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【关键词】集成电路;测试管理系统;开发;利用
伴随着科学技术的不断发展,半导体集成电路也出现了日新月异的变化,结构复杂、大规模、速度快、功能多的电路逐渐得到有效开发,半导体制造工艺技术逐渐完善,其中尤为特别的是数字电路变化。基于此种形势下,对集成电路测试提出了更高的要求。在以往测试软件编制中,程序主要以测试流程为导向,坚持自上至下原则进行排列,将程控指令、测试参数、测试结果等都纳入文本测试软件中,这种编程面向过程,语法规则特定。但工程师必须要具有一定的编程技能,由于编程过程复杂,自动化测试不具高效性、快速性和同步性。目前,伴随着半导体技术的不断进步,图形化编程语言编程为工程师提供一个有效的可编程平台。笔者主要综合自身多年来在半导体企业从事集成电路测试工作实践和管理经验,深入探究集成电路测试系统管理及其开发应用,旨在实现集成电路测试精细化管理的要求和行业可持续发展。
1.集成电路测试设备及配件概述
1.1 集成电路测试设备功能分析
针对集成电路测试设备及功能而言,主要体现在四个方面:
(1)测试机。测试机主要参考因素包括硬件架构端子数、操作系统环境、时钟速度、程序开发工具、应用程序等,早期测试机多以C、Pascal等程序语言为开发工具,目前VB应用广泛,各种辅助应用程序为测试工程师提供了发展时机;
(2)晶圆针测机。目前,四寸至十二寸晶圆均经针测机在晶舟与测试机间进行存取,此种设备对机械自动化、结构精密度、运转稳定度要求较高;
(3)器件分类机。分类机主要执行测试机与集成电路成品间的电性接触,按照测试程序中定义结果进行分类;
(4)预烧炉。早期预烧炉主要提供预烧条件中所需电流、偏压、波形电路机制,目前主要以封装类型为依据来进行设计,对被测器件具有承载作用。
1.2 集成电路测试机原理
测试机多由高性能量测仪器构成,而测试系统属于测试仪器与计算机控制的综合体。计算机控制主要是经由测试程序执行指令集对测试硬件进行控制,最终由测试系统提供测试结果。为保证测试结果的一致性,必须要对测试系统进行定期校正处理,一般应用校正芯片对测量仪器精准性进行验证。目前,多数测试系统可测试具有特定类别特征的集成电路,通用器件种类包括数字、内存、混合信号、模拟。一般而言,测试系统包括来源内存、捕捉内存、测试样本或扫描向量内存、端子电路,而测试方法主要采用施加与测量模式,通过设置测量范围、测量极限、设备性能参数而完成测试作业。
2.集成电路测试数据分析
为了开发集成电路测试管理系统,必须要详细分析现有的产品管理过程与测试流程,从而优化系统功能与框架设计。首先,要对现有产品测试数据进行统计分析。一般而言,集成电路测试生产线上具有4个左右的测试平台,每个测试平台对不同产品、测试参数所提供的测试数据、时间不尽相同。通常状况下,测试结果属于生产过程总体情况的直接反映指标,优化测试参数,能获取产品良率信息。在现阶段,由于测试参数较多,且各个参数间能产生不同程度的交互效应,最终影响统计性质。目前,就测试统计工具分析方法而言,主要包括两种:一是比较分析,二是相关性分析。譬如在不同条件下,可对每片晶片测试参数进行比较分析,观察测试参数之间的差异性。同时,可将测试参数与WS数据、测试数据、iEMS数据进行相关性分析,寻找相关性诱因。以上两种分析方法均在明确现有历史数据对产品设备、生产状况的影响下进行。应用现有数据预测产品特征,考虑到测试问题具有复杂性,工程师往往无法对测试结果的准确性进行优化判断。
在实际分析过程中,可综合多种统计手段来进行分类效果预测。具体而言,必须要注意四个问题:
(1)明确好坏组。基于掌握历史测试数据的基础上确定好坏组分组规则;
(2)对测试参数进行删选。择取与另一平台测试数据具有相关性的测试参数,并进行集合,在此基础上择取好坏组间差异显著的测试参数;
(3)对主成分进行综合分析。针对具有差异性的测试参数而言,必须要作正交化处理,将测试参数间的交互作用及时消除;
(4)判别分析。对待预测晶圆至好坏两组距离进行计算,应用具有统计学意义的Mahalanobis距离将常用远近距离进行替代,并将其归纳到距离近的那组,实现分类目标。此流程可优化最终结果,同时在研究过程中还可运用判别分析、分析流程等筛选方法。
3.集成电路测试管理系统设计
