超大规模集成电路设计方法学试题及解答
超大规模集成电路设计方法学试题及解答
一、名词解释与理解：（20分）
摩尔定律、导通集合C ON、断开集合COFF、无关集合CDC、蕴涵体、逆（反）向设计方法。
答：
摩尔定律：由Intel公司创始人之一的Gordon Moore于1960年提出，1965年发表，并于1971年得到第一次公开验证的一条关于集成电路制造的预言，其具体表述为：集成电路的功能随着时间呈指数增长，即每过18个月，微处理器处理能力增加一倍而价格不变（即集成度按18个月翻番）。
导通集合CON：使某位输出为1的输入序列的集合为该输出位的导通集合。
断开集合COFF：使某位输出为0的输入序列的集合为该输出位的断开集合；
无关集合CDC：使某输出为X的输入序列的集合为该输出位的无关集合；
蕴涵体：包含导通集合中所有顶点而不含断开集合中任一顶点的覆盖称为导通覆盖，在导通覆盖中的每一个多维体称为蕴涵体，每个蕴涵体必须至少包含一个属于导通集合的顶点。最小的蕴涵体就是导通集合中的一个顶点。
逆（反）向设计方法：逆向设计是在剖析他人设计的基础上进行某种修改或改进一种设计方法；对于逆向设计，无论是“自顶向下”还是“由底向上”，开始都要对成品的芯片进行版图解剖、电路图提取和功能分析这几步。
二、论述题：
1.试述有通道门阵列法、门海法和标准单元法的基本单元结构、特点。（15分）答：
有通道门阵列法包含有单元行、布线通道及压焊块这三个基本元素。其特点是：各个单元完全相同，通道的高度是固定的，基片四周布有固定数目的输入/输出单元和压焊块，在使用时我们只需定义连线即可。由于要保证单元之间的布线具有100%的布通率，希望有较宽的通道，但这会导致无用的直线区域，因而浪费硅面积。
门海法是把由一对不共栅的P管和N管组成的基本单元铺满整个芯片（除I/O区外），基本单元之间无氧化隔离区，宏单元之间采用栅隔离技术，而且无事先确定的布线通道区，宏单
元之间的连线将在无用的有效器件区上进行。门海法具有门利用率较高、集成密度较大、布线灵活和保证布线布通率等方面的优点，并能实现存储器这类电路。但不足之处是它仍有布线通道，而且增加布线通道只能是基本单元高度内所含通道的整数倍数，造成面积浪费；另外布线通道下的晶体管不能再用来实现逻辑，因此门的利用率仍不是很高。
标准单元法是库单元设计方法中的一种，其基本单元结构包括三部分，分别是四周的I/O单元和压焊块、单元部分以及布线通道。标准单元法的特点是各个单元具有同一高度（指版图尺寸），但宽度不等。
2.在IC设计过程中，通常分为3个设计层次，即系统级（行为）、逻辑级（电
路）和版图级（物理），简单描述设计过程及相应的设计软件；并较详细地阐述一种你所熟悉软件的功能和特点。（15分）
答：
系统级（行为）设计即确定该VLSI芯片的功能、性能及允许的芯片面积和成本
3.试从逻辑集合、多维体、质蕴涵体集合、覆盖的最小化，阐述逻辑综合的基
本思路。（15分）
答：逻辑综合的出发点是一个多输入、多输出的真值表，由真值表得到逻辑函数的三种集合，导通集合C ON、断开集合C OFF和无关集合C DC。逻辑综合的目标是找到一个具体的逻辑结构来实现逻辑函数的功能，这逻辑结构体现为一个合适的覆盖C。而这个覆盖的质量则是逻辑综合的关键。通过减少组成覆盖的多维体的个数，可以减少“与”门的个数；减少“与”阵列中0和1的个数，增加X的个数，可减少“与”门的输入端数；减少“或”阵列中1的数目可以减少“或”门的输入端数。元件输入端数的减少，可使元件的尺寸减小，也使前级的扇出减少，连线数减少，有利于提高速度，降低布线困难。所有这些考虑主要涉及两个问题，一是要设法得到逻辑函数的全部质蕴涵体的集合，二是从质蕴涵体集合中选出必要的质蕴涵体的最佳组合构成理想的覆盖。得到的质蕴涵体集合中不包含任何非蕴涵体，也不包含任何非质蕴涵体，但其中还可能存在某些冗余成分，因此一般只把质蕴涵体集合作为初始覆盖。这时我们需要消除覆盖中的冗余成分，主要有以下三个过程：冗余的判断，冗余蕴涵体的删除，冗余连线的删除。消除冗余的过程也就是覆盖最小化的过程。这就是整个逻辑综合的基本思路。
4.已知一个逻辑集合T为：（15分）
?????????
?????????????????=01010111010001011101010001001001000X T
（1） 写出导通集合C ON 、断开集合C OFF 和无关集合C DC
（2） 用多维体y1、y2、y3表示导通集合C ON
（3） 由导通集合C ON 写出布尔方程
答：
（1）??????????????????????????=010101110100001011101010001001001000ON C ， ?????????
