超大规模集成电路第九次作业2016秋-段成华

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Assignment 9

1. Design an 8-bit up and down synchronous counter in VHDL with the following features:

(1)The same ports are used for signals to be inputted and outputted. The ports are

bi-directionally buffered (three-state).

(2)The counter is with an asynchronous reset that assigns a specific initial value

for counting.

(3)The counter is with a synchronous data load control input for a new value of

counting and an enable control input for allowing the up and down counting.

The load control input has a priority over the enable control input. This implies that when the load operation is in process the counter operation is prohibited.

(4)Some data types, such as STD_LOGIC, UNSIGNED, SIGNED and INTEGER,

may be used.

Synthesize the design. Create a set of reasonable input waveforms for your design and complete both behavioral and post-place&route simulations with internal signals and/or variables included in waveform or list windows.

Solution:代码如下:

library IEEE;

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

---- Uncomment the following library declaration if instantiating

---- any Xilinx primitives in this code.

--library UNISIM;

--use UNISIM.VComponents.all;

entity count_8_bidir is

Port (

clk : in STD_LOGIC;

rst : in STD_LOGIC;

load : in STD_LOGIC;

enable : in STD_LOGIC;

cnt : inout STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0)); end count_8_bidir;

architecture Behavioral of count_8_bidir is

signal cnt_in: STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);

signal cnt_out: STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);

begin

pro0:process(oe,cnt_out,cnt)

begin

if(load='1')then

cnt <= (others=>'Z');

cnt_in <= cnt;

else

cnt <= cnt_out;

end if;

end process;

pro1:process(clk,rst)

begin

if(rst='1')then

cnt_out <= (others=>'0');

elsif rising_edge(clk)then

if(load='1')then

cnt_out <= cnt_in;

elsif(enable='1')then

cnt_out <= cnt_out + 1;

else

cnt_out <= cnt_out - 1;

end if;

end if;

end process;

end Behavioral;

解释代码:这里有两个进程,进程0时是用来控制三态门控制的双向端口。当cnt作为输入时(load='1'),把cnt赋给cnt_in(初值装载),然后置cnt为高阻状态;否则,即cnt作为输出时(load='0'),把cnt_out(计数器计数输出值)赋给cnt。进程1的作用是:当复位信号rst='1',计数器输出cnt_out为全0,否则在时钟的上升沿检测cnt端口是作为输入还是作为输出,当作为输入时(load='1'),把cnt_in中的数取进来,然后当up_down='0'时,进行加法运算,否则做减法运算,同时可以和进程0配合当load='0',将数值从cnt_out输出到cnt。

TestBench代码:

LIBRARY ieee;

USE ieee.std_logic_1164.ALL;

USE ieee.std_logic_unsigned.all;

USE ieee.numeric_std.ALL;

ENTITY count_8_bidir_tb IS

END count_8_bidir_tb;

ARCHITECTURE behavior OF count_8_bidir_tb IS

-- Component Declaration for the Unit Under Test (UUT) COMPONENT count_8_bidir

PORT(

oe : IN std_logic;

clk : IN std_logic;

rst : IN std_logic;

load : IN std_logic;

enable : IN std_logic;

cnt : INOUT std_logic_vector(7 downto 0)

);

END COMPONENT;

--Inputs

signal oe : std_logic := '0';

signal clk : std_logic := '0';

signal rst : std_logic := '0';

signal load : std_logic := '0';

signal enable : std_logic := '0';

--BiDirs

signal cnt : std_logic_vector(7 downto 0);

-- Clock period definitions

constant clk_period : time := 100ns;

BEGIN

-- Instantiate the Unit Under Test (UUT)

uut: count_8_bidir PORT MAP (

oe => oe,

clk => clk,

rst => rst,

load => load,

enable => enable,

cnt => cnt

);

-- Clock process definitions clk_process :process

begin

clk <= '0';

wait for clk_period/2;

clk <= '1';

wait for clk_period/2; end process;

-- Stimulus process

stim_proc: process

begin

rst<='1';

load<='0';

enable<='1';

cnt<=(others=>'Z');

wait for 100 ns;

rst<='0';

wait for 500 ns;

集成电路设计基础作业题解答

第五次作业 、改正图题所示TTL 电路的错误。 如下图所示: 解答: (a)、B A B A Y ??=?=0,A,B 与非输出接基极,Q 的发射极接地。从逻辑上把Q 管看作单管禁止门便可得到B A Y ?=。逻辑没有错误! 若按照题干中所示接法,当TTL 与非门输出高电平时,晶体管Q 的发射结要承受高压,必然产生巨大的电流。为了不出现这种情况,可以在基极加一电阻或者在发射极加一二极管。但发射极加二极管后会抬高输出的低电平电压。所以只能在基极加一大电阻,实现分压作用。 另外一种方法是采用题(a )图中的A 输入单元结构。 & & ≥1 1 1

