装技术

全球第4大封测厂星科金朋(STATS ChipPAC)宣布12英寸嵌入式晶圆级球闸阵列(Wafer-Level Ball Grid Array;eWLB)技术具备量产能力之后在新加坡举行了新厂落成启用典礼。星科金朋指出,该公司为首家具备12英寸重组(reconstituted)晶圆量产能力的封测厂,单季出货量可以达到3万片重组晶圆,未来3年将扩大eWLB资本支出,提升产能规模,以迎合芯片小型化的需求。

星科金朋表示,该公司在eWLB技术的投资至今已逾1亿美元,现已具备eWLB量产技术,累计至今的出货量已达3,500万颗。该公司认为,从8英寸转进切入12英寸领域,可以使客户降低生产成本,同时也能扩大生产经济规模,享有比8英寸晶圆为高的生产效率。

泰克公司推出三位一体的

计时器/频率计/分析仪

泰克公司近日宣布推出FCA3000与FCA3100系列计时器/频率计/分析仪及MCA3000系列微波频率计/分析仪。这些仪器能与包括示波器和任意波形/函数发生器在内的其它泰克台式仪器无缝集成,在实现更低拥有成本的同时,提供业界领先的频率和时间分辨率。

AppliedMicro采用Tensilica

Dataplane数据处理器

Tensilica近日宣布 ,AppliedMicro (Nasdaq:AMCC)采用了Tensilica Xtensa LX Dataplane数据处理器(DPU)进行其最新的高速通信芯片设计。

AppliedMicro高级工程经理Sean Campeau表示:“Tensilica DPU具备高带宽以及类似于FIFO队列的高性能接口,由此可以实现数据在处理器内外的快速传输,这是AppliedMicro选择Tensilica的主要原因。这些高速接口独立于系统总线之外,可以帮助我们在处理器上实现之前只能通过RTL(寄存器传输级)逻辑才能实现的性能。这大大减少了我们的设计时间并为我们提供了更具灵活性的解决方案。”

泰鼎数字电视SoC带来高端视觉体验

机顶盒和电视半导体解决方案供应商泰鼎微系统近日宣布推出完全集成数字电视片上系统 HiDTV Pro-SXL,通过泰鼎第二代增强超级分辨率技术突显网络互联、全球范围数字电视标准支持以及卓越图像质量等特点。泰鼎HiDTV Pro-SXL片上系统具有成本低、功能丰富的特点,在低成本平台上带来通常高端电视才具有的性能,使得消费者能够享受例如视频点播、音频点播、新闻和体育等领先的网络服务。

HiDTV Pro-SXL芯片配置了泰鼎第二代增强超级分辨率(ESR)技术,能够提供业界最佳的图像质量,在实现卓越的降噪功能的同时保留细节。

罗姆携手日冲开发

Intel新一代嵌入式处理器

半导体厂商罗姆株式会社与罗姆集团的日冲半导体公司共同开发完成了LSI芯片组的3个部件,它与美国Intel公司针对嵌入用途而新开发的“Intel ATOMTM处理器 E6xx系列”(开发代号“Tunnel Creek”)共同构成系统,是不可或缺的组件。罗姆集团开发的芯片组由3部分构成,分别是1. Input-Output Hub LSI (IOH) (车载信息娱乐系统专用、IP媒体电话专用的2种机型)、2. 芯片组电源管理LSI(PMIC)、3. 时钟发生器LSI(CGIC),IOH的2种机型由日冲半导体公司开发,电源管理LSI和时钟发生器LSI则由罗姆负责,此次开发实现了芯片组所需3种机型的体系化,同时使用这些芯片组的参考板也已完成,可向客户供应产品。

飞思卡尔MZ系列单片机

为国网电表提供完备芯片方案

在刚刚结束的飞思卡尔技术论坛(FTF)上,飞思卡尔也展示了为中国国网新标准而特别研发的、专供中国国网应用的新一代智能微控制器(MCU)MZ系列。

飞思卡尔MZ系列是智能电表用MCU,有8位和32位两种,分别基于S08内核和ColdFire内核。两者均支持新国网标准有关基本计量功能增加,费控功能复杂,具备多种抄表通讯模式,以及电子线路布局布线位置相对固定等特点。

MZ系列最主要的特点是所有芯片都可以实现64引脚芯片完全兼容,工程师在更改设计时可以无需修改PCB布线,从而可以直接进行产品升级。此外,该系列产品采用的是同一套开发工具,软件和模块移植性强,大大减少开发时间。外置LCD驱动,可以让客户把LCD驱动和LCD放在一起,减少布线,提高方案抗干扰能力。

中芯国际最新技术路线图

32 nm研发加速进行

中芯国际近日举办了技术研讨会,恰逢其成立10周年,新领导班子的集体亮相、最新技术路线图的、研发进展状况等,成为了此次研讨会的最大亮点。“中芯国际对于技术的发展投入不遗余力,这也是我们能够在中国半导体业界得以领先的最重要原因。”中芯国际COO Simon Yang博士说,“今年年底我们将结束55nm的研发,本月底40nm的研发将freeze,32nm的设备PO已发出,研发也已于今年5月启动。”

“截至2010年8月底,中芯国际的专利共4060件。虽然与国际先进公司还有差距,但是在国内已遥遥领先。我们的45/40nm光罩完全由中芯国际自己的光罩厂制造,充分证明了中芯国际在芯片制造领域的实力。”Simon Yang博士坦言。

“毫无疑问,Intel是芯片制造技术的领先者,最先进的技术往往由Intel。作为代工厂,中芯国际的65/60nm技术大约比其晚4年,但是从45/40nm开始,我们的研发已经加速,32nm技术只落后2年左右。预计在2013年3月,我们的32nm就将进行产品验证。” Simon Yang博士说。

周梅生博士从工艺角度对中芯国际的技术进行了解析。“在栅极部分,32nm将会采用高K金属栅工艺,以此取代以往的Poly/SION,这是亮点,当然也是难点所在,中芯国际将会采用的是Gate Last技术;在关键的光刻部分,依然是采用现在主流的浸入式光刻;应变硅部分会采用SMT和SiGe。

季明华博士重点介绍了逻辑和SOC技术。“中芯国际的45nm LL(Low Leakage)和GP(Generic with High Performance)来自IBM,在此基础上形成了中芯国际的45nm LL和GP技术,再进一步经过缩小,即有了40nm LL和GP。40LL将在本月底freeze,随后会经过3-6个月的认证。从技术层面看,SoC技术它以超深亚微米VDSM(Very Deep Submicron)工艺和知识产权IP为支撑,是集成电路发展的必然趋势和主流,也是中芯国际未来的重点之一。

32nm芯片的研发费用已高达$100milion,但中芯国际32nm加速发展,22nm也已提上日程。无论是产业布局,还是技术发展进度,中芯国际都已成为中国芯片制造业的标杆。

国产自主知识产权

北斗多模导航芯片应用两周年

近日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第五颗北斗导航卫星送入太空预定轨道,这标志着北斗卫星导航系统组网建设又迈出重要一步。

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。其建设目标为:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

目前,北斗卫星导航系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域,产生了显著的经济效益和社会效益。特别是在四川汶川、青海玉树抗震救灾中发挥了非常重要的作用。

凌阳科技大学召开2010年“嵌入式、

3G&物联网”前沿技术研讨会

2010年10月14日～11月15日,凌阳科技大学计划本着“为中国数码教育尽份心力”的宗旨,将在全国10个省市召开题为“嵌入式、3G&物联网” 前沿技术的巡回会。 会议期间,您可以领略到最新的嵌入式、3G&物联网应用技术与方案及众多的相关教学设备。凌阳科技大学计划展示的丰富资料、提供的完善支持,将帮您找到减轻嵌入式教学负担的方法;把学习和就业融为一体的服务体系,将给您提供解决电子类专业毕业生就业问题的新途径。