?????????????????=101101001100010011010010110001110000OFF C ， ?????????????=111111111110100011DC C
（2）
（3）???????=+++==+=+=1
32132132132132132132123213211x x x x x x x x x x x x x y x x x x x x
x x y x x x x x x y
5. （1）如下图（a ）所示为有通道门阵列结构中某一器件的内连图，试画出该
器件的MOS 管级电路：（10分）
（a）
答：
（2）图（b）为D触发器门级逻辑图，试将该逻辑在图（c）的有通道门阵列结构中实现（10分）
（b）
（c）
福州大学集成电路应用实验一
《集成电路应用》课程实验实验一 4053门电路综合实验 学院：物理与信息工程学院 专业: 电子信息工程 年级： 2015级 姓名：张桢 学号： 指导老师：许志猛
实验一 4053门电路综合实验 一、实验目的： 1.掌握当前广泛使用的74/HC/HCT系列CMOS集成电路、包括门电路、反相 器、施密特触发器与非门等电路在振荡、整形、逻辑等方向的应用。 2.掌握4053的逻辑功能，并学会如何用4053设计门电路。 3.掌握多谐振荡器的设计原理，设计和实现一个多谐振荡器，学会选取和 计算元件参数。 二、元件和仪器： 1.CD4053三2通道数字控制模拟开关 2.万用表 3.示波器 4.电阻、电容 三、实验原理： 1.CD4053三2通道数字控制模拟开关 CD4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。CD4053的管脚图和功能表如下所示 4053引脚图
4053的8种逻辑功能 CD4053真值表 根据CD4053的逻辑功能，可以由CD4053由4053电路构成如下图所示8种逻辑门（反相器与非门或非门、反相器、三态门、RS 触发器、——RS 触发器、异或门等）。 输入状态 接通通道
]) 2)(()(ln[ T DD T DD T DD T V V V V V V V RC T -+--=2.多谐振荡器的设计 非门作为一个开关倒相器件，可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电，当输入电压达到与非门的阈值电压VT 时，门的输出状态即发生变化。因此，电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。 可以利用反相器设计出如下图所示的多谐振荡器 这样的多谐振荡器输出的信号周期计算公式为： 当R S ≈2R 时，若：VT=0.5VDD ，对于HC 和HCU 型器件，有 T ≈2.2RC 对于HCT 型器件，有 T ≈2.4RC 四、实验内容： 1. 验证CD4053的逻辑功能，用4053设计门电路，并验证其逻辑功能： （1）根据实验原理设计如下的反相器电路图： CD4053构成反相器电路
临床科研设计模拟试题_附答案
《临床科研设计》模拟试题 —省住院医师培训必修课统一考试 试题1： 一、单项选择题（10分） 1、在下列研究设计方法中，按临床科研设计论证强度排列，一般认为最强的是：C A、前瞻性队列研究 B、病例对照研究 C、随机对照研究 D、横断面调查 2、在科研选题、立题时，不必考虑下列哪项因素：C A、可行性 B、价值和水平 C、临床阳性结果 D、临床意义 3、在选研究方法时应当考虑的因素中，最重要的是：A A、科研目的 B、可行性 C、样本量 D、创新性 4、研究设计中要估计样本量，主要是因为：B A、样本量过小容易犯第二类错误 B、样本量过小容易犯第一类错误 C、样本量过大会影响结果的准确性 D、样本越大，可行性越差 5、研究对象分组方法设计最重要的指导思想是：A A、两组研究前的基线状况一致 B、两组研究条件要一致 C、两组分组方法要一致 D、两组研究对象年龄、性别要一致 6、分层分析可控制 C A、选择偏倚 B、信息偏倚 C、混杂偏倚 D、信息偏倚和混杂偏倚 7、用住院病人作研究对象容易发生：A A、选择偏倚 B、信息偏倚 C、混杂偏倚 D、选择偏倚和混杂偏倚 8、采用拉丁方设计具有如下要求，但不包括：D B A、三个研究因素 B、水平数可以不等 C、利用标准方 D、不考虑交互作用 9、三个因素各两水平，若采用析因分析设计时，至少要设的组数：B C A、5 B、6 C、8 D、9 10、被认为是论文核心部分的是：B A、材料与方法 B、结果 C、讨论 D、摘要 二、填空题（10分） 1、临床科研选题原则有：创新性原则、科学性原则、可行性原则、需要性原则、效益性原则。 2、临床科研设计的原则有：随机化原则、盲法原则、对照原则、重复原则。 3、临床科研设计的要素是：处理因素、受试对象、试验效应。 三、简答题（28分） 1、简述临床科研的基本步骤。五步骤：科研选题，科研设计，实施方法，设计分析和总结归纳。 2、为什么说偏倚是系统误差，它具有哪些基本属性？系统误差是在调查或测量时，由于某种确定的原因，如实验方法不当、仪器不准等原因造成的，使调查结果偏大或偏小。偏倚是指医学研究中的系统误差以及结果解释、推论中的片面性，使得研究结果与真实性值出现偏倚性的差异。按偏倚的性质分三大类：选择偏倚、信息偏倚、混杂偏倚 3、简述随机化抽样的常用类型以及实施随机化的意义。常用类型有单纯随机抽样、系统随机抽样、分层抽样和整群抽样方法。意义：随机化抽样的最大优点是在根据样本资料推论总体时，可用概率的方式客观地测量推论值的可靠程度，从而使这种推论建立在科学的基础上。 4、常用的诊断试验真实性的评价指标有哪些，各评价的是诊断试验的哪方面？一灵敏度。灵敏度表示试验方法对疾病的检出能力。二特异度。特异度表示试验方法对无病的检出能
现代机械设计方法复习题【答案2】
现代机械设计方法试题-----复习使用 考试形式：闭卷（带计算器与尺） 一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。 参考解： 3 ．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的范围。 参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)