(b)、要实现由,我们可以使用线与+得到和B A B A 。但题干中的线与功能不合理。若其中一个为高电平且另外一个为低电平时,高电平输出降会往低电平输出灌电流,从而容易引起逻辑电平混乱。为了消除这一效应,可以在各自的输出加一个二极管。 (c)、电阻不应该接地,应该接高电平 (d)、电阻不应该接VCC ,而应该接低电平 、试分析图题(a ),(b)所示电路的逻辑功能。 解答: 图(a )中,单元1实现了A 的电平输入,B 是A 的对称单元。 功能单元2实现了A 和B 输入的或逻辑 功能单元4充当了Q8管的泄放网络,同时抬高了Q3,Q4管的输入逻辑电平,另外该单元还将或的结果传递给了Q8管 功能单元3中的Q8管实现了非逻辑,Q6和Q7复合管加强了输出级的驱动能力。 综上所述,(a )电路实现功能为B A Y +=,即或非的功能 图(b)中,Q1,Q2管依然实现传递输入的功能,Q3,Q4管实现或非的功能 Q6管和Q5管以及R5,R7共同组成的泄放网络实现了电压的传递 Q9管实现了非功能,Q7,Q8管依然是用来驱动负载的。Q9管和Q7,Q8轮流导通 综上所述,(b )实现的功能为B A B A Y +=+=

西电射频大作业(精心整理)

射频大作业 基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习

目录 题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析 一、实验设计要求 (3) 二、理论分析 1、问题的分析 (3) 2、差动放大器调幅的设计理论 (4) 2.1、单端输出差动放大器电路 2.2、双端输出差动放大器电路 2.3、单二极管振幅调制电路 2.4、平衡对消二极管调幅电路 三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10) 1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形 4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形 四、实验总结 (16) 五、参考文献 题目二数字调制与解调的集成器件学习 一、实验设计要求 (17) 二、概述 (17) 三、引脚功能及组成原理 (18) 四、基本连接电路 (20) 五、参考文献 (21) 六、英文附录 (21)

题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 摘要 随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化(EDA)已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice,利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具,分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路,由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识;同时,通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路,消除了没用的频率分量,从而得到了更好的调幅效果。本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路,通过对比观察时域和频域波形图,可知平衡对消技术可以很好地减小失真。 关键词:PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术 一、实验设计要求 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写,包括摘要、正文和参考文献,等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱,对观察记录的数据配以图像和表格,同时要有充分的文字做分析和对比,有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定,各人有不同的研究结果,锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度,可以将调制信号和载波的频率设置得较低。 二、理论分析 1、问题的分析 根据题目的要求,差分对放大器和二极管振幅调制电路目的都是实现基本无

《半导体集成电路》考试题目及参考答案

第一部分考试试题 第0章绪论 1.什么叫半导体集成电路? 2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写? 3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类? 4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类? 5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响? 6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律? 第1章集成电路的基本制造工艺 1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用? 2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。 3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤? 4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤? 5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足? 6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。 7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。 8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。 第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应 1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。 2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应? 3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应? 4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响? 5. 消除“Latch-up”效应的方法? 6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应? 7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应? 第3章集成电路中的无源元件 1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些? 2.集成电路中常用的电容有哪些。 3. 为什么基区薄层电阻需要修正。 4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。 5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。 第4章TTL电路 1.名词解释

常用集成电路的型号及功能说明

型号功能 ACP2371NI 多制式数字音频信号处理电路ACVP2205 梳状滤波、视频信号处理电路 AN5071 波段转换控制电路 AN5195K 子图像信号处理电路 AN5265 伴音功率放大电路 AN5274 伴音功率放大电路 AN5285K 伴音前置放大电路 AN5342K 图像水平轮廓校正、扫描速度调制电路AN5348K AI信号处理电路 AN5521 场扫描输出电路 AN5551 枕形失真校正电路 AN5560 50/60Hz场频自动识别电路 AN5612 色差、基色信号变换电路 AN5836 双声道前置放大及控制电路 AN5858K TV/AV切换电路 AN5862K(AN5862S) 视频模拟开关 AN5891K 音频信号处理电路 AT24C02 2线电可擦、可编程只读存储器 AT24C04 2线电可擦、可编程只读存储器 AT24C08 2线电可擦、可编程只读存储器 ATQ203 扬声器切换继电器电路 BA3880S 高分辨率音频信号处理电路 BA3884S 高分辨率音频信号处理电路 BA4558N 双运算放大器 BA7604N 梳状切换开关电路 BU9252S 8bitA/D转换电路 CAT24C16 2线电可擦、可编程只读存储器 CCU-FDTV 微处理器 CCU-FDTV-06 微处理器 CD54573A/CD54573CS 波段转换控制电路 CH0403-5H61 微处理器 CH04801-5F43 微处理器 CH05001(PCA84C841) 微处理器 CH05002 微处理器 CH7001C 数字NTSC/PAL编码电路 CHT0406 微处理器 CHT0803(TMP87CP38N*) 8bit微处理器 CHT0807(TMP87CP38N) 8bit微处理器 CHT0808(TMP87CP38N) 8bit微处理器 CHT0818 微处理器 CKP1003C 微处理器 CKP1004S(TMP87CK38N) 微处理器 CKP1006S(TMP87CH38N) 微处理器

