集成电路原理与设计范文

关键词：集成电路设计；本科教学；改革探索

作者简介：殷树娟（1981-），女，江苏宿迁人，北京信息科技大学物理与电子科学系，讲师；齐臣杰（1958-），男，河南扶沟人，北京信息科技大学物理与电子科学系，教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京市教委科技发展计划面上项目（项目编号：KM201110772018）、北京信息科技大学教改项目（项目编号：2010JG40）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板，这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。在近50年的时间里，集成电路已经广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等各个领域。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本也相对低廉，便于进行大规模生产。自改革开放以来，我国集成电路发展迅猛，21世纪第1个10年，我国集成电路产量的年均增长率超过25%，集成电路销售额的年均增长率则达到23%。我国集成电路产业规模已经由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。我国成为过去10年世界集成电路产业发展最快的地区之一。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，正是在这种压力驱动下，政府从“十五”计划开始大力发展我国的集成电路设计产业。

在20世纪末21世纪初，国内集成电路设计相关课程都是在研究生阶段开设，本科阶段很少涉及。不仅是因为其难度相对本科生较难接受，而且集成电路设计人员的需求在我国还未进入爆发期。我国的集成电路发展总体滞后国外先进国家的发展水平。进入21世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。[1]为了适应社会发展的需要，同时也为更好地推进我国集成电路设计的发展，国家开始加大力度推广集成电路设计相关课程的本科教学工作。经过十年多的发展，集成电路设计的本科教学取得了较大的成果，较好地推进了集成电路设计行业的发展，但凸显出的问题也日益明显。本文将以已有的集成电路设计本科教学经验为基础，结合对相关院校集成电路设计本科教学的调研，详细分析集成电路设计的本科教学现状，并以此为基础探索集成电路设计本科教学的改革。

一、集成电路设计本科教学存在的主要问题

在政府的大力扶持下，自“十五”计划开始，国内的集成电路设计本科教学开始走向正轨。从最初的少数几个重点高校到后来众多相关院校纷纷设置了集成电路设计本科专业并开设了相关的教学内容。近几年本科学历的集成电路设计人员数量逐渐增加，经历本科教学后的本科生无论是选择就业还是选择继续深造，都对国内集成电路设计人员紧缺的现状起到了一定的缓解作用。但从企业和相关院校的反馈来看，目前国内集成电路设计方向的本科教学仍然存在很多问题，教学质量有待进一步提高，教学手段需做相应调整，教学内容应更多地适应现阶段产业界发展需求。其主要存在以下几方面问题。

首先，课程设置及课程内容不合理，导致学生学习热情降低。现阶段，对于集成电路设计，国内的多数院校在本科阶段主要开设有如下课程：“固体物理”、“晶体管理”、“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”（各校命名方式可能有所不同）等。固体物理和晶体管原理是方向基础课程，理论性较强，公式推导较多，同时对学生的数学基础要求比较高。一方面，复杂的理论分析和繁琐的公式推导严重降低了本科生的学习兴趣，尤其是对于很多总体水平相对较差的学生。而另外一方面，较强的数学基础要求又进一步打击学生的学习积极性。另外，还有一些高等院校在设置课程教学时间上也存在很多问题。例如：有些高等院校将“固体物理”课程和“半导体器件物理”课程放在同一个学期进行教学，对于学生来说，没有固体物理的基础就直接进入“晶体管原理”课程的学习会让学生很长一段时间都难以进入状态，将极大打击学生的学习兴趣，从而直接导致学生厌学甚至放弃相关方向的学习。而这两门课是集成电路设计的专业基础课，集成电路设计的重点课程“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程的学习需要这两门课的相关知识作为基础，如果前面的基础没有打好，很难想象学生如何进行后续相关专业知识的的学习，从而直接导致学业的荒废。

