本文關鍵詞：集成電路CAD，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

前言

信息時代，微電子器件與集成電路（IC）越來越被廣泛地應用于各行各業(yè)，其設計和制造是當今產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎性支撐條件，決定了一個國家現(xiàn)代化發(fā)展的水平。美國工程技術界在評出20世紀世界最偉大的20項工程技術成就中的第5項——電子技術時指出：“從真空管到半導體晶體管，IC已成為當代各行各業(yè)智能工作的基石�！盜C作為最能體現(xiàn)知識經(jīng)濟特征的典型產(chǎn)品之一，無處不在地改變著社會的生產(chǎn)方式和人們的生活方式，已可將各種傳感器和執(zhí)行器與信息處理器系統(tǒng)集成在一起，完成從信息獲取、處理、存儲、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能，IC在物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的信息社會中扮演著重要的角色。從2001年開始，以IC為基礎的電子信息產(chǎn)業(yè)已成為世界第一大產(chǎn)業(yè)，受到越來越多的專業(yè)人士的關注�，F(xiàn)在集成電路的設計與制造已離不開計算機輔助設計（CAD），只有把專業(yè)知識和集成電路CAD結合起來，才能完成專用集成電路（ASIC）的設計。中國大陸市場所需IC芯片的80％以上需要進口，尤其是高端平臺的核心芯片，基本上來自海外。顯然，IC設計業(yè)是中國IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，把中國自己的IC設計業(yè)搞上去，解決“空芯”化問題，已刻不容緩。我國信息產(chǎn)業(yè)部門希望充分利用經(jīng)濟高速發(fā)展和巨大市場的優(yōu)勢，精心規(guī)劃，重點扶持，力爭通過一段時間的努力，使我國成為世界上的微電子強國。目前是我國微電子技術發(fā)展的關鍵時期，隨著國內外資本在微電子產(chǎn)業(yè)的大量投入和社會對微電子產(chǎn)品需求的急驟增加，社會急切需要大量的微電子專門人才。在這一背景下，根據(jù)教育部全國電子科學與技術專業(yè)教學指導委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，相當多的高校電子科學與技術專業(yè)都下設了微電子學方向，微電子技術人才的培養(yǎng)已成為各高校電子信息人才培養(yǎng)的重點。東南大學一直在微電子領域處于國內領先的高校之列，擁有國家專用集成電路系統(tǒng)與工程研究中心（ASIC中心），國家首批、江蘇省唯一的集成電路學院（IC學院），教育部MEMES重點實驗室，射頻與光電研究所等與微電子、集成電路相關的知名教育與研究機構。集成電路CAD在東南大學有關院系的教學已有20多年的歷史，IC的課程設計也是東南大學微電子、信息專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中重要的教學環(huán)節(jié)，通過接觸先進的專業(yè)技術平臺，培養(yǎng)學生在電路設計和解決實際問題的能力和創(chuàng)新思維，積累大量的人才培養(yǎng)經(jīng)驗。當前的IC設計必須依靠計算機軟件來完成，集成電路CAD涉及IC從設計到制造、測試的各個環(huán)節(jié)，因此通過集成電路CAD的學習，就可以系統(tǒng)地了解IC設計所需的知識。對工程技術人員來說，集成電路CAD也是最快捷的運用軟件工具實現(xiàn)IC設計的重要途徑，IC設計人才的培養(yǎng)必須從集成電路CAD的學習開始。本書將集成電路CAD分成基礎知識和實踐環(huán)節(jié)兩個部分。通過基礎知識的學習，可以了解IC設計、模擬、仿真、測試的基本方法和理論，并形成系統(tǒng)的IC設計思想和規(guī)范的設計方法，對實踐環(huán)節(jié)具有指導意義。實踐環(huán)節(jié)首先是常用軟件的使用流程的講解，幫助讀者熟悉軟件的組成、功能和具體的操作，基本涵蓋了IC設計的各個環(huán)節(jié)和層次所采用的常用軟件工具；然后是實訓的內容，通過具體的設計，掌握使用相應的CAD工具進行數(shù)字、模擬集成電路的設計、模擬和仿真，達到實際訓練的目的。通過兩部分知識的融會貫通和靈活應用，可以培養(yǎng)學生獨立工作、解決實際問題的能力。全書共分兩部分13章內容。第一部分包括第1章～第5章，是集成電路CAD理論知識部分，涉及集成電路的設計思想、設計方法、分類方式，ASIC的設計流程和設計軟件組成，CAD電路分析基礎、CAD邏輯模擬基礎、CAD版圖設計基礎等內容，對工藝模擬和器件模擬做了簡單的介紹，重點是集成電路CAD設計的基本原理、算法和實現(xiàn)。第一部分內容可以作為集成電路CAD課程的主要教學內容，根據(jù)實際情況安排32學時或48學時的授課內容。第二部分包括第6章～第13章，是軟件的使用和實踐。第6章Tanner pro軟件是基于PC平臺的集成電路CAD軟件包，非常適合集成電路初學者進行集成電路的設計實習，在校學生可以安排2周的課程設計。第7章～第11章是Cadence、Hspice、ModelSim、MEDICI、SUPREM幾個工程技術人員常用的CAD工具，也可供本科生、研究生作為簡明實用的技術手冊使用。第12章是逆向分析Chiplogic軟件包的使用，可以單獨開展3～4周的課程設計實訓，達到逆向分析集成電路的目的。第13章是第7、8、9及12章對應的實訓示例，包括采用Cadence、Hspice、ModelSim等軟件進行數(shù)字、模擬電路的設計，以及Synopsys Astro的數(shù)字系統(tǒng)自動綜合和布局布線的設計，可以結合實際情況，安排5～8周的集成電路綜合課程設計或培訓。在本書的編寫過程中，劉勇、董乾、李恩特、許立峰、陳多近等同學對實踐部分做了大量工作，陳銳、鄧軍、孫偉、陳婷等同學對書稿進行了整理，在此向他們表示衷心的感謝！書中一些通用的原理、方法和圖文受到了相關參考文獻的啟發(fā)，在此也對本書列舉的所有參考文獻的作者和機構表示真誠的感謝！感謝學校領導的支持和同事們的關心！感謝無錫奧利杰科技有限公司的幫助和支持！由于多年來沒有合適的集成電路CAD教科書和教輔書，在大家的殷切期望下，本人編寫了這本書籍。鑒于時間倉促和水平有限，，書中難免有錯誤和疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。電子信箱：bernie_seu@seu.edu.cn