强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ?∞ =>=0d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总 体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地 称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转 也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前 称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失 效率低且t 0短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶 然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是 能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而 增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸 可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大， 将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如 报废更为经济。
3.2模拟集成电路设计-差分放大器版图
集成电路设计实习Integrated Circuits Design Labs I t t d Ci it D i L b 单元实验三（第二次课） 模拟电路单元实验－差分放大器版图设计 2007-2008 Institute of Microelectronics Peking University
实验内容、实验目的、时间安排 z实验内容： z完成差分放大器的版图 z完成验证：DRC、LVS、后仿真 z目的： z掌握模拟集成电路单元模块的版图设计方法 z时间安排： z一次课完成差分放大器的版图与验证 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page1
实验步骤 1.完成上节课设计放大器对应的版图 对版图进行、检查 2.DRC LVS 3.创建后仿真电路 44.后仿真（进度慢的同学可只选做部分分析） z DC分析：直流功耗等 z AC分析：增益、GBW、PM z Tran分析：建立时间、瞬态功耗等 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page2
Display Option z Layout->Options ->Display z请按左图操作 Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page3
由Schematic创建Layout z Schematic->Tools->Design Synthesis->Layout XL->弹出窗口 ->Create New->OK >选择Create New>OK z Virtuoso XL->Design->Gen From Source->弹出窗口 z选择所有Pin z设置Pin的Layer z Update Institute of Microelectronics, Peking University集成电路设计实习－单元实验三Page4
电子科技大学集成电路原理实验CMOS模拟集成电路设计与仿真王向展
实验报告 课程名称：集成电路原理 实验名称： CMOS模拟集成电路设计与仿真 小组成员： 实验地点：科技实验大楼606 实验时间： 2017年6月12日 2017年6月12日 微电子与固体电子学院
一、实验名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真 二、实验学时：4 三、实验原理 1、转换速率（SR）：也称压摆率，单位是V/μs。运放接成闭环条件下，将一个阶跃信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。 2、开环增益：当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。 3、增益带宽积：放大器带宽和带宽增益的乘积，即运放增益下降为1时所对应的频率。 4、相位裕度：使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。 5、输入共模范围：在差分放大电路中，二个输入端所加的是大小相等，极性相同的输入信号叫共模信号，此信号的范围叫共模输入信号范围。 6、输出电压摆幅：一般指输出电压最大值和最小值的差。 图 1两级共源CMOS运放电路图 实验所用原理图如图1所示。图中有多个电流镜结构，M1、M2构成源耦合对，做差分输入；M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载；M5、M8构成电流镜提供恒流源；M8、M9为偏置电路提供偏置。M6、M7为二级放大电路，Cc为引入的米勒补偿电容。 其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系：