其次，学生实验教学量较少，学生动手能力差。随着IC产业的发展，集成电路设计技术中电子设计自动化（Electronicdesignautomatic，EDA）无论是在工业界还是学术界都已经成为必备的基础手段，一系列的设计方法学的研究成果在其中得以体现并在产品设计过程中发挥作用。因此，作为集成电路设计方向的本科生，无论是选择就业还是选择继续深造，熟悉并掌握一些常用的集成电路设计EDA工具是必备的本领，也是促进工作和学习的重要方式。为了推进EDA工具的使用，很多EDA公司有专门的大学计划，高校购买相关软件的价格相对便宜得多。国家在推进IC产业发展方面也投入了大量的资金，现在也有很多高等院校已经具备购买相关集成电路设计软件的条件，但学生的实际使用情况却喜忧参半。有些高校在培养学生动手能力方面确实下足功夫，学生有公用机房可以自由上机，只要有兴趣学生可以利用课余时间摸索各种EDA软件的使用，这对他们以后的工作和学习奠定了很好的基础。但仍然还有很多高校难以实现软件使用的最大化，购买的软件主要供学生实验课上使用，平时学生很少使用，实验课上学到的一点知识大都是教师填鸭式灌输进去的，学生没有经过自己的摸索，毕业后实验课上学到的知识已经忘得差不多了，在后续的工作或学习中再用到相关工具时还得从头再来学习。动手能力差在学生择业时成为一个很大的不足。[2]

再者，理工分科紊乱，属性不一致。集成电路设计方向从专业内容及专业性质上分应该属于工科性质，但很多高校在专业划分时却将该专业划归理科专业。这就使得很多学生在就业时遇到问题。很多招聘单位一看是理科就片面认为是偏理论的内容，从而让很多学生错失了进一步就业的好机会。而这样的结果直接导致后面报考该专业的学生越来越少，最后只能靠调剂维持正常教学。其实，很多高校即使是理科性质的集成电路设计方向学习的课程和内容，与工科性质的集成电路设计方向是基本一致的，只是定位属性不一致，结果却大相径庭。

二、改革措施

鉴于目前国内集成电路设计方向的本科教学现状，可以从以下几个方面改进，从而更好地推进集成电路设计的本科教学。

1.增加实验教学量

现阶段的集成电路本科教学中实验教学量太少，以“模拟集成电路设计”课程为例，多媒体教学量40个学时但实验教学仅8个学时。相对于40个学时的理论学习内容，8个学时的实验教学远远不能满足学生学以致用或将理论融入实践的需求。40个学时的理论课囊括了单级预算放大器、全差分运算放大器、多级级联运算放大器、基准电压源电流源电路、开关电路等多种电路结构，而8个学时的实验课除去1至2学时的工具学习，留给学生电路设计的课时量太少。

在本科阶段就教会学生使用各种常用EDA软件，对于增加学生的就业及继续深造机会是非常必要的。一方面，现在社会的竞争是非常激烈的，很少有单位愿意招收入职后还要花比较长的时间专门充电的新员工，能够一入职就工作那是最好不过的。另一方面，实验对于学生来说比纯理论的学习更容易接受，而且实验过程除了可以增加学生的动手操作能力，同样会深化学生对已有理论知识的理解。因此，在实践教学工作中，增加本科教学的实验教学量可以有效促进教学和增进学生学习兴趣。

2.降低理论课难度尤其是复杂的公式推导

“教师的任务是授之以渔，而不是授之以鱼”，这句话对于集成电路设计专业老师来说恰如其分。对于相同的电路结构，任何一个电路参数的变化都可能会导致电路性能发生翻天覆地的变化。在国际国内，每年都会有数百个新电路结构专利产生，而这些电路的设计人员多是研究生或以上学历人员，几乎没有一个新的电路结构是由本科生提出的。

对于本科生来说，他们只是刚刚涉足集成电路设计产业，学习的内容是最基础的集成电路相关理论知识、电路结构及特点。在创新方面对他们没有过多的要求，因此他们不需要非常深刻地理解电路的各种公式尤其是复杂的公式及公式推导，其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。例如，对于集成电路设计专业的本科必修课程――“固体物理”和“晶体管原理”，冗长的公式及繁琐的推导极大地削弱了学生的学习兴趣，同时对于专业知识的理解也没有太多的益处。[3]另外，从专业需要方面出发，对于集成电路设计者来说更多的是需要学生掌握各种半导体器件的基本工作原理及特性，而并非是具体的公式。因此，减少理论教学中繁琐的公式推导，转而侧重于基本原理及特性的物理意义的介绍，对于学生来说更加容易接受，也有益于之后“模拟集成电路”、“数字集成电路”的教学。

