数字集成电路设计流程.ppt

数字集成电路

设计流程;一、集成电路设计介绍;1.1集成电路的开展历程

@1947年12月Bell实验室肖克莱、巴丁、布拉顿创造了第一只点接触金锗晶体管，1950年肖克莱、斯帕克斯、迪尔创造单晶锗NPN结型晶体管。

@52年5月英国皇家研究所的达默提出集成电路的设想。

@58年德克萨斯仪器公司基尔比为首的小组研制出第一块由12个器件组成的相移振荡和触发器集成电路。

这就是世界上最早的集成电路，也就是现代集成电路的雏形或先驱。;;表1-1集成电路不同开展阶段的特征参数主要特征;1.2集成电路的分类

可以按器件结构类型、集成电路规模、使用基片材料、电路功能以及应用领域等方法划分。

双极型TTL

ECL

NMOS

单片ICMOS型PMOS

CMOS BiCMOS

按结构分类BiMOSBiCMOS

混合IC厚膜混合IC

薄膜混合IC;

按规模分类SSI/MSI/LSI/VLSI/ULSI/GSI

组合逻辑电路

数字电路时序逻辑电路

按功能分类模拟电路线性电路

非线性电路

数模混合电路

;集成电路的设计过程：

设计创意

+

仿真验证;设计的根本过程〔举例〕

功能设计

逻辑和电路设计

设计验证

幅员设计

集成电路设计的最终输出是掩膜幅员，通过制版和工艺流片可以得到所需的集成电路。

设计与制备之间的接口：幅员;集成电路设计与制造的主要流程框架;;1．原始手工设计：

设计过程全部由手工操作，从设计原理图，硬件电路模拟，到每个元器件单元的集成电路幅员设计，布局布线直到最后得到一套集成电路掩膜版，全部由人工完成。

设计流程为：

设计原理图，硬件电路，电路模拟，元器件幅员设计，幅员布局布线，〔分层剥离，刻红膜，初缩精缩，分步重复〕制版，流片，成品。;;;4．电子系统设计自动化ESDA

ESDA的目的是为设计人员提供进行系统级设计的分析手段，进而完成系统级自动化设计，最终实现SOC芯片系统。但ESDA仍处于开展和完善阶段，尚需解决建立系统级仿真库和实现不同仿真工具的协同模拟。

利用ESDA工具完成功能分析后，再用行为级综合工具将其自动转化成可综合的存放器级RTL的HDL描述，最后就可以由EDA工具实现最终的芯片设计。

ESDA的流程：系统设计，行为级模拟，功能模拟，逻辑综合，时序模拟，幅员综合，后模拟。然后由生产厂家制版，流片，成品。;5．可编程器件的ASIC设计

可编程ASIC是专用集成电路开展的另一个有特色的分支，它主要利用可编程的集成电路如PROM,GAL,PLD,CPLD,FPGA等可编程电路或逻辑阵列编程，得到ASIC。其主要特点是直接提供软件设计编程，完成ASIC电路功能，不需要再通过集成电路工艺线加工。

可编程器件的ASIC设计种类较多，可以适应不同的需求。其中的PLD和FPGA是用得比较普遍得可编程器件。适合于短开发周期，有一定复杂性和电路规模的数字电路设计。尤其适合于从事电子系统设计的工程人员利用EDA工具进行ASIC设计。;1.4ASIC设计方法：

集成电路制作在只有几百微米厚的原形硅片上，每个硅片可以容纳数百甚至成千上万个管芯。集成电路中的晶体管和连线视其复杂程度可以由许多层构成，目前最复杂的工艺大约由6层位于硅片内部的扩散层或离子注入层，以及6层位于硅片外表的连线层组成。

就设计方法而言，设计集成电路的方法可以分为全定制、半定制和可编程IC设计三种方式。

;1.4.1．全定制设计简述

全定制ASIC是利用集成电路的最根本设计方法〔不使用现有库单元〕，对集成电路中所有的元器件