转换速率：SR=I5 I I 第一级增益：I I1=?I I2 I II2+I II4=?2I I1 I5(I2+I3) 第二级增益：I I2=?I I6 I II6+I II7=?2I I6 I6(I6+I7) 单位增益带宽：GB=I I2 I I 输出级极点：I2=?I I6 I I 零点：I1=I I6 I I 正CMR：I II,III=I II?√5 I3 ?|I II3|(III)+I II1,III 负CMR：I II,III=√I5 I1+I II5,饱和 +I II1,III+I II 饱和电压：I II,饱和=√2I II I 功耗：I IIII=(I8+I5+I7)(I II+I II) 四、实验目的 本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。其目的在于： 根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计，掌握基本的IC设计技巧。 学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行电路的模拟仿真。 五、实验内容 1、根据设计指标要求，针对CMOS两级共源运放结构，分析计算各器件尺寸。 2、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC和瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法与仿真结果的查看方法。 3、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。
2016新课程教学设计一试题及答案 (1)
2016新课程教学设计一试题及答案 一. 单选题（共20题,共40分） 1. ( )课程的过程性评价主要考查学生学习本学科的态度、参与课堂活动的积极程度、独立思考主动探究的能力、与他人合作交流情况、完成书面作业情况、实践操作能力、综合运用知识的能力。（2 2. 知识存在于个人和群体的行动中，随着个人参与到新的情境中并在新情境中进行协调，知识产生了，知识和能力的发展，就像语言的发展，发生于真实情境中不断进行的利用知识的活动中。这是 3. （）是对需要得到帮助的学生与学习活动互动的方式做出决策，它涉及动机激发技术、个 4. 通过观察他人在一定情境的行为，能够有效地促进学习活动的发生。这是( )的观点。（2 5. 学校意义上的“教学”可以理解为：教学是以课程内容为中介，学生在教师的指导下共同开展的 6. （）涉及设计教学活动的决策，包括对教学活动的呈现类型、程序及其结构，学生练习 7. 讲和读在教学活动中是交叉进行的，同时可能还穿插着练习活动。教学中既有教师的讲和读，也 8. （）是对信息传递给学生的方式所做出的决策，对教学媒体的选择有较强的指导作用。（2分）
9. 一位心理学家将儿童认知发展划分为4个阶段:感知运动阶段(0 ^-2岁);前运算阶段(2^-7岁); 10. ( )，教学媒体有助于传递教学信息标准化，使教学活动生动有趣，有效的运用学习理论 11. 为了把一个任务迁移到另一个任务，学生需要对技能迁移进行练习。如果学生从来就没有练习 12. 一位心理学家认为，在学习者尚未表现出足够的学习动机的情况之下，没有必要推迟学习活动。对于那些学习动机不强的学习者来说，最好的办法就是通过有效的教学，使他们尝到学习的甜头，而这有 14. （）是列出一系列相关的问题要求媒体选择者回答，通过对这些问题的逐一回答，来比较清楚地发现适用于一定教学目标(或一定教学情景)的媒体。问题的提出可根据教学媒体的选择原则给出。（2 15. 在当代心理学家凯斯提出的与儿童认知加工有效性相关的变化机制中，将个体的心理区域分成 17. （）认为，知识是分布式存在的，即知识普遍存在于学习者、日常生活工具、媒体、教材与文化脉络中。或者说，知识的意义分散在人们所处的情境中，是人与情境交互作用的产物，因而，是无法从情境中单独隔离出来的。（2分）
集成电路系统设计实验
实验一集成电路系统EDA软件使用简介 （基础性实验） 一实验目的 1、了解利用Quartus II 8.0 软件开发数字电路的基本流程以及掌握Quartus II软件 的详细操作。 2、了解使用VHDL原理图设计进行集成电路系统设计的实现方法。 3、掌握Quartus II 8.0 软件开发数字电路的基本设计思路，软件环境参数配置，时 序仿真，管脚分配，并且利用JTAG接口进行下载的常规设计流程。 二实验前的准备 1、将红色的MODUL_SEL拨码开关组合的1、 2、8拨上， 3、 4、 5、 6、7拨下，使数码 管显示当前模式为：C1. 2、检查JTAG TO USB转换接口和USB连接线的连接，并且将JTAG线连接到核心板上的 JTAG接口（核心板的第二个十针的插口）处。 三实验要求 学习使用Quartus II 8.0软件，掌握VHDL文本描述和原理图描述的RTL级描述方法。 四实验内容 （一）了解门电路元件库 1、新建原理图设计文件，并在原理图设计文件的基础上插入各种基本门电路元件，包 括与门、或门、非门、异或门等。 2、利用原理图图形编辑窗，将基本门电路元件进行连接，形成布线。 3、为连接好的门电路组合电路添加输入和输出端口。 （二）了解逻辑电路的仿真 1、保存原理图设计文件，新建时序仿真文件。 2、将各端口的信号标出，并对其实施功能仿真或时序仿真。并将仿真波形写入实验报 告。 （三）了解原理图文件的综合和下载 1、对原理图文件进行综合和引脚连结。 2、将对应FPGA端口连接至原理图电路端口中，并将原理图文件综合后的网表文件下载 到FPGA中，进行功能验证。 3、将硬件功能情况描述记录于实验报告中。
集成电路设计基础复习
1、解释基本概念：集成电路，集成度，特征尺寸 参考答案： A、集成电路（IC：integrated circuit）是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的集成块。 B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。 C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长（L）尺寸。 2、写出下列英文缩写的全称：IC，MOS，VLSI，SOC，DRC，ERC，LVS，LPE 参考答案： IC：integrated circuit；MOS：metal oxide semiconductor；VLSI：very large scale integration；SOC：system on chip；DRC：design rule check；ERC：electrical rule check；LVS：layout versus schematic；LPE：layout parameter extraction 3、试述集成电路的几种主要分类方法 参考答案： 集成电路的分类方法大致有五种：器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型，通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS 集成电路。