3.增加就业相关基础知识含量

从集成电路设计专业进入本科教学后的近十年间本科生就业情况看，集成电路设计专业的本科生毕业后直接从事集成电路设计方向相关工作的非常少，多数选择继续深造或改行另谋生路。这方面的原因除了因为本科生在基本知识储备方面还不能达到集成电路设计人员的要求外，更主要的原因是随着国家对集成电路的大力扶持，现在开设集成电路设计相关专业的高等院校越来越多，很多都是具有研究生办学能力的高校，也就是说有更多的更高层次的集成电路设计人才在竞争相对原本就不是很多的集成电路设计岗位。

另外一方面，集成电路的版图、集成电路的工艺以及集成电路的测试等方面也都是与集成电路设计相关的工作，而且这些岗位相对于集成电路设计岗位来说对电路设计知识的要求要低很多。而从事集成电路版图、集成电路工艺或集成电路测试相关工作若干年的知识积累将极大地有利于其由相关岗位跳槽至集成电路设计的相关岗位。因此，从长期的发展目标考虑，集成电路设计专业本科毕业生从事版图、工艺、测试相关方向的工作可能更有竞争力，也更为符合本科生知识储备及长期发展的需求。这就对集成电路设计的本科教学内容提出了更多的要求。为了能更好地贴近学生就业，在集成电路设计的本科教学内容方面，教师应该更多地侧重于基本的电路版图知识、硅片工艺流程、芯片测试等相关内容的教学。

三、结论

集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济和社会信息化的重要基础。大力推进集成电路产业的发展，必须强化集成电路设计在国内的本科教学质量和水平，而国内的集成电路设计本科教学还处在孕育发展的崭新阶段，它是适应现代IC产业发展及本科就业形势的，但目前还存在很多问题亟待解决。本文从已有的教学经验及调研情况做了一些分析，但这远没有涉及集成电路设计专业本科教学的方方面面。不过，可以预测，在国家大力扶持下，在相关教师及学生的共同努力下，我国的集成电路设计本科教学定会逐步走向成熟，更加完善。

参考文献：

[1]王为庆.高职高专《Protel电路设计》教学改革思路探索[J].考试周刊,2011,(23).

集成电路原理与设计范文

关键词：虚拟仪器；交直流电；检测仪表；课程设计

虚拟仪器是计算机以及计算机网络发展的产物，代表先进电子测量技术的发展前沿，也是未来仪器仪表发展的趋势。加紧虚拟仪器的研发是顺应时代的要求，同时也可以促进电子仪表的发展。[1]基于多功能数据采集卡和LabVIEW软件平台开发的交直流电检测仪表，具有结构简单、成本低廉、性能卓越、操作方便以及功能丰富等特点，已经在众多领域得到了广泛的应用。[2]

国内各大高等院校对测控技术与仪器专业都开设了相应的智能仪器仪表相关课程设计，但是其中大多数都是采用传统的测试仪器对数据进行测量，属于验证性设计题目。为了让学生更加了解测量原理及仪器电路设计，将此次研究与设计引入到学生的课程设计当中，通过搭建硬件电路并使用LabVIEW虚拟仪器编程语言进行软件编程，以设计一种可以对交直流电压及电流进行检测的虚拟仪表。

一、设计平台介绍

虚拟仪器实验系统实际上就是将LabVIEW和NI数据采集设备相结合，综合应用得到一个LabVIEW的实验产物，它包括硬件和软件两部分：硬件包括一台可运行LabVIEW的计算机，一块多功能数据采集卡；软件则包括NI-DAQ、LabVIEW开发环境、可针对ELVIS硬件进行程序设计的一系列LabVIEWAPI。[3]