安捷伦与创毅视讯合作

完成TD-LTE芯片的射频性能测试

安捷伦科技有限公司与TD-LTE芯片制造商―创毅视讯近日宣布,双方已合作完成TD-LTE的数据卡射频性能的测试。本测试参考3GPP LTE规范及创毅视讯测试需求,基于安捷伦的N5182A信号发生器及N9020A信号分析仪平成。本次联合测试遵循3GPP标准规定的第六章及第七章的芯片发射机及接收机的测试规范,这也是两家公司一次成功的合作。

飞思卡尔与Nepes Corporation

签署生产RCP的授权协议

飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)近日宣布,该公司已经与Nepes Corporation签署了一项授权协议,Nepes Corporation将以较低成本的300mm规格生产飞思卡尔的重分布芯片封装(RCP)技术。

Nepes于今年早些时候在其位于新加坡的工厂(Nepes Pte)中安装了300mm整套设备和制造工艺,这些设备和工艺可提供多层单芯片和多芯片系统级封装解决方案。Nepes的这个初创技术公司正在建造中,预计将于2011年第一季度投入批量生产。

展讯通信单芯片

三卡三待手机方案SC6600L7

展讯通信有限公司日前全球首款单芯片三卡三待手机方案 SC6600L7 ,该方案可支持三张 GSM SIM 卡在一部手机上同时待机。这是展讯继2008年推出业界首款单芯片双卡双待方案 SC6600L2 后的又一重要产品举措。

展讯单芯片三卡三待方案只需通过一套基带与射频的硬件配合,即可支持三张 GSM SIM 卡同时待机;芯片内部集成三卡引擎处理器及控制器,采用 DSP 实现了三卡通讯协议的固件,并改善了图形用户界面,提供了前所未有的用户体验,完全符合多 SIM 卡标准。展讯 SC6600L7 三卡三待手机解决方案不仅继承了展讯 SC6600L2 的全部性能特性,并提供全功能的第三方硬件可扩展性。

TI首款0.9V MCU推动消费类电子

与安全应用实现更低成本的创新

近日,德州仪器 (TI) 宣布推出业界首款名符其实的 0.9 伏微控制器 (MCU),该款超低功耗 MSP430TM MCU 系列的最新产品可推动单节电池供电的、更小巧、更低成本的产品创新。与现有号称 0.9 V 技术的 MCU 不同,包括整个模拟与数字逻辑的 TI MSP430L092 MCU 本身工作电压就为 0.9 V。

力科推进5Gbps+测试测量时代

历时四个多月,全国10个城市。力科公司2010年高速串行数据测试技术巡回研讨会胜利召开。该次研讨会的主题是“携手力科,迎接5Gbps+测试测量时代”。力科公司系统总结了当前高速串行数据的测试测量的挑战,就这些测试测量的挑战性问题和全国各地共1,000余位工程师进行了面对面的技术交流。

工程师们对这次研讨会的评价是“精彩、实用、深入、前所未有……” 这些评价和力科公司此前公开承诺的要举办一次“纯粹”的,“头脑风暴式”的“技术研究性质”的研讨会所预期的相一致。

安森美下一代

计算产品用平台方案

安森美半导体(ON Semiconductor)推出一系列新产品,简化及加速计算平台的设计,包括应用于即将的第二代Intel Core处理器系列(代号Sandy Bridge)。这些新产品包括高能效电源管理器件,以及应用于高带宽通信接口、降低能耗及节省电路板空间的先进集成电路(IC)。这些技术进一步扩充安森美半导体用于台式计算机、笔记本和服务器等平台方案的阵容,其中还包括系统输入端器件及用于保护和热管理的元器件。

华虹设计支持UCPS的

HDMI发送器SHC3201

上海华虹集成电路有限责任公司(简称华虹设计)日前宣布推出全球首款支持UCPS标准、符合HDMI 1.3标准的发送器SHC3201。 SHC3201发送器主要功能特征包括: 225 MHz HDMI v1.3支持36bits深色(Deep Color)应用; 支持UCPS1.0和HDCP1.2; 在80MHz时功耗仅100mW左右,非常适用便携式多媒体终端; 待机功耗极低(小于30μA); 显示数据通道(DDC)支持; 支持S/PDIF和8通道I2S音频记录格式并且以192kHz速率发送立体声或7.1通道环绕声; 100pin TQFP 或 85pin TFBGA封装。

同时华虹设计可提供165MHz HDMI V1.2版(SHC3202)和225MHz HDMI V1.3版(SHC3203)的物理层(PHY)解决方案,这两个解决方案包括发送器物理层半导体和配套链路层知识产权(IP)核。

凌力尔特推出匹配RMS的功率检测器

凌力尔特公司 (Linear Technology CorporatiON) 推出 40MHz 至 6GHz 双通道、匹配 RMS 功率检测器 LTC5583 ,该器件在 2.14GHz 时提供超过 55dB 的隔离。在 RF 功率放大器 (PA) 应用中,LTC5583 为准确测量正向功率、反向功率和电压驻波比 (VSWR) 提供了一个简单的解决方案。该器件由一对 60dB 动态范围的 RMS 检测器组成,这些检测器匹配至 1.25dB。

国半与Shoals、灏讯等

合推智能型太阳能系统接线盒

美国国家半导体公司(National Semiconductor Corporation)最近积极推广SolarMagic电源优化器,并分别与灏讯集团、Shoals Technologies集团等合作推出智能型太阳能系统。

美国国家半导体SolarMagic芯片系列属于智能型的电源管理电路,可以最大化提高太阳能系统中每一块或每一组光电板的发电量。Shoals的太阳能系统配件包括接线盒、组合接线盒、“即插即用”的线束解决方案、光电板监控系统及托架排列系统。

Sagemcom高端机顶盒

采用意法半导体网络电视SoC

机顶盒芯片供应商意法半导体与欧洲领先的机顶盒制造商Sagemcom联合宣布,Sagemcom将采用意法半导体先进的STi7108系统级芯片设计其最新的高端机顶盒,进而提高电视服务提供商的灵活性,让终端用户获得更丰富的视觉体验。

STi7108 系统级芯片针对广播/网络电视双模机顶盒,芯片上集成一个高性能主处理器、专用3D图形控制器、一个PVR硬盘接口,以及以太网接口和USB端口,可连接个人媒体存储或数码相机等设备。芯片内置基于ARM的3D图形引擎,支持最新的用户界面和3D电子节目指南(EPG),以及先进的网络内容和高性能游戏。

IR推出业内首款8引脚

高效谐振半桥控制IC

国际整流器公司 (International Rectifier,简称IR) 推出业界首款8 引脚高效谐振半桥控制IC,能够让液晶电视和显示器、家庭影院系统、台式电脑、打印机和游戏机应用的开关电源 (SMPS) 达到高效的节能效果。

IRS2795 (1,2) S谐振半桥控制IC采用8引脚 SO-8封装,提供高度可编程和保护功能。其主要性能包括50%固定占空比和高达 500kHz的可编程开关频率、可编程软启动频率和软启动时间,以及适用于所有负载条件,为优化零电压开关 (ZVS) 而设的可编程死区时间去实现高效率和低开关噪声。

凌力尔特推出硅振荡器LTC6992

涵盖3.81Hz至1MHz范围

凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出硅振荡器 LTC6992,该器件是 TimerBlox 硅定时器件系列的最新成员。LTC6992 针对 3.81Hz 至 1MHz 的输出频率提供简单和准确的脉冲宽度调制 (PWM) 功能。该器件的频率可用 1 至 3 个电阻器设定,具有保证低于 1.7% 的频率误差。此外,频率可以通过单独的控制电压来动态地控制。输出脉冲宽度 (占空比) 简单地用一个 0V 至 1V 的模拟信号控制。LTC6992 在加电后 500us 以内提供无干扰和首周期准确的启动。