超大规模集成电路第一次作业2016秋

1.Give a formal or descriptive definition for each of the following terms. (1)、ITRS:International Technology Roadmap for Semiconductor. (2)、Gate-Equivalent:It’s used to measure the basic unit of the complexity of the digital circuit, and based on to complete a circuit function, the number of logic gates are independent of each other.A gate equivalent stands for a unit of measure which allows specifying manufacturing-technology-independent complexity of digital electronic circuit. (3)、Technology Nodes:A Technology Nodes is defined as the ground rules of a process governed by the smallest feature printed in a repetitive array. (4)、Feature size:A single graphic minimal size.The minimum scale in integrated circuit devices.roughly half the length of the smallest transistor. (5)、IC design complexity sources:It contains chip size, power dissipation, heterogeneity, variability and reliability. (6)、Behavioral representation:It represents a design as a black box and describes its outputs in terms of its inputs and times.It indicates no geometrical information or structural information and takes the forms of textual,mathematics,or algorithmic description. (7)、Abstraction hierarchy:Abstraction hierarchies are a human invention designed to assist people in engineering very complex systems by ignoring unnecessary details.A set of interrelated representation levels that allow a system to be represented in varying amounts of detail. (8)、IC design:A design is a set of transformations from one representation of a system to another until a representation that can be fabricated exists.Integrated circuit design involves the creation of electroniccomponents,such as transistors, resistors, capacitors and the metallic interconnect of these components onto a piece of semiconductor, typically silicon. (9)、Synthesis:The process of transforming one representation in the design abstraction hierarchy into another representation. (10)、Refinement:The process of transforming functional representation in the design abstraction hierarchy into geometrical representation.Refinement is a generic

数字电子技术试卷及答案(免费版)

第1页(共28页) 第2页(共28页) 姓名:__ _______ 班级:__________ 考号:___________ 成绩:____________ 本试卷共 6 页,满分100 分;考试时间:90 分钟;考试方式:闭卷 题 号 一 二 三 四(1) 四(2) 四(3) 四(4) 总 分 得 分 1. 有一数码10010011,作为自然二进制数时,它相当于十进制数( ),作为8421BCD 码 时,它相当于十进制数( )。 2.三态门电路的输出有高电平、低电平和( )3种状态。 3.TTL 与非门多余的输入端应接( )。 4.TTL 集成JK 触发器正常工作时,其d R 和d S 端应接( )电平。 5. 已知某函数??? ??+??? ??++=D C AB D C A B F ,该函数的反函数F =( ) 。 6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码,则至少要( )位二进制数码。 7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为( )V ,其输出高电平为( )V ,输出低电平为( )V , CMOS 电路的电源电压为( ) V 。 8.74LS138是3线—8线译码器,译码为输出低电平有效,若输入为A 2A 1A 0=110时,输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为( ) 。 9.将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。该ROM 有( )根地址线,有( )根数据读出线。 10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后,最大计数容量为( )位。 11. 下图所示电路中, Y 1=( );Y 2 =( );Y 3 =( )。 12. 某计数器的输出波形如图1所示,该计数器是( )进制计数器。 13.驱动共阳极七段数码管的译码器的输出电平为( )有效。 二、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分) (在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错 选、多选或未选均无分。) 1. 函数F(A,B,C)=AB+BC+AC 的最小项表达式为( ) 。 A .F(A,B,C)=∑m (0,2,4) B. (A,B,C)=∑m (3,5,6,7) C .F(A,B,C)=∑m (0,2,3,4) D. F(A,B,C)=∑m (2,4,6,7) 2.8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ,当优先级别最高的I 7有效时,其输出012Y Y Y ??的值是( )。 A .111 B. 010 C. 000 D. 101 3.十六路数据选择器的地址输入(选择控制)端有( )个。 A .16 B.2 C.4 D.8 4. 有一个左移移位寄存器,当预先置入1011后,其串行输入固定接0,在4个移位脉冲CP 作用下,四位数据的移位过程是( )。 A. 1011--0110--1100--1000--0000 B. 1011--0101--0010--0001--0000 C. 1011--1100--1101--1110--1111 D. 1011--1010--1001--1000--0111 5.已知74LS138译码器的输入三个使能端(E 1=1, E 2A = E 2B =0)时,地址码A 2A 1A 0=011,则输出 Y 7 ~Y 0是( ) 。 A. 11111101 B. 10111111 C. 11110111 D. 11111111 6. 一只四输入端或非门,使其输出为1的输入变量取值组合有( )种。 A .15 B .8 C .7 D .1 7. 随机存取存储器具有( )功能。 A.读/写 B.无读/写 C.只读 D.只写 8.N 个触发器可以构成最大计数长度(进制数)为( )的计数器。 A.N B.2N C.N 2 D.2N 9.某计数器的状态转换图如下, 其计数的容量为( ) A . 八 B. 五 C. 四 D. 三 A B Y 1 Y 2 Y 3 000 001 010 011 100 101 110 111