二、设计思路

此次设计的交直流电检测仪表需要实现直流电压、直流电流、交流电压以及交流电流的测量。通过配置DAQ数据采集卡，进行实时数据的采集并传入计算机，LabVIEW软件可以完成数据的处理以及信号的显示。设计主要包括六个模块：

参量切换。不同的信号量转换电路不同，通过参量切换开关，将待测信号引入不同的转换电路。

档位切换开关。档位切换开关的作用主要有：降低输入信号幅度，保护后续电路，增加测量精度等。

信号调理电路。由于计算机容易识别电压及频率信号，所以需要先将待测信号转换为以上两种可识别信号。

配置数据采集卡。通过LabVIEW应用软件平成对数据采集卡的配置及虚拟通道设置。

数字I/O模块。本模块实现通知计算机当前采集的信号类型以及信号切换档位，为后续信号处理做铺垫，通过ELVIS面板上的数字I/O实现。

LabVIEW软件编译。通过编程实现对采集数据的处理及显示。

三、交直流电检测信号调理电路设计

信号调理电路主要是在ELVIS平台上搭建，实现将待测信号转换为可供计算机识别的信号。所用的元器件是分立元器件，主要包括：电阻、电容、运放、晶体管以及开关等。

1.电流测量电路

对电流的测量需先将待测电流转换成电压，计算机通过采集电压，进而得知电流值的大小。为了提高测量的精度，可以采用无源I/V转换电路。电流经过电阻R和电容C构成的RC低通滤波器，滤除电流信号中的高频噪声。电路中加入限幅二极管可以保证进入电压跟随器的电压不超过5V，从而起到保护后续电路的作用。

2.电压降压电路

对高压的测量通常采取降压测量的方式。设计中采用简单电阻网络，配合开关切换将待测电压通过1∶10或1∶100的比例方式降压。

3.交流电压测量电路

对于交流电压采用峰值检波电路进行测量。峰值检波电路是一种检测周期信号在某一周期内峰值的电路，通常可以通过采样/保持电路实现。当输入信号幅值大于上次采样时，电路处于采样状态，当输入信号小于上次采样时，电路处于信号保持状态，从而实现输入信号的跟踪。设计中可以采用两片LM358双运算放大器构成电压跟随器。

4.过压保护电路

过压保护电路的作用是为了防止输入电压过高，进而损坏电路以及芯片。本设计中主要采用二极管双向限幅保护电路。

5.编码开关

编码开关是一种常见的开关，接触电阻小，对于要求多路电气切换的电路来说是不错的选择。常见的多路编码开关有4路、6路、8路以及10路。此次设计采用8路编码开关。由于计算机在采集时只是识别电压以及频率信号，所以并不知道输入的待测信号类型和量程，通过人工手动切换的方式，再配合计算机智能的检测功能，可以实现人机交互。将编码器一端的8个端口全部接ELVIS工作面板上的数字地，另外一端接数字I/O口，在编码开关未接通时，8个数字I/O口默认高电平，一旦哪一位的开关闭合，其电位将拉低，数据采集卡将识别并上传计算机。所以必须对该8个数据位进行编码，并让计算机记录这些编码。

四、基于虚拟仪器的交直流电检测仪表程序设计

此次设计的交直流电检测仪表，采用自动测试功能，我们只需完成硬件调理电路中档位切换的人工操作以及数据采集卡的配置即可，然后通过LabVIEW软件就可以自动采集、处理获取到的数据并在前面板显示信号的属性以及幅值。[3]LabVIEW程序设计如图1。

该程序中包括一个WhileLoop结构，三个嵌套CaseStructure结构。While循环里面首先实现ELVIS的数字I/O口电位读取，然后将读入的数据传给第一个Case结构。第一个Case结构通过数字I/O口编码值的大小，判断当前测量信号的类别，然后启动相应的虚拟通道。采集到的电压或者频率信号与数字I/O口的编码值一同传到第二个Case结构。第二个Case结构首先判断用户启用信号的量程开关，然后对采集到的电压信号进行处理，还原原信号值的大小，并通过采集的电压信号判断用户手动切换的档位开关是否错误。如果采集电压超过或者低于设定的阀值，可判断其出现误操作。通过两个判断语句驱动第三个Case结构，第三个Case结构完成两个任务，其一是将经过还原后的信号值转换为符号量以便用于显示，其二是决定是否报警提示。程序具体分为以下几个模块。

