微電子技術的設計

時間：2024-07-21 08:41:34 電子技術我要投稿

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微電子技術的設計

　　引導語：下面就來跟著小編一起看看什么是微電子技術的設計，希望可以幫助到大家哦!

　　微電子技術 -設計

　　微電子系統和電路的設計概念，與分立元件電路的設計概念有原則上的不同。例如，設計一個分立元件電路,常常要考慮節省有源元件,使系統的功耗、體積、成本下降。但對超大規模集成電路，增加晶體管數目往往并不會增加很多麻煩，可通過版圖來實現，其他工序并不增加。但是，由于空間的限制，布線問題卻十分突出，必須盡量減少連線。

　　微電子系統和電路的設計必須緊密聯系器件、版圖、工藝制造等整個過程來統一考慮。實際上，系統、電路、器件、測試圖案和版圖是結合工藝條件一起設計的。設計不僅要求功能正確、性能好、可靠性有保證，而且要盡量使芯片面積減小。微電子集成芯片一經制出就無法調試。調試工作包括校核、優化等，必須在設計過程中由軟件來執行。

　　集成系統或電路芯片一般是大批量生產的，所以，設計的好壞影響極大。為此，微電子系統或電路要依靠計算機輔助進行設計。除了研究邏輯、電路、時序、工藝、器件和版圖等各項計算機輔助設計程序以外，把這些程序結合在一起，加入各步的校核和優化程序，用一個統一的數據庫和管理系統來指揮執行，也就是組成一個大規模或超大規模集成的設計系統，使設計全部自動化。現代超大規模集成和大規模集成按設計方法可分為大批量生產的常用電路和按用戶需要設計的定制集成電路兩大類。前一類產品如存儲器、微處理機等需要量大，產值很高，需要十分精細的設計，力求面積最小，性能最好，而成品率又最高。在這類產品的設計中迄今仍有許多人工介入，各類計算機程序主要是輔助。后一類產品用量較小，制造成本、芯片面積往往不是主要的，而設計和制造周期及其成本則是主要的。邏輯電路有三種設計方法。

　　①母片法：

　　由工廠設計含有一定數量(幾百以至幾千)的門電路或觸發器等單元電路，排成陣列。芯片中所有單元尺寸全部一致，芯片大小對一定的型號也是固定的。陣列周圍往往還設計有一定數量的輸入輸出電路或其他接口電路，陣列間設定了一定的布線通道。用戶(或委托廠家)可以按需要選定特定型號的芯片，然后利用布線程序選定單元并進行布線，以取得具有所需功能的集成電路芯片。只需按用戶實際需要進行布線設計和制作特定的版，所以，這種電路也叫作半用戶電路。由于用戶設計是以已有的基本陣列芯片為基礎的，這種設計方法叫作母片法。通常的門陣列芯片就是按這種方法設計的。

　　②多元胞法：

　　其單元可以是有一定數量的門、觸發器和其他功能塊，版圖存儲在數據庫中。芯片中單元結構及其排布有一定的規則，如單元寬度必須相同，長度可以任意，必須按行排列，引線頭分別在單元的一側或兩側等。這些規定都是為了簡化布線。人們可以根據用戶的需要，調用庫中的各種單元和功能塊，然后利用程序進行布局和布線，實現最后的芯片設計。多元胞法的設計靈活性顯然比母片法高。芯片上沒有空余單元,所以,芯片利用率也比一般門陣列要高。

　　③任意元胞法(積木塊法)：

　　此法對單元沒有形狀大小的限制，因而靈活性和芯片利用率更高。但布局、布線的算法更復雜，實際上還處于研究階段。

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