集成电路功能

M11B416256A 存储集成电路 M1418VVW 微处理集成电路 M2063SP 制式转换集成电路 M208 系统控制集成电路 M24C08 存储集成电路 M24C128-WMN6 存储集成电路 M27V201-200N6 中文字库集成电路 M28F101AVPAD 存储集成电路 M3004LAB1 红外遥控信号发射集成电路M32L1632512A 存储集成电路 M34300-012SP 微处理集成电路 M34300-628SP 微处理集成电路 M34300M4-012SP 微处理集成电路 M34300N4-011SP 微处理集成电路 M34300N4-012SP 微处理集成电路 M34300N4-555SP 微处理集成电路 M34300N4-567SP 微处理集成电路 M34300N4-584SP 微处理集成电路 M34300N4-587SP 微处理集成电路 M34300N4-628SP 微处理集成电路 M34300N4-629SP 微处理集成电路 M34300N4-657SP 微处理集成电路 M34302M8-612SP 微处理集成电路 M37100M8-616SP 微处理集成电路 M37102M8-503SP 微处理集成电路 M37103M4-750SP 微处理集成电路 M37201M6 微处理集成电路 M37204M8-852SP 微处理集成电路 M37210M2-609SP 微处理集成电路 M37210M3-010SP 微处理集成电路 M37210M3-550SP 微处理集成电路 M37210M3-603SP 微处理集成电路 M37210M3-800SP 微处理集成电路 M37210M3-901SP 微处理集成电路 M37210M3-902SP 微处理集成电路 M37210M4-650SP 微处理集成电路 M37210M4-688微处理集成电路 M37210M4-705SP 微处理集成电路 M37210M4-786SP 微处理集成电路 M37211M2-604SP 微处理集成电路 M37211M2-609SP 微处理集成电路 M37220M3 微处理集成电路 M37221 微处理集成电路 M37221M6-065SP 微处理集成电路

半导体集成电路习题及答案

第1章 集成电路的基本制造工艺 1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答:集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。 第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应 复 习 思 考 题 2.2 利用截锥体电阻公式,计算TTL “与非”门输出管的CS r 2.2 所示。 提示:先求截锥体的高度 up BL epi mc jc epi T x x T T -----= 然后利用公式: b a a b WL T r c -? = /ln 1ρ , 2 1 2?? =--BL C E BL S C W L R r b a a b WL T r c -? = /ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++= 注意:在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。 2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管,试问当横向PNP 器件在4种可能 的偏置情况下,哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大? 答:当横向PNP 管处于饱和状态时,会使得寄生晶体管的影响最大。 2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管,要求其在20mA 的电流负载下 ,OL V ≤0.4V ,请在坐标纸上放大500倍画出其版图。给出设计条件如下: 答: 解题思路 ⑴由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ; ⑵由设计条件画图 ①先画发射区引线孔; ②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔; ③由A D 先画出基区扩散孔的三边; ④由B E D -画出基区引线孔; ⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边;

⑥由A D 先画出外延岛的三边; ⑦由C B D -画出集电极接触孔; ⑧由A D 画出外延岛的另一边; ⑨由I d 画出隔离槽的四周; ⑩验证所画晶体管的CS r 是否满足V V OL 4.0≤的条件,若不满足,则要对所作 的图进行修正,直至满足V V OL 4.0≤的条件。(CS C OL r I V V 00 ES += 及己知 V V C 05.00ES =) 第3章 集成电路中的无源元件 复 习 思 考 题 3.3 设计一个4k Ω的基区扩散电阻及其版图。 试求: (1) 可取的电阻最小线宽min R W =?你取多少? 答:12μm (2) 粗估一下电阻长度,根据隔离框面积该电阻至少要几个弯头? 答:一个弯头 第4章 晶体管 (TTL)电路 复 习 思 考 题 4.4 某个TTL 与非门的输出低电平测试结果为 OL V =1V 。试问这个器件合格吗?上 机使用时有什么问题? 答:不合格。 4.5 试分析图题4.5所示STTL 电路在导通态和截止态时各节点的电压和电流,假定各管的 β=20, BEF V 和一般NPN 管相同, BCF V =0.55V , CES V =0.4~0.5V , 1 CES V =0.1~0.2V 。 答:(1)导通态(输出为低电平) V V B 1.21= , V V B 55.12= ,V V B 2.13= ,V V B 5.04= ,V V B 8.05= ,