恩智浦Plus CPU技术打造

2014俄冬奥会公交票务系统

恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.近日宣布,Plus CPU非接触式微型控制器已中标俄罗斯索契市(2014年冬奥会主办城市)陆路交通网自动售检票(AFC)系统项目。这也是Plus CPU技术首次进入俄罗斯和独联体国家。恩智浦将携手解决方案供应商/设备制造商Strikh-M公司、嵌体制造商SMARTRAC公司以及智能卡生产商Novacard,为乘客和公交运营商带来非接触式AFC全面优势体验。该项目目前正处于试验阶段。

欧胜推出全球最高电流

单片电源管理芯片WM8325

欧胜微电子股份有限公司宣布推出极富创新的WM8325电源管理子系统,该子系统是世界上最高电流的单片电源管理芯片(PMIC),它为包括智能本、平板电脑、电子书、媒体播放器以及智能手机在内的各种便携式多媒体应用提供了一种高性价比、灵活的解决方案。 WM8325的特点是带有4个可编程的直流-直流转换器,其中包含一个可以提供高达2.5A的转换器;它同时还集成了11个低压差线性稳压器(LDO),其中的4个用于以低噪音方式为灵敏的模拟子系统供电。

微芯推出PIC18F87J72

电能监测PIC单片机

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)宣布,推出用于单相多功能智能计量和电能监测应用的8位PIC18F87J72单片机(MCU)系列。该系列具有64或128 KB的闪存程序存储器和4 KB RAM,以实现分时电价和复费率功能;高度集成了多种外设,包括LCD驱动器、硬件实时时钟/日历(RTCC)和采用电容式触摸用户界面的充电时间测量单元(CTMU)。

Tensilica和4M Wireless宣布合作

Tensilica和4M Wireless近日宣布了合作关系,4M Wireless已将其整套PS100 LTE协议栈移植至Tensilica ConnX Atlas LTE参考架构。4M Wireless正式加入到Tensilica Xtensions合作伙伴网络,并已移植其PS100 LTE协议栈至同为Tensilica合作伙伴的Blue Wonder Communications的LTE系统平台上。

思亚诺ATSC

移动数字电视芯片SMS1530

专注于移动数字电视芯片供应商――思亚诺,了一款针对美国移动数字电视市场的新产品。这款由思亚诺携同ATSC (移动/手持)标准的主要开发者LG电子合作研发的新品被称为SMS1530,其支持ATSC A/153移动数字电视标准。除了可以优化移动和手持设备的信号传输,ATSC移动数字电视还能支持广泛的服务,如免费电视、实时互动业务、订制电视节目、文件下载存储并用于重播等,这一标准还能用于一些新的数据广播业务的传输。

三星选择maXTouch解决方案

助力GALAXY Tab平板电脑

爱特梅尔公司宣布三星电子选用爱特梅尔maXTouch解决方案助力其新近的GALAXY Tab 平板电脑,这是三星电子全新移动平板电脑系列的首款产品。SAMSung GALAXY Tab 使用Google Android 2.2操作系统,具有类似PC的网络浏览功能、强大的多媒体功能、移动电邮、语音和视频通话功能。此外,这款新型平板电脑还可使用Android市场的众多应用程序。

S2C在中国Allegro DVT的

H264/AVC认证流和IP

S2C日前宣布与Allegro DVT合作,在中国销售Allegro DVT产品。Allegro DVT是一家领先的H.264/MPEG-4 AVC/SVC/MVC解决方案供应商,包括行业标准的兼容性测试组件和H.264编码器及解码器VHDL 知识产权模块。Allegro DVT产品与S2C现有的SoC原型产品和硅知识产权产品链互补。S2C将在不同设计阶段为Allegro DVT客户提供增值的支持和服务。

Diodes推出DIOFET器件提升负载点

转换器的效率及可靠性

Diodes 公司推出首批采用专有DIOFET工艺开发的产品,将一个功率MOSFET与反并联肖特基二极管集成在一个芯片上。最新的DMS3014SSS 和 DMS3015SSS 器件适用于同步降压负载点 (PoL) 转换器的低侧MOSFET位置,有助于提升效率,同时降低大批量计算、通信及工业应用中快速开关负载点转换器的工作温度。

在10V 的VGS电压下,DMS3014SSS 和 DMS3015SSS的RDS(ON)分别仅为10mΩ及8.5mΩ。这些器件能把通常情况下与低侧MOSFET相关的导通损耗降至最低。

奥地利微电子推出采用I2C接口的

最小线性霍尔传感器IC

奥地利微电子公司最近推出AS5510线性霍尔传感器IC,具有业内尺寸最小的10位数字输出分辨率。AS5510采用微小的1.46 × 1.1mm芯片规模封装,包括一个I2C 2线串行接口,以便在4种不同灵敏度范围内切换,并实现到微控制器的简单的数据传输。

AS5510专为消费类应用设计,其线性磁编码器的大小、功能和性能适用于变焦及自动对焦相机系统等空间有限的闭环位置控制系统中进行非接触式线性位置传感。它可以测量一个典型横向行程0.5 - 2 mm、有1.0 mm空气间隙的简单2极磁铁的绝对位置。更加强大的磁铁可以实现更高的横向行程和空气间隙。

Altera通过新系统级集成工具,针对嵌入式系统配置功能启动嵌入式计划

为加速实现嵌入式系统中可编程逻辑与处理器的集成,Altera公司日前其嵌入式计划。通过这一计划,Altera为设计人员提供了基于Quartus? II开发软件的单一FPGA设计流程――包括新的Qsys系统级集成工具、公用FPGA知识产权(IP)库,以及新的ARM? CortexTM-A9 MPCoreTM和MIPS?技术公司MIPS32嵌入式处理器产品等。利用这一设计流程,嵌入式设计人员能够迅速方便的面向Altera Nios? II、基于ARM和MIPS的嵌入式处理器以及最近的可配置Intel? AtomTM处理器开始设计。Qsys系统级集成工具利用了业界首创的FPGA优化芯片网络技术来支持多种业界标准IP协议,提高了结果质量,具有很高的效能。

GLOBALFOUNDRIES与SVTC合作,

加速推动微机电系统(MEMS)晶圆量产

GLOBALFOUNDRIES日前宣布与SVTC 技术公司结成战略联盟,加速进行微机电系统(MEMS)的量产制造。这项合作着重于技术开发合作,将有助GLOBALFOUNDRIES达成目标,成为MEMS晶圆厂的领导者。

微机电系统(MEMS)是半导体市场成场最快的区块之一,MEMS应用广泛,从车用感应器、到喷墨打印机、到高端智能手机与游戏控制器都有MEMS的应用。然而MEMS的制造过去主要局限于特定的晶圆制造厂,采用“单一制程、单一产品”的方式。为了让MEMS市场得以持续快速成长,GLOBALFOUNDRIES正采取积极策略,通过与CMOS流程类似的标准化方式,将MEMS从特定制造平台转移到量产平台。

赛灵思推出ISE 12.3设计套件

进一步优化功耗

赛灵思公司最近宣布推出 ISE?12.3设计套件,这标志着这个FPGA 行业领导者针对片上系统设计的互联功能模块, 开始推出满足AMBA? 4 AXI4 规范的IP核,以及用于提高生产力的 PlanAheadTM 设计和分析控制台,同时还推出了用于降低了Spartan?-6 FPGA 设计动态功耗的智能时钟门控技术。