內容概要

　　集成電路設計技術已經(jīng)成為信息時代的關鍵技術之一，各行各業(yè)的智能化、信息化均離不開集成電路的應用�，F(xiàn)代的超大規(guī)模集成電路(VLSI)設計也已經(jīng)離不開計算機輔助設計(CAD)，設計者需要系統(tǒng)了解集成電路CAD的設計方法學和使用常用的CAD軟件。本書具有兩個方面的主要內容：集成電路CAD基礎，包括ASIC電路設計、電路分析、邏輯模擬、版圖設計等方面的設計理論和CAD設計方法學；集成電路軟件與實踐，包括集成電路常用的CAD工具軟件的使用方法、流程、示例，集成電路的逆向分析方法與實踐，數(shù)字、模擬集成電路設計及實例，從系統(tǒng)描述到版圖的自動綜合設計�！　”緯m合作為微電子與集成電路相關專業(yè)的研究生、本科生、職業(yè)技術類學生的教材和教輔書，也可作為電子、自控、通信、計算機類工程技術人員學習使用集成電路設計軟件和進修集成電路設計的專業(yè)技術參考書和工具書。

書籍目錄

第1部分 集成電路CAD基礎 　第1章 概 述 　　1.1 集成電路的發(fā)展 　　　1.1.1 集成電路的發(fā)展從晶體管的誕生開始 　　　1.1.2 集成電路的發(fā)展動力和方向 　　　1.1.3 近年的微電子技術 　　1.2 電子設計自動化的發(fā)展 　　　1.2.1 IC CAD的現(xiàn)狀 　　　1.2.2 IC設計中的方法 　　1.3 IC設計流程 　　1.4 IC CAD的內容 　　　1.4.1 系統(tǒng)結構設計 　　　1.4.2 邏輯模擬 　　　1.4.3 電路分析 　　　1.4.4 版圖設計 　　　1.4.5 器件模擬 　　　1.4.6 工藝模擬 　　　1.4.7 可測性設計 　　　1.4.8 可靠性設計 　　　1.4.9 IC CAD的深入研究 　　1.5 IC CAD軟件 　　　1.5.1 Tanner pro CAD工具包 　　　1.5.2 Cadence簡介 　　　1.5.3 邏輯綜合與Synopsys 　　　1.5.4 電路模擬與HSPICE 　　　1.5.5 邏輯模擬與ModelSim 　　　1.5.6 工藝模擬與SUPREM 　　　1.5.7 器件模擬與MEDICI 　　　1.5.8 逆向分析與CHIPLOGIC 　　本章小結 　　思考題 　第2章 專用集成電路CAD設計基礎 　　2.1 集成電路的分類 　　　2.1.1 集成電路的工藝分類 　　　2.1.2 集成電路的功能分類 　　　2.1.3 集成電路的用途分類 　　　2.1.4 專用集成電路的設計方式 　　2.2 專用集成電路的主要結構形式 　　　2.2.1 主要結構形式 　　　2.2.2 門陣列 　　　2.2.3 標準單元 　　　2.2.4 可編程邏輯陣列　　　2.2.5 積木塊 　　2.3 專用集成電路的設計流程 　　　2.3.1 門陣列設計流程 　　　2.3.2 標準單元設計流程 　　　2.3.3 FPGA設計流程 　　　2.3.4 可兼容性設計 　　　2.3.5 SOC的平臺設計方法 　　2.4 專用集成電路的設計示例 　　　2.4.1 CMOS工藝的主要流程 　　　2.4.2 正逆向結合設計 　　本章小結 　　思考題 　第3章 CAD電路分析基礎 　　3.1 電路模擬原理 　　　3.1.1 電路分析的CAD基本方法 　　　3.1.2 集成電路的CAD分析 　　3.2 基本的電路分析 　　　3.2.1 線性電路的直流分析 　　　3.2.2 線性電路的交流分析 　　　3.2.3 非線性電路的分析 　　　3.2.4 瞬態(tài)分析 　　3.3 基本電路元器件模型 　　　3.3.1 二極管模型 　　　3.3.2 晶體管模型 　　　3.3.3 MOS場效應晶體管模型 　　　3.3.4 結型場效應晶體管模型 　　3.4 基本線性代數(shù)知識 　　　3.4.1 高斯消去法 　　　3.4.2 LU分解法 　　本章小結 　　思考題 　第4章 CAD邏輯模擬基礎　第5章 CAD版圖設計基礎 第2部分 集成電路CAD軟件與實踐 　第6章 Tanner Pro軟件使用　第7章 Cadence軟件使用　第8章 HSPICE軟件使用　第9章 ModelSim軟件使用　第10章 MEDICI軟件使用　第11章 SUPREM軟件使用　第12章 Chiplogic分析　第13章 實訓實例 參考文獻

編輯推薦

集成電路設計CAD方法學和全程的工具軟件應用實例集成電路的逆向分析方法與實踐集成電路從系統(tǒng)描述到版圖的自動綜合設計

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