电子设计自动化大作业

第 1 页 共 4 页 班级 学号 姓名 命题教师 教研室(系)主任审核(签字) …………………………………………装…………………………………订………………………………线……………………………………… 装订线以内不准作任何标记 2012/2013学年第一学期考试题(卷) 课程名称 电子设计自动化 考试性质 考查 试卷类型 A 使用班级 电子0901~03电信0901~02 考试方法 闭卷 人 数 140 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 成 绩 成 绩 一、查阅相关资料,说出常用的EDA 工具软件分为哪几类?并写出每一类常用的软 件名称及其特点。(15分)。 目前常用的EDA 工具软件:multiSIM7(原EWB 的最新版本)、PSPICE 、OrCAD 、 PCAD 、Protel 、Viewlogic 、Mentor 、Graphics 、Synopsys 、LSIIogic 、Cadence 、MicroSim 等等。一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同进还可以进行PCB 自动布局布线,可输出多种网表文件与第三方软件接口。①SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ):是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。1984年,美国MicroSim 公司推出了基于SPICE 的微机版PSPICE (Personal-SPICE )。现在用得较多的是PSPICE6.2,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA 软件,在国内普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。②multiSIM (EWB 的最新版本)软件:是Interactive Image Technologies Ltd 在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为multiSIM7,目前普遍使用的是multiSIM2001,相对于其它EDA 软件,它具有更加形象直观的人机交互界面,特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样,但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色,几乎能够100%地仿真出真实电路的结果,并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器(对于multiSIM7还具有四踪示波器)、波特仪(相当实际中的扫频仪)、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件,比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。MultiSIM7还具有I-V 分析仪(相当于真实环境中的晶体管特性图示仪)和Agilent 信号发生器、Agilent 万用表、Agilent 示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行

超大规模集成电路第四次作业2016秋_段成华

1. Shown below are buffer-chain designs. (1) Calculate the minimum delay of a chain of inverters for the overall effective fan-out of 64/1. Solution : 由题可知:64=F 根据经验6.3=opt f 为最合适的值,所以6.364===N N F f ,所以24.3=N ,但是级数必须为整数所以取3=N ,又因为1=γ,所以:15)641(3,464303=+?===p p t t f ,所以时最合适4=f 。 (2) Using HSPICE and TSMC 0.18 um CMOS technology model with 1.8 V power supply, design a circuit simulation scheme to verify them with their correspondent parameters of N, f, and t p . Solution: 根据(1)中计算知道三级最合适,所以验证如下: A )、一级无负载测本征延时代码如下: .title buffer-chain 1 .lib 'C:\synopsys\Hspice_D-2010.03-SP1\tsmc018\mm018.l' TT * set 0.18um library .opt scale=0.1u * set lambda

.options post=2 list .temp 27 .global vdd Vdd vdd gnd 1.8 vin vin 0 0.9 pulse 0 1.8 25n 5p 5p 49.99n 100n $频率为10Mhz Cl vout gnd 0f $Cg1=2.46fF,负载为CL=157.44fF .subckt inv in out wn=3.5 wp=10 t=7.5 mn out in gnd gnd NCH l=2 w=wn ad='wn*t' pd='wn+2*t' as='wn*t' ps='wn+2*t' mp out in vdd vdd PCH l=2 w=wp ad='wp*t' pd='wp+2*t' as='wp*t' ps='wp+2*t' .ends X1 vin vout inv wn=3.5 wp=10 t=7.5 .op .tran 5p 5n .meas tran voutmax max v(vout) from=5p to=5n .meas tran voutmin min v(vout) from=5p to=5n $一级 .meas tran tphl1 +trig v(vin) +val=0.9 +rise=1