赛灵思AMBA 4 AXI4 规范的部署,意味着客户可以用统一的方法实现IP模块互连,同时还能通过对IP 的利用和复用更全面地使用设计资源,并简化所有 IP提供商之间的集成,进而支持即插即用的 FPGA 设计。就内核使用和集成工具而言,ISE 设计套件12.3 的推出, 增强了CORE GeneratorTM 工具,通过提供高度参数化的 IP以及赛灵思 Platform Studio 和 System Generator 工具,使设计人员能够迅速配置系统架构、总线和外设,从而显著加速设计进程。

ADI公司推出高集成RF

与IF可变增益放大器

ADI最近推出一系列高度集成的RF/IF可变增益放大器 (VGA) ADL5201、ADL5202、ADL5240和ADL5243。这些新产品的集成度均实现较大突破,单器件中最多可集成4个分立RF/IF模块。无线系统制造商借助这种前所未有的集成度,能够大幅降低器件数量和物料成本。除了卓越的集成度,新款 VGA 还具有业界领先的性能、线性度和灵活性,非常适合蜂窝基站、工业/仪器和国防设备等要求严苛的应用。

PMC-Sierra和Sigma Designs 联合展示端到端 FTTx 和 HomePNA 解决方案

网络架构半导体解决方案提供商PMC-Sierra 公司日前宣布与家庭娱乐和控制系统芯片(SoC)解决方案供应商Sigma Designs 公司联合展示以太网无源光网络 (EPON) 和 HomePNA 同轴电缆传输快速以太网 (EoC) 解决方案,该方案将为有线电视运营商提供端到端功能,实现FTTx 技术的部署。

这次联合展览将展示PMC-Sierra 基于 1G 或 10G EPON 技术且具有强劲性能的端到端 EPON 解决方案,结合 Sigma 公司的 CG3210M 快速 EoC? 芯片集,可以为中国有线电视的多住宅单元 (MDU) 用户提供高品质的视频传输,实现简易配置、极高的服务质量和可靠性。

士兰微电子推出6-36V输入、1A大功率迟滞型LED驱动芯片SD42525

士兰微电子近期推出了一款高性能、高可靠性、大功率的绿色照明驱动解决方案核心芯片――6~36V输入,1A大功率迟滞型LED驱动芯片SD42525。该芯片采用了士兰微电子“对输出电流随输入电压变化进行补偿”和“输入输出压差较小时用最大占空比限流”等专利技术,基于士兰微电子专为绿色节能产品所开发的高性能BCD工艺,并在单芯片内集成了LDMOS功率开关管,内置了PWM调光模块和多重保护功能。该芯片为降压、恒流型LED驱动电路,具有很高的转换效率,适合于MR16等多种LED照明领域。

集成电路与应用篇（4）

运算放大器又称运放，其英文缩写为OP Amp，其最初应用于模拟计算机对模拟信号进行加减法、微积分等数学运算，并因此得名。自其1963年问世已经历了整整三代的升级，其第四代产品，即集成运放通过对中、大规模集成技术加以利用，将之前极为复杂的分立元件电路部件集成在一片极小的芯片上。第四代产品设计调试更为简便，且性能更为稳定可靠，通用性极强，性价比较之于前三代也更高，且灵活性更大。继承运放是包含两个输入端、高输入阻抗和一个输出端的高增益的电压放大器。我们在它的输入端与输出端之间加上一个反馈网络，则可成功实现各种电路功能。在当前的模拟电路中，除去大功率及高频等较特殊的场合外，集成运放电路已基本取代分立元件电路。运算放大器可顺利实现放大其、比较器、缓冲器、电平转换器、积分器、有源滤波器以及峰值检波器等多种电路功能，并且其应用范围已由最初的计算机延伸至电子、汽车、通信以及消费娱乐等诸多产品和各个领域。目前，基本上各个大型半导体制造商所制造的产品线中均应用了运算放大器。而且随着集成技术的不断发展，其应用也从最初的信号运算延伸至对信号的处理、产生及变换等。集成运放的应用可大致分为线性与非线性应用两大类型，对于电子技术人员来说，对运放电路进行正确判断极为重要，因而对其进行准确的分析则显得十分重要。

1 集成运放应用及其判断方法

集成运放因其较强的通用性，目前已广泛应用于对信号进行处理、运算以及测量等诸多方面。集成运放电路具有多种不同型号，且不同型号之间其相应的内部线路也不相同，但各型号间电路总体机构极为相似，均是由输入级、输出级、中间放大级与偏置电路这四部分所构成，集成运放应用已发展为目前模拟电子技术中极为重要的一项内容，因而其相关应用也引起人们日渐重视。根据其相关属性可将集成运放电路分为线性与非线性应用两大类型，对某一运放电路及时作出准确判断极为重要。集成运放电路不同功能的实现必须通过对其的分析中得出，而通常情况下我们对电路类型的分析则是根据该电路工作的不同区域特点加以判断。若对电路运放所属应用类型无法准确判断，则难以利用其相应的应用特点来对其电路功能进行确定。

集成运放电路其内部的多级放大电路可将其分为输入级、中间级、输出级与偏置电路四大基本部分（见图1）。

1.1 集成运放线性应用电路

1.1.1 判断方法

集成运放电路线性应用最为重要的特征为其电路中存在负反馈，即是说在其相应的单元运放输出端与其反相输入端间跨接负反馈网络，只要该电路中存在负反馈网络，该集成运放则属于线性应用，该应用工作区域在线性区域。

1.1.2 理想集成运放线性区的特点

一旦集成运放电路与深度电压负反馈进行外接后，该电路集成运算放大器即可处于理想的线性工作范围内，而此时该电路输出的电压Vo及输入电压Va两者间运算关系则取决于输入端阻抗与外接负反馈网络间的连接方式，而与该运放本身完全无关。如此我们则可充分利用改变运放电路负反馈网络和其相应的输入端外接阻抗两者之间的连接方式与参数来对Va进行多种数学计算。通常情况下，集成运放线性电路其实际运放性能与其理想运放性能极为接近，因而可利用其理想运放线性工作区的三个基本结论来对其分析与计算，即：①开环差模增益Aod∞；②集成运放两端间差模输入电压为零时：V+=V-（虚短）；③集成运放两端输入电流为零时I+=I-=0（虚断）。

1.1.3 集成运放线性应用电路分析

集成运放线性区域处于理想运放范围时具有两大重要特性：①因理想运放差模电压其增益为无穷大，而其输出电压值则在有限值范围之间变化，即意味着该运放输出端差模电压值为零。换言之，即是说反相端与同相端间电压值基本相同，我们将其称之为虚假短路，简称为“虚短”；②因线性应用输出电阻值为无穷大，而其所流入集成运放同反两相端的电流基本为零，我们将其称为虚假断路，简称为“虚断”。

集成运放线性应用电路其基本分析方法则是对虚短和虚断加以充分利用进而对电路进行分析与判断。其分析原理则主要根据该运放电路工作区的两大重要特点来加以分析，即虚短（V+=V-）与虚断（I+=I-=0）。这一方法对于较为简单的集成运放线性应用电路进行分析极其适用，比如同相比例、反相比例、基本微积分、基本积分等电路进行分析。本文则以反相比例运算电路为例对此分析方法进行举例。详见图2。

Rf形成一个深度电压与负反馈并联，使得运放在线性区域工作，即该应用为集成运放线性应用电路。在利用虚短和虚断进行电路分析时应先利用虚断再用虚断进行分析方可确保结论的正确性。根据文中上述虚断和虚断相关分析式列方程可推导出