1.数字I/O模块

本模块的设计是为了让计算机知道所采集信号的类别，以及信号处于什么档位。采用LabVIEW所带的ELVIS驱动程序，可以采集ELVIS原型板上8位数字I/O口电位的高低。默认状态下，该8位数字I/O处于高电平，可以通过连接开关接至ELVIS工作平台的地。[4]

2.电压读取模块

可以通过DAQ底层数据采集模型进行电压的采集。[2]数据采集卡PCI-6251所能采集电压信号幅值为10V，连续周期性对虚拟通道进行采样。由于所采集的是一个稳定的直流电压，所以对采样率的要求较低。本设计中通过多次采样求均值的方式，减小测量中的误差。

3.频率测量模块

程序中通过DAQmx模拟通道采集信号，然后利用自定义的一个子采样VI实现对输入信号频率的判定。[5]此处设定采样率为1MHz，所以待测信号的频率带宽为0.5MHz。模拟通道采集1M个数据点以后（1MHz的采样率），通过一个自定义的子采样VI，判断这些数据点里面有多少个过零的点，即可知道该周期信号频率的大小。

4.交流信号幅值和频率采集模块

对于交流信号的采集，除了要获取交流信号的幅度以外，还要采集交流信号的频率，所以对于交流信号的测量需设计两个采集任务。[6]由于信号通过峰值检波电路变成直流信号，较低的采样率就能采集到信号的幅度，而对于信号频率的采集需要较大的采样率，虽然DAQmx可以设置对多通道即多任务的采集，但是对于采样率的必须以频率最大的信号进行设计，这样将造成浪费。为了获得更高的速度与性能，对于交流信号的幅值与采样率采用图2的设计方式。

五、数据检测结果

1.直流电压测试

测试采用ELVIS平台自带幅度可调电源，配合DT9205数字万用表，通过幅度调节旋钮，输出0～10V之间的直流电压。测试结果如表1，可以看出，除了低电压信号测量较差，其他幅值的信号测量精度较好，误差不超过6%，且对直流电压的测量有较高的分辨率。

2.交流电压测试

用设计的交直流电检测仪表对信号发生器输出的不同幅值和频率的电压信号进行测试，通过表2可以看出对于低频信号的交流电压具有较好的测试结果，当信号频率大于10kHz以后，检测性能受到影响，对频率的响应与LM358的频带宽度有关。

由于受设备限制，只能对10V以下的低压进行测量，但是10V以下的低压具有很好的测量结果，对高压信号只需进行电阻分压就能测量，理论上对高压测量同样会有较好的质量。

六、结论

本次交直流电检测仪表的研究与设计在功能和性能方面都得到了较好的完善，具有成本低、设计简单，精度与稳定度高的特点。为了将理论教学与实践教学相结合，并贯穿整个本科人才培养过程，我们对测控技术与仪器专业的本科生课程设计培养方案进行了改进，将此次交直流电的设计引入到本科课程设计当中，学生们的综合素质和创新能力都得到了明显提高。此设计在学生们中反映良好。

参考文献：

[1]龙华伟，顾永刚.LabVIEW8.2.1与DAQ数据采集[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]沙占友.李学芝.中外数字万用表电路原理与维修技术[M].北京：人民邮电出版社，1993.

[3]郑丽娟，杜祥岭.基于LabVIEW的数据采集系统[J].科技创业月刊，2006，（7）.

[4]黄松岭，吴静.虚拟仪器设计基础教程[M].北京：清华大学出版社，2008.