集成电路设计练习题

集成电路设计练习题2009 1、说明一个半导体集成电路成本的组成。 2、简述CMOS 工艺流程。简述CMOS 集成电路制造的过程中需要重复进行的工艺步骤。 3、描述你对集成电路工艺的认识。列举几种集成电路典型工艺。工艺上常提到0.25,0.18 指的是什么?简述CMOS 工艺技术的发展趋势。 4、你知道的集成电路设计的表达方式有哪几种? 5、现有一用户需要一种集成电路产品,要求该产品能够实现如下功能:y=lnx其中,x为4位二进制整数输入信号。y 为二进制小数输出,要求保留两位小数。电源电压为3~5v 假设公司接到该项目后,交由你来负责该产品的设计,试讨论该产品的设计全程。 6、请谈谈对一个系统设计的总体思路。针对这个思路,你觉得应该具备哪些方面的知识? 7、描述你对集成电路设计流程的认识。 8、集成电路前端设计流程,后端设计流程,相关的工具。 9、从RTL synthesis 到tape out 之间的设计flow ,并列出其中各步使用的tool. 10、简述FPGA 等可编程逻辑器件设计流程。 11、简述半定制数字电路的设计流程。 12、简要说明并比较数字集成电路几种不同的实现方法。 13、什么是集成电路的设计规则。 14、同步电路和异步电路的区别是什么? 15、画出CMOS 电路的晶体管级电路图,实现Y=AB+C(D+E) 16、在CMOS电路中,要有一个单管作为开关管精确传递模拟低电平,这个单管你会用P管还是N 管,为什么? 17、硅栅COMS工艺中N阱中做的是P管还是N管,N阱的阱电位的连接有什么要求? 18、名词解释:VLSI, CMOS, EDA, VHDL, DRC, LVS, DFT, STA

《超大规模集成电路设计》考试习题(含答案)完整版分析

1.集成电路的发展过程经历了哪些发展阶段?划分集成电路的标准是什么? 集成电路的发展过程: ?小规模集成电路(Small Scale IC,SSI) ?中规模集成电路(Medium Scale IC,MSI) ?大规模集成电路(Large Scale IC,LSI) ?超大规模集成电路(Very Large Scale IC,VLSI) ?特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC,ULSI) ?巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC,GSI) 划分集成电路规模的标准 2.超大规模集成电路有哪些优点? 1. 降低生产成本 VLSI减少了体积和重量等,可靠性成万倍提高,功耗成万倍减少. 2.提高工作速度 VLSI内部连线很短,缩短了延迟时间.加工的技术越来越精细.电路工作速度的提高,主要是依靠减少尺寸获得. 3. 降低功耗 芯片内部电路尺寸小,连线短,分布电容小,驱动电路所需的功率下降. 4. 简化逻辑电路 芯片内部电路受干扰小,电路可简化. 5.优越的可靠性 采用VLSI后,元件数目和外部的接触点都大为减少,可靠性得到很大提高。 6.体积小重量轻 7.缩短电子产品的设计和组装周期 一片VLSI组件可以代替大量的元器件,组装工作极大的节省,生产线被压缩,加快了生产速度. 3.简述双阱CMOS工艺制作CMOS反相器的工艺流程过程。 1、形成N阱 2、形成P阱 3、推阱 4、形成场隔离区 5、形成多晶硅栅 6、形成硅化物 7、形成N管源漏区 8、形成P管源漏区 9、形成接触孔10、形成第一层金属11、形成第一层金属12、形成穿通接触孔13、形成第二层金属14、合金15、形成钝化层16、测试、封装,完成集成电路的制造工艺 4.在VLSI设计中,对互连线的要求和可能的互连线材料是什么? 互连线的要求 低电阻值:产生的电压降最小;信号传输延时最小(RC时间常数最小化) 与器件之间的接触电阻低 长期可靠工作 可能的互连线材料 金属(低电阻率),多晶硅(中等电阻率),高掺杂区的硅(注入或扩散)(中等电阻率)

《数字集成电路》期末试卷(含答案)

浙江工业大学 / 学年第一学期 《数字电路和数字逻辑》期终考试试卷 A 姓名 学号 班级 任课教师 一、填空题(本大题共10小题,每空格1分,共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.十进制数(68)10对应的二进制数等于 ; 2.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法有真值表、逻辑函数、卡诺图、逻辑电路图、波形图和硬件描述语言(HDL )法等,其中 描述法是基础且最直接。 3.1 A ⊕可以简化为 。 4.图1所示逻辑电路对应的逻辑函数L 等于 。 A B L ≥1 & C Y C 图1 图2 5.如图2所示,当输入C 是(高电平,低电平) 时,AB Y =。 6.两输入端TTL 与非门的输出逻辑函数AB Z =,当A =B =1时,输出低电平且V Z =0.3V ,当该与非门加上负载后,输出电压将(增大,减小) 。 7.Moore 型时序电路和Mealy 型时序电路相比, 型电路的抗干扰能力更强。 8.与同步时序电路相比,异步时序电路的最大缺陷是会产生 状态。 9.JK 触发器的功能有置0、置1、保持和 。 10.现有容量为210×4位的SRAM2114,若要将其容量扩展成211×8位,则需要 片这样 的RAM 。 二、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 11.十进制数(172)10对应的8421BCD 编码是 。 【 】 A .(1111010)8421BCD B .(10111010)8421BCD C .(000101110010)8421BC D D .(101110010)8421BCD 12.逻辑函数AC B A C B A Z +=),,(包含 个最小项。 【 】