集成电路与应用篇（5）

在自动测试系统的开发设计中，为保证开发设计的测试系统在实际中的应用实现，需要结合系统测试的相关要求与标准，同时采用开放式的系统结构进行开发设计。本文在进行基于电路板自动测试系统的开发设计中，主要结合电路板测试系统的功能结构需求，通过测试程序集的开发设计环境和实际应用条件，进行测试系统的开发设计实现，使得开发设计的电路板自动测试系统不仅具有较为突出的通用性，并且具有开放式软件结构，再加上测试方法库以及简洁的测试树开发界面的开发设计应用，很大程度上也提高了测试程序集的开发效率，同时由于测试系统中的多媒体信息查询功能，使系统的故障检测与隔离处理也相对比较方便，在实际应用中具有较为突出的优势。

1 电路板自动测试系统及其功能需求分析

在实际应用中，电路板自动测试系统主要是进行电子设备中各类型电路板故障问题的检测与隔离应用的系统，通常情况下，电路板自动测试系统进行测试的电路板类型主要有模拟电路、混合电路、数字电路和射频电路等，其在电子设备的生产调试中也有应用实现。结合电路板自动测试系统在实际中的应用，主要有专用的电路板自动测试系统和通用电路板自动测试系统，其中，通用电路板自动测试系统已经成为当前电路板测试开发应用与设计的主要方向。通用的电路板自动测试系统主要由硬件系统以及软件系统两个部分组成，其中软件系统包括测试程序集的开发与执行两个部分构成，测试程序集开发环境主要是进行各种电路板自动测试系统的开发调试，而测试程序集执行环境则是用于测试程序集的执行，以进行电路板故障检测与隔离实现。

结合上述对于电路板自动测试系统的功能结构分析，在进行电路板自动测试系统的功能需求分析中，主要是对于电路板自动测试系统中的软件系统两个结构部分的功能需求进行分析，根据上述可知电路板自动测试系统软件系统主要包括测试程序集开发环境与测试程序集执行环境两个部分。结合电路板自动测试系统在实际中的开发应用，其软件系统中的测试程序集开发环境在开发设计过程中，通常需要满足以下功能和作用。首先，测试程序集的开发环境需要适应不同电路板的测试程序集开发，包括数字电路以及混合电路、模拟电路等；其次，测试程序集开发环境还需要满足测试程序集能够独立于测试程序集执行环境进行开发设计；再次，测试程序集开发环境在系统开发设计中还需要满足符合相关要求标准以及具有集成开发环境的功能作用等，以满足电路板自动测试系统的开发设计与应用需求；此外，测试程序集开发环境在电路板自动测试系统的开发设计中，还需要进行基于模板的测试程序集的开发向导功能满足和提供，并进行通用测试方法库的满足提供，并且测试程序集的集成开发环境能够对于电路板自动测试系统中的不同硬件配置进行适应满足，还能够实现测试报告的生成实现，同时具有用户管理功能等，以满足电路板自动测试系统在实际开发设计与应用中的功能需求。

此外，进行电路板自动测试系统的开发设计中，还需要对于系统软件结构中的测试程序集执行环境的功能需求进行分析。通常情况下，电路板自动测试系统的测试程序集执行环境需要具备以下功能作用。首先，测试程序集执行环境对于不同电路板的测试程序集的开发设计具有通用性，同时测试程序集执行环境还能够实现系统的故障检测与隔离；其次，电路板自动测试系统中的测试程序集执行环境还需要具备多媒体和硬件资源管理功能，并且能够实现测试程序集的管理以及测试报告生成，最后测试程序集执行环境还具备与开发环境相同的用户管理功能。

2 电路板自动测试系统的软件结构分析

结合上述对于电路板自动测试系统结构组成的分析，其中系统的软件结构主要由测试程序集开发环境和执行环境两个部分组成，其中，电路板自动测试系统软件测试程序集开发环境结构，主要由测试程序集开发环境主控模块以及测试树开发环境、测试程序集方法库、测试程序集数据生成模块、故障隔离与多媒体等结构模块组成，其中，测试程序集开发环境的主控模块主要是进行测试程序集工程创建以及管理、模块调用、系统硬件资源管等，而测试树开发环境则是一个图形界面的开发环境，能够实现系统测试与故障检测的编辑以及调试、编译等功能；此外，测试程序集方法库是进行各种测试功能的动态连接的数据库。

其次，电路板自动测试系统的软件测试程序集执行环境主要由测试程序集执行环境主控模块和测试树执行环境两个结构部分组成，它主要是进行测试程序集执行应用，以实现对于电路板故障问题的检测和隔离。

在开发设计中，为满足开发设计系统在实际中的通用性，需要将测试程序集的测试程序与执行环境进行分离实现，并将分离出来的测试程序设置成动态程序进行调节应用实现。

3 结束语

总之，进行基于电路板自动测试系统的开发模式内容与思路分析，有利于促进电路板自动测试系统在实际中的开发设计与应用实现，具有积极作用和价值意义。

参考文献

[1]高晓燕,丁国君.基于LabVIEW的制动控制单元自动测试系统的开发[J].电子技术应用,2013(10).

[2]郭甲阵,谢华,兰京川.基于虚拟仪器的雷达电路板自动测试系统[J].仪表技术与传感器,2011(02).

[3]刘涛,姜文志,张丽萍.基于LASAR仿真的数字电路板故障诊断[J].弹箭与制导学报,2010(02).

作者简介

集成电路与应用篇（6）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）35-0049-03

一、引言

集成电路产业是信息产业的基础和核心，是推动信息产业发展的源泉和动力。国务院于2000年6月25日颁发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策（18号）》，大力支持和鼓励我国集成电路产业的发展。在国家政策的扶持下，我国集成电路设计业发展迅猛，伴随着国内集成电路的发展，对集成电路设计相关人员的需求也日益增加。教育部于2003年开始批准设置“集成电路设计与集成系统”目录外本科专业，2012年普通高等学校本科专业目录中调整为特设专业，以适应国内对集成电路设计与应用人才的迫切需求，截止2014年，全国已有28所高校设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。国务院于2011年1月28日颁发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策（新18号）》，要求高校要进一步深化改革，加强集成电路设计相关专业建设，紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式，加强专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设，努力培养国际化、复合型、实用型人才。

“集成电路设计与集成系统”专业涉及的新概念、新技术、新方法不断涌现，是一个工程性和实践性很强的本科专业。集成电路领域技术和管理人才严重不足、人才质量普遍不高已成为制约我国集成电路产业健康、快速发展的瓶颈。国家集成电路产业“十二五”发展规划提出加强人才培养，着力发展芯片设计业，2014年6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》进一步指出，要着力发展集成电路设计业，加大人才培养力度。因此，研究适合本专业的理论与实践并重融合的课程体系，培养创新型集成电路设计人才具有十分重要的现实意义和历史意义。

二、集成电路设计与集成系统专业人才培养的特点

集成电路是推动当前经济发展的重要技术，由于集成电路设计与集成系统领域发展迅速且新知识、新技术层出不穷，多学科交叉融合，毕业生就业具有国际性，要求教学体系和实践平台建设必须跟上最新的产业需求，才能培养出适合社会和企业需要的集成电路设计与集成系统创新型人才。在进行集成电路设计与集成系统领域创新型人才培养时我们需要紧紧抓住以下几点。

1.集成电路设计与集成系统专业是新兴专业，国内还没有形成该专业的人才培养规范，目前国内各高校该专业的教学计划是从国外或者相关专业延伸来的，系统性、完备性差，还没有形成完整的知识体系。

2.集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科，因此要利用综合性学科知识为该类人才的素质培养服务，从注重单一知识和能力的培养，要转变到注重综合知识和能力的培养。

3.集成电路设计与集成系统是国家特设专业，根据高校自身办学特色和市场需求设置的专业，需要针对企业对该类人才的需求，将企业需求融入课程体系，与企业联合制定培养方案，建立核心课程体系，实时调整专业课程教学内容。

