［精选PPT］集成电路设计北京大学.ppt

集成电路设计北京大学
集成电路设计与制造的主要流程框架
设计
芯片检测
单晶、外延材料
掩膜版
芯片制造过程
封装
测试
系统需求
集成电路的设计过程:
设计创意
+
仿真验证
集成电路芯片设计过程框架
From 吉利久教授
是
功能要求
行为设计(VHDL)
行为仿真
综合、优化——网表
时序仿真
布局布线——版图
后仿真
否
是
否
否
是
Sing off
—设计业—
引言
半导体器件物理基础:包括PN结的物理机制、双极管、MOS管的工作原理等
器件小规模电路大规模电路
超大规模电路甚大规模电路
电路的制备工艺:光刻、刻蚀、氧化、离子注入、扩散、化学气相淀积、金属蒸发或溅射、封装等工序
集成电路设计:另一重要环节,最能反映人的能动性
结合具体的电路,具体的系统,设计出各种各样的电路
掌握正确的设计方法,可以以不变应万变,随着电路规模的增大,计算机辅助设计手段在集成电路设计中起着越来越重要的作用
引言
什么是集成电路?(相对分立器件组成的电路而言)
把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上,整个电路就在这个芯片上,把这个芯片放到管壳中进行封装,电路与外部的连接靠引脚完成。
什么是集成电路设计? 根据电路功能和性能的要求,在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,尽量减小芯片面积,降低设计成本,缩短设计周期,以保证全局优化,设计出满足要求的集成电路。
设计的基本过程(举例)
功能设计
逻辑和电路设计
版图设计
集成电路设计的最终输出是掩膜版图,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:版图
主要内容
IC设计特点及设计信息描述
典型设计流程
典型的布图设计方法及可测性设计技术
设计特点和设计信息描述
设计特点(与分立电路相比)
对设计正确性提出更为严格的要求
测试问题
版图设计:布局布线
分层分级设计(Hierarchical design)和模块化设计
高度复杂电路系统的要求
什么是分层分级设计?
将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设计级别,这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别;这样的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低,也就是说,能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系统。一般来说,级别越高,抽象程度越高;级别越低,细节越具体
从层次和域表示分层分级设计思想
域:行为域:集成电路的功能
结构域:集成电路的逻辑和电路组成
物理域:集成电路掩膜版的几何特性和物理特性的具体实现
层次:系统级、算法级、寄存器传输级(也称RTL级)、逻辑级与电路级