集成电路作业

1、集成电路制造工艺发展水平的衡量指标是什么? a. 在设计和生产中可达到的最小线宽(或称特征尺寸L)。 b. 所使用的硅晶圆片的直径。 c. DRAM的储存容量。 2、简述电路制造工艺的发展趋势。 a.趋势性的变化越来越明显,速度越来越快。 特征尺寸越来越小,电源电压越来越低,芯片尺寸越来越大,布线层数越来越多,单片上的晶体管数越来越多,I/O引线越来越多,时钟速度越来越快 b.集成电路朝着两个方向发展。 c.从另一个角度来说,进入90年代以来,电子信息类产品的开发明显地出现了两个 特点。 3、简述集成电路产业结构经历的三次重大变革。 第一次变革是以加工制造为主导的初级阶段 a.这一时期半导体制造在IC产业中充当主角。 b.这一时期IC设计和半导体工艺密切相关且主要以人工为主。 第二次变革以Foundry和IC设计公司的崛起为标志 a.集成电路产业的一次大分工。 b.IC产业进入了以客户为导向的阶段。 c.EDA工具的发展,使IC设计工程可以独立于生产工艺。 第三次变革以设计、制造、封装和测试四业分离为标志 a.集成电路产业的又一次大分工。 b.IC产业进入了以竞争为导向的高级阶段。 c.系统设计与IP核设计逐渐开始分工。 4、1个门相当于几个晶体管?以门的数量来划分集成电路有哪些分类? 1个门相当于4个晶体管,等效于一个二输入与非门 a. 小规模集成电路(SSI:Small Scale Integrated Circuit)>1-10个门,基本的与非和或非逻辑。 b. 中规模集成电路(MSI: Middle Scale Integrated Circuit)>1万门以内,含有计数器和逻辑功能块等电路。 c. 大规模集成电路(LSI:Large Scale Integrated Circuit)>几万门,含有更多更大逻辑功能块,如4位CPU等。 d. 超大规模集成电路(VLSI:Very Large Scale Integrated Circuit)>近十万门,如64位CPU等电路。 e. 特大规模集成电路(ULSI:Ultra Large Scale Integrated Circuit)>几百万门以上,如DSP、CPU等电路。 f. 巨大规模集成电路(GSI:Giga Scale Integrated Circuit)>千万门以上,如SoC等电路。 5、集成电路系统设计需具备哪些要素? 人才、工具、库和资金。

测控电路大作业(Proteus,ADC0809)

测控电路大作业说明书 专业:学号:姓名: 设计要求:利用传感器输出电压(0~5mv),放大电路,滤波电路,ADC电路,单片机,LED 显示压力值(电压值) 课题的具体要求如下: 1、方案总体设计与论证 2、系统硬件电路设计:简易数字电压表测量电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组 成,A/D转换由集成电路0808完成,显示采用四位数码管 3、系统流程图设计,汇编程序编写:包括初始化程序、主程序、显示子程序、模/数转 换测量子程序等 4、调试及性能分析:采用KELL编译器进行源程序编译及仿真测试,同时进行硬件电路 的设计制作,在Proteus软件里进行硬件仿真,最后进行端口电压的对比测试设计思路 根据设计要求,选择AT89C52单片机作为核心控制器件。 A/D转换采用ADC0808实现。与 单片机的接口为P0和P3端口。电压显示采用4位一体的LED数码管 LED数码管的段码输入,由并行端口P1产生;位码输入,由并行端口P2低四位 产生 5' ADC0809对模拟量输入信号进行转换,通过判断EOC(P3.1引脚)来确定转换是否 完成,若EOC为0,则继续等待;若EOC为1,则把OE置位,将转换完成的数据存储到 P1中 电路图:

程序如下:#include unsigned char code dispbitcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char dispbuf[4]; unsigned int i; unsigned int j; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned int temp1; unsigned char count; unsigned char d; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^2; sbit CLK=P3^3; sbit P34=P3^4; sbit P35=P3^5; sbit P36=P3^6; sbit P20=P2^0; sbit P21=P2^1; sbit P22=P2^2; sbit P23=P2^3; sbit P17=P1^7; void TimeInitial(); void Delay(unsigned int i); void TimeInitial() { TMOD=0x10; TH1=(65536-200)/256; TL1=(65536-200)%256; EA=1; ET1=1; TR1=1; } void Delay(unsigned int i) { unsigned int j; for(;i>0;i--) for(j=0;j<125;j++) ; }

