复旦大学微电子专业专用集成电路内部电子版教程.ppt

专用集成电路设计方法 俞军 TelEmail: yujun@ 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-Test Basics 2 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用功能的集成电路 74 系列 ,4000系列 , Memory, CPU 等 专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuits) SUN SPARC Workstation 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-Specific Standard Products) Modem 芯片, DVD decoder , VCD decoder, audio DAC, Motor Servo DSP 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 制定规范(SPEC) 系统设计(System Design) 电路设计(Circuit Design) 版图设计(Layout Design) 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Test Vector 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(Wire Bonding) 包封(Pakaging) 形式：DIP, QFP,PLCC,PGA,BGA,FCPGA等 第一章 专用集成电路概述 集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 (System on a chip) 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 Single Pass , Physical Synthesis 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Mixed Signal ) MCM Analog 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 (Embeded System) (自动控制, 仪器仪表) 计算机,通讯结合的系统芯片 (Cable Modem, 1G ) 多媒体芯片 (Mpeg Decoder Encoder, 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(Bottom Up) 自顶向下(Top Down) 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 (Hardware Description Language) VHDL VHDL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。 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(Entity declaration) 结构体(Archite