按集成规模可分为：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式，可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分，集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电路。 4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。 参考答案： “自顶向下”的设计步骤中，设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能；其次进行结构设计；接着是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，并经各种验证后以标准版图数据格式输出。 5、比较标准单元法和门阵列法的差异。 参考答案：
超大规模集成电路设计方法学试题及解答
超大规模集成电路设计方法学试题及解答 一、名词解释与理解：（20分） 摩尔定律、导通集合C ON、断开集合COFF、无关集合CDC、蕴涵体、逆（反）向设计方法。 答： 摩尔定律：由Intel公司创始人之一的Gordon Moore于1960年提出，1965年发表，并于1971年得到第一次公开验证的一条关于集成电路制造的预言，其具体表述为：集成电路的功能随着时间呈指数增长，即每过18个月，微处理器处理能力增加一倍而价格不变（即集成度按18个月翻番）。 导通集合CON：使某位输出为1的输入序列的集合为该输出位的导通集合。 断开集合COFF：使某位输出为0的输入序列的集合为该输出位的断开集合； 无关集合CDC：使某输出为X的输入序列的集合为该输出位的无关集合； 蕴涵体：包含导通集合中所有顶点而不含断开集合中任一顶点的覆盖称为导通覆盖，在导通覆盖中的每一个多维体称为蕴涵体，每个蕴涵体必须至少包含一个属于导通集合的顶点。最小的蕴涵体就是导通集合中的一个顶点。 逆（反）向设计方法：逆向设计是在剖析他人设计的基础上进行某种修改或改进一种设计方法；对于逆向设计，无论是“自顶向下”还是“由底向上”，开始都要对成品的芯片进行版图解剖、电路图提取和功能分析这几步。 二、论述题： 1.试述有通道门阵列法、门海法和标准单元法的基本单元结构、特点。（15分）答： 有通道门阵列法包含有单元行、布线通道及压焊块这三个基本元素。其特点是：各个单元完全相同，通道的高度是固定的，基片四周布有固定数目的输入/输出单元和压焊块，在使用时我们只需定义连线即可。由于要保证单元之间的布线具有100%的布通率，希望有较宽的通道，但这会导致无用的直线区域，因而浪费硅面积。 门海法是把由一对不共栅的P管和N管组成的基本单元铺满整个芯片（除I/O区外），基本单元之间无氧化隔离区，宏单元之间采用栅隔离技术，而且无事先确定的布线通道区，宏单
简召全《工业设计方法学》复习题
工业设计方法学 一、填空题 1、方法是指在任何一个领域中的行为，它是用以达到某一目的的手段的总和。 2、就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识、经验、及视觉感受而赋予材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工以及装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。 3、产品设计方法论中首要研究的问题是技术与艺术的结合；工业设计方法论研究的第二个问题是功能与形式的关系；工业设计及方法论研究的第三个问题是宏观和微观的关系。 4、设计问题的求解模式主要有约束模式、推理模式和搜索模式。 5、产品的功能包括实用功能、美学功能、象征功能、环境功能和社会功能。 6、创造性思维的实质，表现为选择、突破和重新建构这三者的关系与统一。 7、创造性思维的基本形式包括抽象思维、形象思维、直觉思维、灵感思维、发散思维、收敛思维、分合思维、逆反思维、联想思维等。 8、一个产品的设计开发过程通常可以分为规划阶段、方案阶段、深入设计、施工设计和市场开发等阶段。 9、包装既有保护产品的作用，也具有宣传展示的功能。 10产品深入设计阶段包括四个方面，分别是总体设计、市场研究预测、深入设计与评价和模型或样机试验。 11在功能分类中，按功能的重要程度，功能可分为基本功能和辅助功能；按功能的性质可分为物质功能和精神功能；按用户的要求，可分为必要功能和不必要功能；按功能的内在联系，可分为目的功能和手段功能。 12、商品的附加价值是指企业得到劳动者的协作而创造出来的新的价值。 13、人类生存所必不可少的商品称为生活必需品；生活中以实用价值为主的商品称为实用商品；F.M.S商品则是高档商品。 14、系统的特性包括整体性、目的性、有序性、反馈性和动态性等五个方面。 15、一个产品系统的设计，包括系统分析和系统综合两个方面。 16、提高可靠性的途径主要有三个方面即设计、生产加工和管用养修。 17广义的产品，是指为满足人们需求而设计生产的具有一定用途的物质产品和非物质形体的服务的总和。 18产品应当包括三个方面的内容，分别是实体、形式和延伸。 19、产品的生命周期是指产品从进入市场开始，直到被市场淘汰为止所经历的全部时间，产品生命周期的4个阶段分为导入期、成长期、成熟期和衰退期。 20、产品进入衰退期后，基本不能为企业带来利润，企业通常采用立刻放弃的策略、逐步放弃的策略、或者自然淘汰的策略。 21、一个新产品的诞生，涉及三方面的主要因素：技术的、经济的和人的因素。 22、在产品的研究开发中，设计师应考虑采用简洁性设计原则、适切性设计原则、功能性设计原则、经济性设计原则、美观性设计原则、安全性设计原则和传达性设计原则，以配合商品化的策略。 23、人性化设计观念应该考虑的主要因素包括动机因素、人机工程学因素、美学因素、环境因素和文化因素等。 24、用户和产品接触的全部过程称为产品的全部用户体验。在这一过程中的各个阶段，包括从最初了解产品、具体研究、购买产品、安装使用，以及产品的各个方面的服务和更新。 25、设计调查的内容包括市场调查、企业调查和技术调查。 26、标准化的形式包括简化、统一化、系列化、通用化和组合化。 27、知识产权具有专有性、地域性和时间性等三个方面的特点。 28、中国专利法保护的对象包括发明专利、实用新型专利、和外观专利。 29、工业设计中的设计评价的特点表现为评价项目的多样性、评价标准的中立性、评价判断的直觉性和评价结果的相对性。 30、德国最有名的设计奖是德国red dot设计奖和IF设计奖。