4.集成电路设计与集成系统专业具有较强的工程性和实践性，不仅要具有较强理论知识基础，而且要具有较好的工程实践能力以及一定的创新能力，需要建立一种基于项目驱动的多层次的实践教学体系，保障四年工程实践训练不断线，逐步提升学生的工程实践能力和创新能力。

三、集成电路设计与集成系统专业课程体系的构建

根据集成电路设计与集成系统专业人才培养特点，按照通信、计算机和集成电路融合发展的科学规律，结合我校学科专业优势特色，确立了本专业人才培养的课程体系。

（一）人才培养目标

2006年全国科技大会上提出，到2020年，我国将建成创新型国家，使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。具有较强的自主创新能力是创新型国家的主要特征之一，只有培养具创新精神和创新能力的人才，才能提升自主创新能力。集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是最能体现科技进步对创新型国家贡献率的行业。

因此，本专业旨在培养德、智、体、美全面发展，适应社会主义现代化建设和信息领域发展需要，掌握宽广的人文知识、坚实的自然科学知识以及扎实的专业知识，具备工程实践能力和创新能力，具有自主学习集成电路与集成系统领域前沿理论和技术的能力，能在集成电路与集成系统领域从事研究、设计、实现、应用的高素质创新型人才，为全面实现创新型国家提供强有力的支撑。

（二）人才培养规格

集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科，如图1所示。其中，图1中①就是通信算法（应用）的直接IC（实现）化的ASIC、FPGA电路或者可重构电路;②就是算法（应用）的指令集合（体系结构）化的目标程序;③就是指令集合（体系结构）的IC（实现）化的处理器;④就是集成电路技术发展推动的先进处理器。

根据多学科融合发展和人才培养目标定位，确定了本专业知识、能力、素质的人才培养规格如下。

1.知识结构要求。（1）具有坚实的自然科学理论基础知识、电路与系统的学科专业知识、必要的人文社会科学知识和良好的外语基础。（2）具有通信系统、计算机系统结构、信号处理等相关学科领域的基础知识。（3）掌握集成电路与集成系统领域的基础知识和工程理论。（4）掌握集成电路与集成系统电子设计自动化（EDA）技术。

2.能力结构要求。（1）具有使用电子设计自动化（EDA）工具进行集成电路与集成系统设计的能力。（2）具有较强的科学研究、工程实践及综合运用所学知识解决实际问题的能力。（3）具有了解本专业领域的理论前沿、发展动态和独立获取知识的能力。（4）具有自主学习能力、创新能力、协同工作与组织能力。

3.素质结构要求。（1）具有良好的思想道德修养、职业素养、身心素质。（2）具有奉献精神、人际交往意识和团结协作精神。（3）具有一定的文学艺术修养、科学的工程实践方法。（4）具有一定的国际化视野、求实创新意识。

（三）课程体系

集成电路系统设计涵盖“系统设计、逻辑设计、电路设计、版图设计”四个设计层次，课程体系应覆盖四个设计层次需要的所有知识点，各知识点之间要具有连贯性、系统性和完备性。集成电路设计与集成系统专业具有很强的工程性和实践性，通过计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养，强化学生的工程实践能力和创新能力。集成电路设计与集成系统专业是一个多学科的交叉新兴专业，课程体系中应该包含通信、计算机和集成电路的相关知识点，各知识点之间要具有交叉融合性。集成电路系统设计是一个高速发展的学科领域，知识和技术更新速度非常快，课程体系应该体现先进性，使得学生能够接近先进的技术前沿，同时课程体系中也应该包含一些面向企业的工程设计与实践的实用性课程，进一步提高学生的就业竞争力和工程创新能力。

因此，根据人才培养规格和特点以及课程体系的连贯性、系统性、完备性、融合性、先进性和实用性，结合我校自身优势特色，构建了如下页图2所示的知识、能力、素质协调统一的理论与实践并重融合的课程体系。课程体系以能力培养为导向，集中实践环节为支撑，核心课程为基础，一组集中实践环节和核心课程培养一种能力。同时，设置综合素质教育模块和课外科技创新活动模块，提升学生的工程素质和创新能力。

课程体系主要突出计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养，进行分学年重点培养。第一学年主要培养学生的计算机应用能力，第二学年主要培养学生的电子技术应用能力，第三学年主要培养学生的嵌入式系统设计能力和集成电路设计能力，第四学年主要培养学生的工程创新能力，通过设置“数字集成电路”、“混合信号集成电路”、“嵌入式系统”三个方向课程模块，实现人才的个性化培养。

通过嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力和工程创新能力培养过程中的集中实践环节和核心课程设置，将集成电路设计与通信/计算机相结合，体现课程体系的交叉融合性。将集成电路系统设计层次中的“系统设计”贯穿于工程创新能力、嵌入式系统设计能力培养，“逻辑设计”体现在电子技术应用能力培养中，通过“电路设计”与“版图设计”实现集成电路设计能力的培养，实现了课程体系的系统性和完备性，通过教学内容的组织实现知识的连贯性。

课程体系设置了一系列集中实践环节和独立设课实验（集成电路EDA技术实验、微处理器设计实践）以及课内实验，在教学内容的组织上将软件无线电（SDR）系统（包括算法、体系结构、集成电路）设计与实现的科研成果融入教学过程，实现四年工程实践训练不断线，体现课程体系的工程性和实践性。同时通过下一代无线通信系统的核心器件――SDR系统处理芯片设计为牵引，设置通信集成电路系统工程设计与实践相关课程，采用世界主流EDA厂家先进EDA工具完成集成电路EDA技术实验以及集成电路系统设计，实现课程体系的先进性和实用性。

（四）教学内容组织思路

以“高级语言程序汇编语言程序机器指令序列计算机组成（CPU、存储器、输入输出、数据通路与控制单元）计算机部件设计计算机部件（FPGA和专用集成电路）实现整机（FPGA或专用集成电路）实现面向通信、信号处理领域系统（嵌入式系统、数字集成电路、模拟集成电路）设计与应用”为主线组织教学内容，体现知识的连贯性，培养学生的计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力。通过通信集成电路系统工程设计与实践（包括数字集成电路工程设计与实践、嵌入式SoC工程设计与实践、模拟集成电路工程设计与实践等），将软件无线电（SDR）系统的设计与实现的科研项目成果融入课堂教学，贯彻我校“教研统一”办学理念，突显我校信息通信行业优势特色，培养学生的工程创新能力。

四、结论

课程体系设置是专业建设中的关键核心问题，对人才的培养质量起决定性的作用。本文充分考虑了集成电路设计与集成系统专业多学科交叉融合、工程实践性强等特点，结合我校本专业在通信专用集成电路设计、专用处理系统设计方面的优势特色，形成了通信、计算机与集成电路设计相结合、理论教学与项目实践相结合的课程体系。以能力培养为导向，以集成电路设计和嵌入式系统设计融合为主线组织教学内容，培养学生的集成电路设计与嵌入式系统设计（计算机应用、电子技术应用、微系统设计）能力，通过面向通信领域的集成电路与嵌入式系统工程设计与实践，提高学生的工程创新能力。

参考文献：

集成电路与应用篇（7）

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1 当前集成电路设计方法

1.1 全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2 半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3 基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2 集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3 结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程，2014，12（06）：190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报，2013，12（08）：56-57.