集成电路原理与设计范文篇3

为满足集成电路方面教学和科研的需要，同济大学电子科学与技术系以985三期实验室建设、教育部修购计划两项经费所购置的设备为主体，充分整合利用本系目前已有的设备，完成了一个覆盖完整的集成电路设计平台的构建。依托同济大学第8期实验教改项目的支持，电子科学与技术系在平台的应用方面进行了有益的探索：针对本科生实验教学完成了集成电路设计系列实验课程开设；在集成电路相关科研项目中进行了实际应用，为科研工作提供了良好的支撑。

【关键词】

集成电路；设计平台；实验教学；科研

进入21世纪之后，集成电路在我国相关产业及教育领域的重要性日益凸显。2000年6月，国务院了纲领性文件《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》（国发2000〔18号〕）[1]，明确了集成电路作为国家战略性新兴产业的地位。在其后的国家中长期科技发展规划等文件中，均将集成电路列为重要的发展方向，自此我国集成电路产业进入了蓬勃发展的时期。产业的快速发展必然需要科技和教育的配合。基于此原因，国务院科教领导小组批准实施国家科技重大专项—集成电路与软件重大专项，其后教育部、科技部决定在国内有相对优势的高等院校建立国家集成电路人才培养基地，分别于2003年、2004年及2009年分3批批准和支持20所高校进行人才培养基地的建设工作。笔者所在的同济大学为第2批建设的6所高校之一。

同济大学电子科学与技术系成立于2002年，历史较短，在集成电路方面的基础较为薄弱。但自成立之初便将集成电路设计列为最重要的教学与科研方向之一，参考国际知名高校以及国内兄弟院校的先进经验[2-4]，在课程设置等人才培养环节进行了积极的探索[5]。但是，集成电路设计强调工程设计实践，如果缺乏相应的设计平台，仅以理论知识为主，会导致培养出的学生与产业需求契合度不高。这也是诸多高校在集成电路设计的实验设置及实践环节进行教学改革和积极探索的原因[6-7]。我系也意识到亟须加强实践环节的相关建设。基于以上原因，我们充分利用985三期实验室建设、教育部修购计划两项经费的支持，在集成电路设计平台的构建方面进行了积极的尝试。

1建设方案与建设过程

1.1平台建设的基础依托985二期实验室建设、教育部修购计划两项经费为我系的教学改革提供了非常有力的支持，根据各个学科方向的统筹规划，分配约150万元用于集成电路及与系统设计相关的设备购置。购置的设备见表1、表2。除以上两部分设备之外，本系已经部分购置了与集成电路设计相关的设备，如Dell服务器、SUN工作站、各类测试与信号发生设备等。因此，我系已经初步具备了建设一个覆盖半导体器件制备与分析、集成电路设计与测试、系统级设计验证完整流程的专业实验与设计平台的基础条件。

1.2总体构想与平台规划基于上述基础硬件设备，我系在有限的场地资源中安排了专门的场地作为半导体器件与集成电路设计专业实验室，以支持集成电路设计平台的建设。将拟建设的半导体与集成电路设计专业实验室划分为4个功能区：服务器与中央控制区、集成电路设计区、集成电路分析与测试区、系统级设计与验证区。总体的规划如图1所示，功能与设备支撑概述如下。（1）服务器与中央控制区。主要空间用于放置3个机柜、承载两个机架式服务器（HP、Dell）、存储阵列（SAS15000RPM接口、初始配置7.2TB）、一个卧式服务器（超微）以及UPS电源、万兆交换机等供电和网络配件。需注意该部分噪声较大，故应与实验室其他功能区隔离。提供VPN、远程配置以及各类必要的服务，配置完整的EDA工具系统，覆盖集成电路设计全流程。（2）集成电路设计区。20个左右的工位，主要为HP工作站。具备两类工作方式：作为终端登录服务器系统使用；在服务器系统不能提供支持时独立使用。除工作站之外，配备2～3个文件柜、工具柜。（3）集成电路分析与测试区。主要功能为集成电路（晶圆、裸片、封装后芯片）的分析、测试。分析与测试系统以两套手动探针测试台（包括基座、卡盘、ADV显微镜）、超长焦金相显微镜（超长工作距离，2000倍放大）、4套微米级精确位移系统（包括探针、针臂、针座、线缆与接口）为主，并配备2台台式计算机以及信号发生器、稳压电源、逻辑分析仪1台、示波器1台，用作信号发生与记录、信号与图像采集功能。配备两个实验工具柜。（4）系统级设计与验证区。6个工位，配备2～3台计算机。考虑到面积有限，而该区功能较多，以多功能复用的方式设置工位的功能。该区的功能包括：①板级电路设计与测试。主要支撑设备为必要的计算机系统（软、硬件）。多台逻辑分析仪、示波器、信号发生器、万用表、稳压电源、必要的电子元器件及焊接设备等。②基于FPGA的系统设计。主要支撑设备为计算机系统（软、硬件）、4套Virtex-5FPGA系统。③嵌入式系统设计。主要支撑设备为计算机系统、3套VeriSOC-ARM9开发平台、多套PSoC开发套件、多套ARM开发套件、微控制器开发套件等。④集成电路系统级验证。与板级电路与测试共用各类设备。