集成电路设计实验报告
集成电路设计 实验报告 时间：2011年12月
实验一原理图设计 一、实验目的 1.学会使用Unix操作系统 2.学会使用CADENCE的SCHEMA TIC COMPOSOR软件 二：实验内容 使用schematic软件，设计出D触发器，设置好参数。 二、实验步骤 1、在桌面上点击Xstart图标 2、在User name：一栏中填入用户名，在Host：中填入IP地址，在Password：一栏中填入 用户密码，在protocol：中选择telnet类型 3、点击菜单上的Run！，即可进入该用户unix界面 4、系统中用户名为“test9”，密码为test123456 5、在命令行中（提示符后，如：test22>）键入以下命令 icfb&↙(回车键)，其中& 表示后台工作，调出Cadence软件。 出现的主窗口所示： 6、建立库(library)：窗口分Library和Technology File两部分。Library部分有Name和Directory 两项，分别输入要建立的Library的名称和路径。如果只建立进行SPICE模拟的线路图，Technology部分选择Don’t need a techfile选项。如果在库中要创立掩模版或其它的物理数据（即要建立除了schematic外的一些view），则须选择Compile a new techfile(建立新的techfile)或Attach to an existing techfile(使用原有的techfile)。 7、建立单元文件(cell)：在Library Name中选择存放新文件的库，在Cell Name中输 入名称，然后在Tool选项中选择Composer-Schematic工具(进行SPICE模拟)，在View Name中就会自动填上相应的View Name—schematic。当然在Tool工具中还有很多别的
工业设计方法学(答案)
工业设计方法学复习题 一、单项选择题： ．从广度上说（）几乎涉及人类一切有目的的活动。 ．经济领域．设计领域 ．自然环境．文化领域 ．总体设计阶段的（）是对设计方案的总评价。 ．设计评价．方案评价 ．经济评价．文化评价 ．以（）作为构成工业设计系统的三个要素。 ．人·自然·社会．人·环境·社会．人·环境·自然．自然·环境·社会．（）明确的指出了，无论从哪方面看文化都是一种语言。 ．皮尔斯．拉卡 ．罗兰·巴特．索绪尔 ．系统化研究的目的是确定系统的（）。 ．实施步骤．内部相容性 ．外部相容性．设计变量 ．当进行人机系统分析时，一般要解决（）基本问题。 ．两个．五个 ．四个．三个 ．产权即（）的所有权。 ．动产．不动产 ．财产．固定财产 ．形象思维是一种（）的运动。 ．表象，意向．判断，推理 ．抽象，具体．潜伏，顿悟 ．产品的差异性大致可分为（）。 ．两种类型．三种类型 ．四种类型．五种类型 ．（）被称为发明家的上帝。 ．机遇．灵感 ．逆向发明．综合法则 ．设计评价可分为理性的评价和（）。 ．直觉的评价．感觉的评价 ．大众的评价．专业的评价 ．灵感分为来自外界的偶然机遇型与来自内部的（）。 ．灵感型．积淀意识型 ．机遇型．抽象思维型
．市场需求调查即（）的调查。 ．市场．企业 ．商情．产品 ．由于组合尺寸选择的不同，组合可以有（）。 ．一般组合．特殊组合 ．随机组合．最优组合 ．规范是对（）施工、制造、检验、运输等技术事项所作的一系列统一规定。 ．设计．工艺 ．尺寸．形式 ．询问调查技术有（）。 ．设问法．希望点列举法 ．多项选择法．分合法 ．科学方法论的发展经历的时期有（）。 ．世纪年代．机械化萌芽时期 ．莫里斯的手工业运动．综合方法论时期 ．（）是现代设计的关键。 ．信息论方法．突变论方法 ．对立统一规律．模糊论方法 ．功能定义的第三个目的是为了便于进行功能的（）。 ．本质研究．技术矩阵 ．评价和分析．揭示 ．所谓（）就是取得最好的功能效果，即达到选择出解决问题的最好答案。 ．整体性．综合性 ．动态性．最优化 ．（）又称聚焦原理。 ．强化法则．替代法则 ．对应法则．组合法则 ．产品标准是对产品结构、规格、质量和（）所做的技术规定。 ．制造．检验方法 ．安全．参数 ．产品的差异性有（）。 ．心理上的差异．生理上的差异 ．科技上的差异．细节上的差异 ．逆向发明法又称（）。 ．机遇发明法．灵感法 ．反面求索法．设问法 ．从评价的性质区分可分为：定必评价和（）。 ．理性评价．直觉评价 ．专业评价．定量评价 ．规程是对工艺（），安装，检定，安全，管理等具体技术要求和实施程序所作的统一
模拟集成电路设计经典教材
1、 CMOS analog circuit design by P.E.ALLEN 评定：理论性90 实用性70 编写 100 精彩内容：运放的设计流程、比较器、 开关电容 这本书在国内非常流行，中文版也 翻译的很好，是很多人的入门教材。 建议大家读影印版，因为ic 领域 的绝大部分文献是以英文写成的。 如果你只能读中文版，你的学习资料 将非常有限。笔者对这本书的评价 并不高，认为该书理论有余，实用性 不足，在内容的安排上也有不妥的地 方，比如没有安排专门的章节讲述反 馈，在小信号的计算方面也没有巧方法。本书最精彩的部分应该就是运放的设计流程了。这是领域里非常重要的问题，像Allen 教授这样将设计流程一步一步表述出来在其他书里是没有的。这正体现了Allen 教授的治学风格：苛求理论的完整性系统性。但是，作为一项工程技术，最关键的是要解决问题，是能够拿出一套实用的经济的保险的方案。所以，读者会发现，看完最后一章关于ADC/DAC 的内容，似乎是面面俱到，几种结构的ADC 都提到了，但是当读者想要根据需求选择并设计一种ADC/DAC 时，却无从下手。