集成电路工艺原理试题总体答案

目录 一、填空题(每空1分,共24分) (1) 二、判断题(每小题1.5分,共9分) (1) 三、简答题(每小题4分,共28分) (2) 四、计算题(每小题5分,共10分) (4) 五、综合题(共9分) (5) 一、填空题(每空1分,共24分) 1.制作电阻分压器共需要三次光刻,分别是电阻薄膜层光刻、高层绝缘层光刻和互连金属层光刻。 2.集成电路制作工艺大体上可以分成三类,包括图形转化技术、薄膜制备技术、掺杂技术。 3.晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷等四种。 4.高纯硅制备过程为氧化硅→粗硅→ 低纯四氯化硅→ 高纯四氯化硅→ 高纯硅。 5.直拉法单晶生长过程包括下种、收颈、放肩、等径生长、收尾等步骤。 6.提拉出合格的单晶硅棒后,还要经过切片、研磨、抛光等工序过程方可制备出符合集成电路制造要求的硅衬底 片。 7.常规的硅材料抛光方式有:机械抛光,化学抛光,机械化学抛光等。 8.热氧化制备SiO2的方法可分为四种,包括干氧氧化、水蒸汽氧化、湿氧氧化、氢氧合成氧化。 9.硅平面工艺中高温氧化生成的非本征无定性二氧化硅对硼、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素具有掩蔽作用。 10.在SiO2内和Si- SiO2界面存在有可动离子电荷、氧化层固定电荷、界面陷阱电荷、氧化层陷阱等电荷。 11.制备SiO2的方法有溅射法、真空蒸发法、阳极氧化法、热氧化法、热分解淀积法等。 12.常规平面工艺扩散工序中的恒定表面源扩散过程中,杂质在体内满足余误差函数分布。常规平面工艺扩散工序中的有限表 面源扩散过程中,杂质在体内满足高斯分布函数分布。 13.离子注入在衬底中产生的损伤主要有点缺陷、非晶区、非晶层等三种。 14.离子注入系统结构一般包括离子源、磁分析器、加速管、聚焦和扫描系统、靶室等部分。 15.真空蒸发的蒸发源有电阻加热源、电子束加热源、激光加热源、高频感应加热蒸发源等。 16.真空蒸发设备由三大部分组成,分别是真空系统、蒸发系统、基板及加热系统。 17.自持放电的形式有辉光放电、弧光放电、电晕放电、火花放电。 18.离子对物体表面轰击时可能发生的物理过程有反射、产生二次电子、溅射、注入。 19.溅射镀膜方法有直流溅射、射频溅射、偏压溅射、磁控溅射(反应溅射、离子束溅射)等。 20.常用的溅射镀膜气体是氩气(Ar),射频溅射镀膜的射频频率是13.56MHz。 21.CVD过程中化学反应所需的激活能来源有?热能、等离子体、光能等。 22.根据向衬底输送原子的方式可以把外延分为:气相外延、液相外延、固相外延。 23.硅气相外延的硅源有四氯化硅(SiCl4)、三氯硅烷(SiHCl3)、二氯硅烷(SiH2Cl2)、硅烷(SiH4)等。 24.特大规模集成电路(ULIC)对光刻的基本要求包括高分辨率、高灵敏度的光刻胶、低缺陷、精密的套刻对准、对大尺寸硅片 的加工等五个方面。 25.常规硅集成电路平面制造工艺中光刻工序包括的步骤有涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、 去胶等。 26.光刻中影响甩胶后光刻胶膜厚的因素有溶解度、温度、甩胶时间、转速。 27.控制湿法腐蚀的主要参数有腐蚀液浓度、腐蚀时间、腐蚀液温度、溶液的搅拌方式等。 28.湿法腐蚀Si所用溶液有硝酸-氢氟酸-醋酸(或水)混合液、KOH溶液等,腐蚀SiO2常用的腐蚀剂是HF溶液,腐蚀 Si3N4常用的腐蚀剂是磷酸。 29.湿法腐蚀的特点是选择比高、工艺简单、各向同性、线条宽度难以控制。 30.常规集成电路平面制造工艺主要由光刻、氧化、扩散、刻蚀、离子注入(外延、CVD、PVD)等工 艺手段组成。 31.设计与生产一种最简单的硅双极型PN结隔离结构的集成电路,需要埋层光刻、隔离光刻、基区光刻、发射区光刻、引线区 光刻、反刻铝电极等六次光刻。 32.集成电路中隔离技术有哪些类? 二、判断题(每小题1.5分,共9分) 1.连续固溶体可以是替位式固溶体,也可以是间隙式固溶体(×) 2.管芯在芯片表面上的位置安排应考虑材料的解理方向,而解理向的确定应根据定向切割硅锭时制作出的定位面为依据。(√) 3.当位错线与滑移矢量垂直时,这样的位错称为刃位错,如果位错线与滑移矢量平行,称为螺位错(√) 4.热氧化过程中是硅向二氧化硅外表面运动,在二氧化硅表面与氧化剂反应生成二氧化硅。(×) 5.热氧化生长的SiO2都是四面体结构,有桥键氧、非桥键氧,桥键氧越多结构越致密,SiO2中有离子键成份,氧空位表现为带正

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