1.3软硬件系统与设计流程构建基于新购买的存储阵列（NetApp）、服务器（DL380G7）、交换机（CISCO），并整合本系统原有的两台服务器（一台Dell机架式、一台超微立式），构成一个EDA开发服务系统。系统构建方面，我们进行了基于传统的EDA开发环境架构，以及基于虚拟化系统进行构建的两种尝试。存储结构上基于存储阵列，提供足够安全的冗余备份与保护。系统具备负载均衡功能。最终构建的系统可直接支持同一实验室内20台以上HP工作站的同时接入，并提供远程登录支持；以及通过同济大学校园网，提供外网的VPN接入支持。在硬件系统的基础上，我们安装配置了完善的EDA工具链，以提供覆盖全流程的集成电路设计支持。

2教学与科研应用

前述所构建的集成电路设计平台仅是基础的软硬件系统，如果要在实际的教学和科研工作中进行使用，尚需进行相关的课程大纲规划、实验方案设计以及实际的芯片设计检验。通过同济大学第8期实验教学改革项目的支持，我们在这些方面开展了一定的工作，主要包括以下两个方面。

2.1教学应用完成了实验方案内容建设，构建形成了一套覆盖集成电路设计全流程的实验方案，并兼顾半导体器件、集成电路测试；设计的系列实验应用于新开设的“集成电路设计实验”课程中，以丰富和扩展该门课程的实验内容，提高学生的学习积极性。该课程每周4学时，已经完成2013、2014两个学年的实验教学工作。具体的实验内容包括反相器实验（电路原理图输入、电路仿真、版图设计、版图设计规则检查及一致性检查、后仿真）、一位全加器系列试验、基本模拟电路单元设计实验、综合定制设计实验、硬件描述语言设计与验证实验（选做）、自动综合与布局布线设计实验（选做）。构建的软硬件平台，除用于集成电路设计实验课之外，亦用于电子系“半导体器件物理”“半导体工艺原理”等多门课程的实验环节，以及本科生毕业设计中。与现有的本科生各类创新活动相结合，为该类活动的人员选拔与培养、培训起到了一定的辅助作用。

2.2科研应用集成电路设计平台除用于相关的实验教学任务之外，亦可为相关的科研工作提供良好的支撑。在该平台所定义的开发环境及设计流程上，我们完成了两款65纳米工艺超大规模集成电路芯片的设计工作，其中一款已经返回，并进行了较为完整的测试，功能及性能均符合预期，芯片如图2、图3所示。这些设计很好地确证了该平台的完整性和可靠性。

【参考文献】

[1]国务院．国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知[EB/OL]．2006-6．

[2]叶红．美国高校电子工程类专业本科培养方案浅析[J]．高等理科教育，2007（6）：64-67．

[3]于歆杰，王树民，陆文娟．麻省理工学院教育教学考察报告（二）—培养方案与课程设置篇[J]．电气电子教学学报．2004（5）：1-5．

[4]Bulletinforundergraduateeducation[EB/OL]．

[5]罗胜钦，王遵彤，万国春，等．电子科学与技术专业培养方案初探[J]．电气电子教学学报．2009（31）：89-91．

[6]张立军，羊箭锋，孙燃．CMOS集成电路设计教学及实验改革[J]．电气电子教学学报．2012，34（1）：105-107．