书中关于比较器的内容也很精彩，也体现了Allen 教授求全的风格。不过，正好其它教科书里对比较器的系统讲述较少，该书正好弥补了这一缺陷。Allen 教授是开关电容电路和滤波器电路的专家。书中的相关章节很适合作为开关电容电路的入门教材。该书的排版、图表等书籍编写方面的工作也做的很好。像Allen 这样的理论派教授不管在那所大学里，大概都会很快的获得晋升吧。另外，Allen 教授的学生Rincon Moca 教授写的关于LDO 的书非常详尽，值得一读。 2、 CMOS Circuit Design Layout and Simulation CMOS Mixed-Signal Circuit Design by R.J.Baker 评定：理论性80 实用性100 编写80 精彩内容：数据转换器的建模和测量、hspice 网表这本书的风格和Allen 的书刚好相反： 理论的系统性不强，但是极为实用，甚至给出 大量的电路仿真网表和hspice 仿真图线。 这本书的中文版翻译的也很好。最近出了第二 版，翻译人员换了，不知道翻译的水平如何。 不过，第二版好贵啊~~ Baker 教授在工业界 的实战经验丰富，曾经参加过多年的军方项目 的研发，接收器，锁相环，数据转换器，DRAM 等曾设计过。所以，书中的内容几乎了包含 了数字、模拟的所有重要电路，Baker 教授
工业设计方法学复习题
工业设计方法学复习题 一、填空题 1、方法是指在任何一个领域中的行为，它是用以达到某一目的的手段的总和。 2、就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知识、经验、及视觉感受而赋予材料、 结构、构造、形态、色彩、表面加工以及装饰以新的品质和规格，叫做产品设计。 3、产品设计方法论中首要研究的问题是技术与艺术的结合；工业设计方法论研 究的第二个问题是功能与形式的关系；工业设计及方法论研究的第三个问题是宏观和微观的关系。 4、设计问题的求解模式主要有约束模式、推理模式和搜索模式。 5、产品的功能包括实用功能、美学功能、象征功能环境功能、和社会功能。 6、创造性思维的实质，表现为选择、突破和重新建构这三者的关系与统一。 7、创造性思维的基本形式包括抽象思维、形象思维、直觉思维、灵感思维、发散 思维、收敛思维、分合思维、逆反思维、联想思维等。 8、一个产品的设计开发过程通常可以分为产品规划、、深入设计、 施工设计和等阶段。 9、包装既有的作用，也具有的功能。 10产品深入设计阶段包括四个方面，分别是总体设计、、和模型或样机试验。 11在功能分类中，按功能的重要程度，功能可分为和辅助功能；按功能的性质可分为物质功能和；按用户的要求，可分为和不必要功能；按功能的内在联系，可分为和手段功能。 12、是指企业得到劳动者的协作而创造出来的新的价值。 13、人类生存所必不可少的商品称为；生活中以实用价值为主的商品称 为实用商品；F.M.S商品则是高档商品。 14、系统的特性包括整体性、、有序性、反馈性和等五 个方面。 15、一个产品系统的设计，包括和两个方面。 16、提高可靠性的途径主要有三个方面即设计、和管用养修。
模拟集成电路设计期末试卷..
《模拟集成电路设计原理》期末考试 一．填空题（每空1分，共14分） 1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按____比例____缩小，CMOS电路被证明具有_ 较低__的制造成本。 2、放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来 表示电压转换电流的能力。 3、λ为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，λ值____较小___（较大、较小）。 4、源跟随器主要应用是起到___电压缓冲器___的作用。 5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成___恒定电流源_。 6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输 出的改变。 7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制 沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为__共源共栅电流镜__结构。 8、为方便求解，在一定条件下可用___极点—结点关联_法估算系统的极点频率。 9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容C in为__ C F（1－A）__。 10、λ为沟长调制效应系数，λ值与沟道长度成___反比__（正比、反比）。 二．名词解释（每题3分，共15分） 1、阱 解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。 2、亚阈值导电效应 解：实际上，V GS=V TH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当V GS 集成电路设计实验报告 院别：电信学院专业：电子科学与技术 班级：电子姓名：学号：组序： 实验（二）题目名称：CMOS反相器的版图设计（PMOS、NMOS） 成绩：教师签名：批改时间： 一、实验目的： 在集成电路设计当中，集成电路设计软件的介入大大的缩短了开发周期，减小了设计风险，使得我们在设计的时候可以发现并改正电路设计上的绝大多数bug。所以说学习设计软件已经成为集成电路设计工程师的必修课。而Ledit软件以其良好的人机操作界面，以及强大的设计规则检查能力而在集成电路的设计当中充当了很重要的角色。在此次试验当中我们需要独立完成CMOS反相器的版图设计，规则检查，以及排除错误工作。从而达到比较熟练的掌握Ledit 的基本功能已经操作方法。 二、实验要求： 如将设计好的电路制成实际使用的集成块，就必须利用版图工具将设计的电路采用标准工艺文件转换成可以制造的版图。然后再将版图提交给集成电路制造厂家（foundry），完成最后的集成块制造，所以画版图的本质就是画电路原理图。 