集成电路与应用篇（8）

一、引言

集成电路技术作为微电子技术的一个重要门类和组成部分，其技术发展遵循着著名的摩尔定律，仅仅需要1.5年的时间就能够将相同性能的电路压缩到原有体积的一半，而进40年来，集成电路的体积几乎缩小了30000倍。当前，顶尖的集成电路研发技术掌握在少数几个发达国家的研究机构手中，而与集成电路息息相关的IC产业已经被高度整合，从设计，到制造，到封装再到测试，已经形成了一条完整的产业链，集成电路的广泛应用不断地推动着科技的进步，也不断地改变着人类的生活。本文将讨论集成电路的原理，分析集成电路的发展，最后讨论集成电路的应用。

二、集成电路概述

微电子学是一种结合了电子学以及材料物理学的综合学科，该学科的主要研究认为是将半导体材料进行适当处理，制造出微型电子电路、微型电子系统以满足各种应用需要。基于微电子技术发展起来的集成电路技术主要囊括了材料技术、电路技术、集成封装技术等几个门类，主要通过将晶体管器件、电阻器件、电容器件等按照电路原理高度集成在一起，从而实现电路的某种功能，从集成电路输入输出关系来看，集成电路一般可以分为模拟集成电路和数字集成电路两种。

三、常见集成电路举例

1.74LS138译码器

74LS139集成电路是常见的两个2线－4线译码器，共有54/74S139和54/74LS139两种线路结构型式，当选通端（G1）为高电平，可将地址端（A、B）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若将选通端（G1）作为数据输入端时，74LS139还可作数据分配器。A、B译码地址输入端，高电平触发；芯片的G1、G2为选通端，低电平触发有效；Y0～Y3为译码输出端。

2.74ls244缓冲器

74LS244是一种3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器。74LS244芯片没有锁存的功能，地址锁存器就是一个暂存器，74LS244根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来。8086/8088数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。

当微处理器与存储器交换信号时，首先由CPU发出存储器地址，同时发出允许锁存信号ALE给锁存器，当锁存器接到该信号后将地址/数据总线上的地址锁存在总线上，随后才能传输数据。

3.555定时器

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，是最常见的定时器集成电路。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V～16V工作，7555可在3～18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。一般来说，555定时器的功能实现由比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。

555的应用：

（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路等；

（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路，振荡周期：T=0.7（R1+2R2）C；

（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。

555应用电路采用以上三种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。

四、集成电路发展

电路工艺是集成电路技术中最为基础的部分，主要涉及到扩散技术、氧化技术、光刻腐蚀技术以及薄膜再生技术等方面。上世纪六十年代末，微电子研究人员充分研究了氧化二硅系统的电性质，完成了界面物理研究的理论储备，紧接着科学家通过控制钠离子玷污的手法，配合使用高纯度的材料，成功实现了MOS集成电路的生产，由于MOS电路在工艺上易于控制、功耗很低、集成度高、可裁剪性强等优点，当前半导体工业中，绝大多数的集成电路有使用MOS或者CMOS结构。

制版技术方面的关键技术的光刻技术，光刻技术最初被使用在照相术上面，上世纪五十年代末被应用到半导体技术中，仙童公司巧妙地使用光刻技术实现了集成电路的图形结构。使用光刻技术制造的器件相互连接时可以不使用手工焊接技术，而是采用真空金属蒸发技术，使用光刻技术实现电路的绘制。近年来，随着光刻技术的发展，光刻技术的加工精度已经达到超深亚微米数量级。

电路设计方面。1971年，Intel公司第一台微处理器的发明是集成电路技术对人类做出的最大贡献之一，微处理器的发明开辟了计算机时代的新纪元。微处理器的发明带动了以CMOS为基础的超大规模集成电路系统的发展，也带动了智能化电子产品的飞速发展，是信息技术的基础原件和实物载体。近年来，随着集成电路技术的发展，科学家将量子隧穿效应技术应用到集成电路领域，推动了信息化社会的进程。

工艺材料方面。随着材料科学的不断发展，很多新材料技术和新物力技术不断地被应用到集成电路领域当中，铁电存储器和磁阻随机存储器就是其中的代表。当前集成电路技术的发展突显出一些新的特征，主要表现在从一维向多维发展，向材料技术、微电子技术、器件技术以及物理技术提出了更高的要求，集成电路的发展也正因为如此遭遇瓶颈，物理规律的限制、材料科学的限制、技术手法的限制。不过与此同时，宽禁带的SiC、GaN以及AIN等材料击穿电压值高、禁带值高、抗辐射性能好，应经被广泛应用，所制造器件在高频工作状态、高温状态以及大功率状态下性能优异，是集成电路的发展方向。

五、结语

集成电路是上世纪人类社会最伟大的发明之一，集成电路的广泛应用不断地推动着科技的进步，也不断地改变着人类的生活。本文系统分析了集成电路的原理，列举了几种常见集成电路，并对集成电路的发展进行了讨论和研究。

参考文献

[1]张允炆.半导体技术[M].哈尔滨工业大学出版社,2004.

[2]李祁镇.集成电路概述[M].北京:清华大学出版社,2003.

[3]韩周子.数字集成电路概述[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

集成电路与应用篇（9）

我们把国内集成电路市场定义为在大陆直接

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集成电路与应用篇（10）

中图分类号：TN79 文献标识码：A

1关于数字集成电路逻辑功能及其内部设计的分析

日常生活中的数字集成电路产品是非常多的，通过对其电路结构的分析，可以分为TTL系列及其MOS系列。TTL数字集成电路进行了电子及其空穴载流子的导电，我们称之为双极性电路。MOS数字集成电路进行了载流子导电电路的应用，其中的电子导电部分，我们称之为NMOS 电路，将那种空穴导电电路称之为PMOS电路。PMOS电路及其NMOS的组合电路，我们称之为CMOS电路。

相对于TTL数字集成电路，CMOS数字集成电路具备良好的应用优势，其工作电源的电压范围比较宽，并且其静态功耗水平比较低，其抗干扰能力比较强，具备较高的输入阻抗，并且其应用成本比较低。介于这些优势，CMOS数字集成电路得到了广泛的应用。在日常生活中，数字集成电路的品种是非常多的，包括门电路、计数器、触发器、编译码器、存储器等。

我们可以将数字逻辑电路分为时序逻辑电路及其组合逻辑电路。在组合逻辑电路的分析中，任意时刻的输出取决于其当时的输入，这跟电路的工作状态没有关系。比较常见的组合逻辑电路有编码器、译码器及其数据选择器。在时序逻辑电路中，任意时刻的输出取决于该时刻的输入，与电路的原先状态存在联系。时序逻辑电路具备记忆的功能，其内部含有存储单元电路，比较常见的时序逻辑电路有移位寄存器、计数器等。

实际上，不同组合的逻辑电路及其时序逻辑电路是非常多的，其应用比较广泛，并且有很多标准化、系列化的集成电路产品，我们把这些产品称之为通用集成电路。我们把那些专门用途设计制作的集成电路称之为专用集成电路。

数字电路是由组合逻辑及其寄存器构成的，组合逻辑是由基本门组成的函数，其输出与当前的输入存在关系。比如组合逻辑的逻辑计算。时序电路包含基本门，也包括一系列的存储元件，进行过去信息的保存。时序电路的稳态输出与当前的输入有关，跟过去的输入状态也有关。时序电路在进行逻辑运算的同时，也会进行处理结果的存储，从而方便下一次的运算。

从功能上来说，数字集成电路分为数据通路及其控制逻辑部分。这些部分都由一系列的时序逻辑电路构成，都是同步的时序电路，时序电路被多个触发器及其寄存器分为若干的节点。这些触发器在时钟控制下会进行同样节拍的工作，从而进行设计的简化。

2 CM0S系列集成电路的一般特性与方式

（1）CMOS系统集成电路是数字集成电路的主流模式。其集成电路的工作电源电压范围是3～18V，74HC系列是2～6V，党电源电压VDD=5V时，其CMOS电路的静态功耗分别为：中规模集成电路类是25～100%eW，缓冲器及其触发器类是5～20%eW，门电路类是2.5～5%eW，其输入阻抗非常高，CMOS电路几乎没有驱动电路功率的消耗。

