ASIC导论第一讲VIP免费

主要内容１．专用集成电路设计概况２．专用集成电路基本结构３．专用集成电路设计方法４．专用集成电路子系统设计第一页，共六十二页。第一章ASIC概况（设计／工艺／工具／环境）1.1绪论：专用集成电路：ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuits）ASIC技术是在集成电路发展的基础上，结合电路和系统的设计方法，利用ICCAD/EAD等计算机辅助技术和设计工具，发展而来的一种把实用电路或电路系统集成化的设计方法。第二页，共六十二页。定义：将某种特定应用电路或电路系统用集成电路的设计方法制造到一片半导体芯片上的技术称为ASIC技术。指电子系统特定的，按用户特定要求制作的低成本、研制周期短的ＶＬＳＩ和ＬＳＩ。特点：体积小，成本低，性能优，可靠性高，保密性强，产品综合性能和竞争力好。第三页，共六十二页。第一次（二十世纪90年代前）第二次（二十世纪90年代开始）第三次（二十一世纪开始）设备/材料设备/材料设备/材料Foundry+Design(withFab)Designhouse(Fabless)IP(Chipless)Chip(Design,Fabless)Foundry(Process)Foundry(Process)测试/封装测试/封装测试/封装1.２硅产业结构的演变过程第四页，共六十二页。设计方法设计工具设计特点第一代CAD（computeraideddesign）16位小型机以交互式图形编辑和设计规则检查为特点的物理级设计：逻辑图输入、逻辑模拟、电路模拟、版图设计、版图编辑验证分别进行，对结果需多次比较和修改第二代CAE（computer-aidedengineering）工程工作站（32位）较完整的设计系统：逻辑图输入、测试码生成、逻辑模拟、版图设计、版图编辑验证于一体•包括门阵列、标准单元的设计工具和单元库，自动布局布线•引入LVS第三代HDL两种语言：VHDLVerilogHDL1.引入行为综合和逻辑综合工具,采用较高的抽象层次设计、并按层次式方法进行管理,大大提高处理复杂设计的能力2.设计周期大幅缩短,速度功耗获得优化1.３设计方法、设计工具的演变过程第五页，共六十二页。1.４设计步骤bottom-up由底向上top-down自顶向下“自底向上”（Bottom-up）“自底向上”的设计路线，即自工艺开始，先进行单元设计，在精心设计好各单元后逐步向上进行功能块、子系统设计，直至最终完成整个系统设计。在模拟IC和较简单的数字IC设计中，大多仍采用“自底向上”的设计方法。“自顶向下”（Top-down）其设计步骤与“自底向上”步骤相反。设计者首先进行行为设计；其次进行结构设计；接着把各子单元转换成逻辑图或电路图；最后将电路图转换成版图。第六页，共六十二页。1.5正向设计和逆向设计正向设计：通常指实现一个新的设计逆向设计：剖析别人设计的基础上进行某种修改或改进第七页，共六十二页。1.5.1正向设计描述系统设计：根据用户对功能和性能的要求进行总体设计(画出框图)逻辑设计：确定逻辑功能，划分功能块(子系统)电路设计：确定电路拓扑结构和元器件参数版图设计：版图编辑、布局、布线、版图验证工艺设计：原材料选择，设计工艺参数、工艺方案，确定工艺条件、工艺流程系统测试：ＣＡＴ（确定测试矢量、管脚安排、测试方案）如有成熟的工艺，可根据电路的性能要求选择合适的工艺加以修改、补充或组合。工艺条件包括源的种类、温度、时间、流量、注入剂量和能量、工艺参数及检测手段等。是指由电路指标、功能出发，进行逻辑设计(子系统设计)，再由逻辑图进行电路设计，最后由电路进行版图设计，同时还要进行工艺设计。其设计流程如下：第八页，共六十二页。1.5.2逆向设计描述(1)样品分析与测试：系统分析与测试、结构分析、外围电路测试(2)解剖管芯：打开封装,腐蚀各层(3)管芯平面图的获得：通过显微照相或高精度图象系统进行照相(把电路产品放大数百倍分块照相,提取集成电路的复合版图)又称解剖分析，即对实际芯片进行腐蚀、照相，从得到的版图进行逻辑提取，进而分析其基本功能及原理以期获得原设计思想。其作用如下：①仿制(在原产品的基础上综合各家优点，推出更先进的产品)；②可获取先进的集成电路设计和制造的秘密(包括设计思想、版图设计技术、制造工艺等)。第九页，共六十二页。（５）电路图提取：版图转化为电路图、逻辑与电路提取；由产品的复合...