在画版图时，首先要明白工艺文件的含义，每一种工艺文件代表一条工艺线所采用的光刻尺寸，以及前后各个工序等等；其次要懂得所使用的工具步骤及各个菜单及菜单栏的内容，以便熟练使用该软件；最后对所画版图进行验证，确保不发生错误。 此外，还必须了解所使用的版图设计法则，对于不同的工艺尺寸其法则有所不同，这就要求设计者在应用该软件时，必须熟悉相应的设计法则，为完成正确的版图做准备。该实验原理是画常见的CMOS反相器，画版图时要求熟悉CMOS反相器的工艺过程及设计法则。 三、实验方法： 首先在实验一的基础上进一步熟悉L-EDIT版图设计软件的工具及工艺库，比较熟练地掌握该软件画版图的方法。以CMOS反相器为例，在前面画的PMOS、NMOS 的基础上，通过调用将他们组合到一起，再完成整个CMOS反相器的设计，设计完成后运用该软件的设计规则对所画的版图进行DRC验证，并修改不正确的部分，直至设计无错误。 四、实验内容： 1.运行L-Edit程序时，L-Edit会自动将工作文件命名为Layout1.tdb并显示在窗口的标题栏上。 2.另存为新文件：选择执行File/Save As子命令，将自己的工程文件保存在C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\实验相关\Tanner\Ledit90\Samples\SPR\exam ple1中，在“文件名”文本框中输入新文件名称：NOMS。保存到example目录的原因是防止后面做剖视图的时候没法进行。 3.替换设置信息：选择执行File/Replace Setup子命令打开对话框，单击“From File”栏填充框的右侧的Browser按钮，选择C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\实验相关\Tanner\Ledit90\Samples\SPR\example1\lights.tdb文件，如图所示，单击OK就将lights.tdb文件中的格点、图层、以及设计规则等设定应用在当前工程中。 4.画出PMOS：按照实验一的步骤，设计PMOS的版图。并进行相应的规则检查，直到没有错误。画好后如图所示： 模拟集成电路设计软件实验教程 月4年2006 1 目录 实验一自上而下(Top-Down)的电路设计 (3) Lab 1.1 启动软件 (3) Lab 1.2 自上而下的系统级仿真 (3) Lab 1.3 电路图输入 (7) Lab 1.4 模块的创建 (10) Lab 1.5 电源的创建 (12) Lab 1.6 建立运放测试电路 (14) 实验二使用Spectre Direct进行模拟仿真 (17) Lab 2.1 运行仿真 (17) Lab 2.2 使用激励模板 (28) Lab 2.3 波形窗的使用 (32) Lab 2.4 保存仿真状态 (36) Lab 2.5 将仿真结果注释在电路图窗口 (37) 2 实验一自上而下(Top-Down)的电路设计Lab 1.1 启动软件 实验目的: 掌握如何启动模拟电路设计环境. 实验步骤: 1.进入Linux界面后,点击鼠标右键,选中New Terminal,则会弹出一个交互终端. 2.进入教程所在目录后,输入命令cd Artist446 (注意:cd后必须有空格;命令行大小写敏感) 3.在同一个交互终端内,输入命令icms &,在屏幕底部会出现一个命令交互窗(Command Interpreter Window,CIW).如果出现What's New窗口,可使用File-Close命令关闭. Lab 1.2 自上而下的系统级仿真 实验目的: 掌握如何对含AHDL模块的模块级设计进行仿真. 实验步骤: 1.在CIW中选择Tool-Library Manager,会弹出库管理器(Library Manager). 2.在库管理器中,用鼠标左键选中training,则cell中会显示出training库中所有的cell;在training 的所有cell中用左键选中peakTestv;用鼠标中键(或右键)打开(open)view中的schematic.将会出现如下图所示的测试电路: 3 点击左当该模块四周出现一高亮黄色虚线框时,将鼠标置于图中peakDetectv模块上,3. . ,则模块四周线框变为白色实线框键选中该模块EditDesign-Hierarchy-Descend 设置Name将View ,,弹出Descend对话框4.选择: peakDetectv模块的电路图OK.为schematic,然后点击则出现 班级：通信二班姓名：赵庆超学号：20071201297 7，版图设计中整体布局有哪些注意事项？ 答：1版图设计最基本满足版图设计准则，以提高电路的匹配性能，抗干扰性能和高频工作性能。 2 整体力求层次化设计，即按功能将版图划分为若干子单元，每个子单元又可能包含若干子单元，从最小的子单元进行设计，这些子单元又被调用完成较大单元的设计，这种方法大大减少了设计和修改的工作量，且结构严谨，层次清晰。 3 图形应尽量简洁，避免不必要的多边形，对连接在一起的同一层应尽量合并，这不仅可减小版图的数据存储量，而且版图一模了然。 4 在构思版图结构时，除要考虑版图所占的面积，输入和输出的合理分布，较小不必要的寄生效应外，还应力求版图与电路原理框图保持一致（必要时修改框图画法），并力求版图美观大方。 8，版图设计中元件布局布线方面有哪些注意事项？ 答：1 各不同布线层的性能各不相同，晶体管等效电阻应大大高于布线电阻。高速电路，电荷的分配效应会引起很多问题。 2 随器件尺寸的减小，线宽和线间距也在减小，多层布线层之间的介质层也在变薄，这将大大增加布线电阻和分布电阻。 3 电源线和地线应尽可能的避免用扩散区和多晶硅布线，特别是通过 较大电流的那部分电源线和地线。因此集成电路的版图设计电源线和地线多采用梳状布线，避免交叉，或者用多层金属工艺，提高设计布线的灵活性。 4 禁止在一条铝布线的长信号霞平行走过另一条用多晶硅或者扩散区布线的长信号线。因为长距离平行布线的两条信号线之间存在着较大的分布电容，一条信号线会在另一条信号线上产生较大的噪声，使电路不能正常工作。、 5 压点离开芯片内部图形的距离不应少于20um，以避免芯片键和时，因应力而造成电路损坏。集成电路设计实验2
模拟集成电路设计软件使用教程
集成电路设计基础 课后答案