该电路也具备良好的抗干扰能力，其电源电压的允许范围比较大，其输出高低电平的摆幅也比较大，其抗干扰能力非常强，其噪音容限值也非常的大，其电源电压越高，其噪声容限值非常的大，CMOS电路电源的利用系数非常的高。

CMOS数字集成电路也具备良好的扇出能力，在进行低频工作时，其输出端可以进行50个数量以上的CMOS器件的驱动，其也具备良好的抗辐射能力。CMOS管是一种多数载流子受控导电器件，针对载流子浓度，射线辐射的影响不大。CMOS电路特别适合于进行航天、卫星等条件下的工作。CMOS集成电路的功耗水平比较低，其内部发热量比较小，集成度非常的高，电路自身是一种互补对称结构，环境温度的不断变化，其参数会进行相互补偿，因此，能够保证良好的温度稳定性。

（2）相对于TTL集成电路，CMOS集成电路的制造工艺更加的简单，其进行硅片面积的占用也比较小，比较适合于进行大规模及其超大规模集成电路的制造及其应用。在CMOS电路的应用过程中，不能进行多余输入端的悬空，否则就可能导致静电感应的较高电压的产生，从而导致器件的损坏情况，这些多余的输入端需要进行YSS的接入，或者实现与其它输入端进行并联，这需要针对实际情况做好相关的决定。

CMOS电路输入阻抗水平是比较高的，容易受到静电感应发生击穿情况，为了满足实际工作的要求，我们需要做好静电屏蔽工作。在CMOS电路焊接过程中，需要做好焊接时间的控制，保证焊接工具的良好应用，进行焊接温度的良好控制。

3结语

在数字集成电路的设计过程中，很多标准通用单元得到积累，比如选择器、比较器、乘法器、加法器等，这些单元电路的形状规则更加方便集成，这说明数字电路在集成电路中得到更好的发展及其应用，这是数字集成电路应用体系的主要工作模式。

参考文献

集成电路与应用篇（11）

1 前言

随着经济社会的不断发展，集成电路的应用越来越广泛，在经济生活中的地位也越来越重要。集成电路从出现至今，也才不过几十年的历史，但是已经深入到国民经济的方方面面，也与我们的生活密不可分。一般而言，集成电路主要包括设计、生产、封装和测试四个方面，其中集成电路测试贯穿在集成电路应用的全过程，是实现集成电路产品高质量的重要保证。因此，测试在集成电路生产过程中占有十分重要的位置。集成电路的测试不同于常规的电路检测，测试过程要复杂得多，而且对测试效率的要求也更高，尤其是可测试性，更是一个崭新的问题。因此，需要深入研究集成电路的可测试性。

2 集成电路测试的作用和特点

由于集成电路的特殊性，其测试具有的作用是不言而喻的，因此，任何集成电路生产出来后都要进行测试。

2.1 集成电路测试的作用主要包括以下方面

2.1.1 验证设计的正确性

由于集成电路的规模日益庞大，设计也越来越复杂，因此只有经过相应的测试才能检验集成电路设计的正确与否，这也是测试的首要作用。

2.1.2 检验产品的可靠性

由于集成电路的复杂性，其每一个环节都可能出现错误，并由此导致产品的不合格。因此，集成电路产品只有经过严格的测试后才能出厂。

2.1.3 降低运行维护的成本

由于集成电路在运行过程中不可避免的会出现故障，为了尽快查找故障，也需要进行相应的测试。这样的测试可以定期或者不定期的进行，结合测试的结果进行相应的维护，这样就可以降低运行维护的成本。

2.2 由于集成电路不同于普通的电路，因此集成电路的测试也具有其自身的特点，主要包括这样两个方面

2.2.1 集成电路测试的可控性

对一个完整的集成电路而言，只要给定一个完备的输入信号，一般都会有一个完备的输出信号相对应。也就是说，集成电路的输入和输出信号之间存在着某种映射关系，因此，可以根据信号的对应关系得到相应的逻辑。也就是说，这样的测试是可控的。

2.2.2 集成电路测试的可测试性

集成电路的设计，是要实现一定的逻辑行为功能。如果一个集成电路在设计上属于优秀，从理论上可以实现对应的逻辑行为功能，但却无法用实验结果加以证明，那么这个设计是失败的。因此，可测试性对于集成电路来说是十分重要的。可测试性就是指集成电路的逻辑行为能否被观察到，也就是说，测试结果必须与集成电路的逻辑结构相对应。

3 集成电路可测试性的设计方法

可测试性设计是一项十分重要的工作，它是指集成电路在设计出来之后要便于测试，这样可以降低测试的难度和成本。由于集成电路在封装完成后，内部的节点不能被外部接触，因此节点上的故障不容易检测，所以要提高集成电路的可测试性。在这个过程中，主要通过结构设计来完成集成电路的功能设计，以此来提高集成电路内部节点的可观测性和可控制性，从而实现可测试性设计。一般来讲，有三种方法，即功能点测试、扫描测试和内建自测试。

3.1 功能点测试

功能点测试是针对已经生产出来的集成电路而提出来的，他主要用于某些单元的测试。功能点测试也有很多种方法，可以采用条块化分割、功能块分布以及网状结构等，每种方法都有各自的优缺点。条块化分割虽然简单方便，但是不利于系统的集成，费用也会增加。功能块分布虽然可以增加测试点，但是会增加输入输出端口，而且还要设计各种模块，一般只能提高集成电路的可控制性。网状结构基本上综合了上述两种方法的优点，可以比较方便的进行测试，但是它的缺点在于布局过于复杂，效率不高。

3.2 扫描测试

扫描测试是指通过建立一个寄存器链来测试集成电路的方法。在建立寄存器链的过程中，需要将集成电路中的寄存器全部串联起来，并将时序元件和组合元件分隔开来，这样在测试的时候，就可以将外部输入端通过移位寄存链扫描进集成电路内部，增加了集成电路的可控制性。另一方面，所产生的响应也可以通过移位寄存链扫描输出，增加了集成电路的可观测性。根据扫描的方式，扫描测试大致可分为三种，即全扫描测试、部分扫描测试和边界扫描测试，每种方式都各有优缺点。全扫描测试的优点是可以全面地测试集成电路，缺点是效率不高。部分扫描测试的优点是可以降低测试的费用，缺点是有可能会漏掉部分故障。边界扫描测试基本上综合了前面的优点，在全面测试集成电路的基础上也提高了效率，缺点是设计比较复杂。

3.3 内建自测试

相对于前面两种测试方法，内建自测试的主要工作是想办法在集成电路内部进行测试，即整个测试工作在集成电路内部完成。在建立内建自测试的过程中，需要将集成电路划分成很多个小块，测试工作针对每个小块进行。这样做的最大优点就是不需要从集成电路外部进行测试，并且随时可以进行在线测试，还可以通过一定的软件进行控制，十分方便。

4 集成电路可测试性的实现过程

从集成电路可测试性的设计方法可以看出，要实现集成电路的测试，可以有多种途径，但是每种方法都有其适用性，因此需要根据具体情况来进行相应的设计和选择。另外，随着科技的不断发展，也有不少公司开始推出多种实用的测试工具，比如Mentor公司的Fast scan可以用于全扫描测试；Flex test则可以用于部分扫描测试；BSD Architect可以用来进行边界扫描测试。只要综合运用好这些相应的工具，就可以实现集成电路的可测试性。

5 结束语

集成电路可测试性是一项十分重要而又复杂的工作，需要进行精心的设计，也需要通过一定的工具来实现。另外，随着集成电路规模与功能复杂性的不断提高，使得可测试性设计面临更大的挑战，这就需要我们进行更加深入的研究。

参考文献

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[2]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1999.

[3]牛风举，刘元成，朱明程.基于IP复用的数字IC设计技术[M].北京：电子工业出版社，2003.