3.1 集成电路测试系统数据库概念与逻辑设计
针对集成电路测试系统数据库概念设计而言,主要包括四类方法:一是自顶向下,二是自底向上,三是逐步扩张,四是混合策略。就测试管理开发而言,主要应用自底向上方法,即首先勾画局部概念结构,并将各个局部进行集合,最终获取全局概念结构。于构建概念模型前,必须要深入分析需求分析中形成的数据,把握数据实体属性,构建实体间关系。在数据库开发时期,开发环境择取Web应用框架(Django),按照系统情况,于数据流图中择取适当数据流图,每部分均与一个局部应用相对应,联系各个局部数据流程图,检查概念模型图设计的精准性。
概念结构属于数据模型的基础,为了达到测试管理系统要求,要将概念结构转化为数据模型。在数据库管理系统中,通常只支持网状、关系、层次三种模型中的某一具体数据模型,导致各个数据库管理系统硬件具有局限性。因此,在逻辑结构设计中,首先要对概念结构进行转化,促使其常用网状、层次模型,并基于特定数据库系统辅助下,促使转化为数据模型。同时,数据库择取MySQL,降低总体拥有成本。
3.2 集成电路测试系统数据库物理设计
就集成电路测试系统数据库物理设计而言,首先要明确数据库物理结构,再对其进行综合评价,其内容主要包括三个方面:
(1)数据储存结构。在对数据存储结构进行评价时,要将维护代价、存取时间、空间利用率作为考虑因素。一般而言,将冗余数据消除,能有效节约存储空间,但易增大查询代价,故要权衡利益,择取折中方案。MySQL属于关系型数据库,聚簇功能强大,为了保证查询速度,可将属性上存在相同值的元组进行集中,存入物理块中;
(2)数据存储位置。在开展数据库物理设计时,可将MySQL数据库中的用户表空间与系统文件相对应的数据存入磁盘驱动器中,以达索引与数据库软件、表分类存放目的。针对MySQL数据库而言,可将不同用户建立的表进行分类存放,可最大限度地优化数据库;
(3)数据存取路径。在关系数据库中,要明确存取路径,寻找索引构建方法。索引作为一种数据库结构,主要包括三种形式:一是簇索引,二是表索引,三是位映射索引。在MySQL数据库中,利用索引可提高聚集中数据与表检索速度。科学应用索引,能降低磁盘I/O操作次数。
4.集成电路测试管理系统的实现与开发利用
4.1 集成电路测试数据输入
在测试生产线上,由于每天都会出现大量的晶圆测试作业,故针对产品测试管理系统来讲,必须要将晶圆信息输入到相应数据库中,便于后续功能操作的实现。在现有测试生产线上,一部分产品信息可实现自动输入,譬如每片晶圆均存在自身产品批次与编号,于晶圆制造中可将此类信息标记在晶圆表面上,经由晶圆针测机自动识别装置进行读取。待读取完毕后输入到相关的测试结果中。而就其它无法自动输入信息而言,譬如测试接口、针测卡、测试设备等信息,必须要进行手动输入。
基于把控生产线实际状况的基础上,每名录入员均需进行班组个人生产日报的录入,工作量相对较大,同时考虑到系统实际需要,于每2小时需要进行一次数据录入,故必须要重视录入速度。当数据被录入子菜单时,其每页面设计必须要采用Django的第三方控件,利用其强大功能以达无鼠标操作目标。从本质上来讲,输入员将该子页面打开后,仅有键盘可进行输入操作,方便较为快捷,与用户实际需求吻合。
4.2 集成电路测试结构文件上传
针对集成电路测试管理系统而言,必须要将测试设备工作站所定义的测试结果文件输入数据库,最终才能构成数据分析报表。待晶圆测试完毕后,测试设备将构成晶圆测试结果的文件转变成一个传送信号,上传到数据库服务器,而服务器会依据文件发送信头,最终接纳测试结果文件。
针对测试管理系统为而言,为了确保其传送速度,本文研究中实现了三个方面的优化处理:
(1)针对测试结果文件传送而言,主要应用实时传送原则,即传送时机择取为测试结果文件组成后,对以往分批次传送方式进行了优化补充。从整体上来讲,有助于预防文件过大而促使传送速度滞后,对服务器正常运行具有一定的辅助作用;
(2)文件上传后并未直接植入数据库中,而是暂时存入原始数据暂存器中,有助于防止某些无效格式测试结果文件被上传。譬如在测试中存在了人为中断现象,而诱导某些测试数据最终转变为冗余数据。经由原始数据暂存器剔除此类无效格式文件,能最大限度地确保数据库文件的精准性。此外,经由原始数据暂存器对测试结果文件权限进行整合配置。譬如在存储过程中可允许访问统计结果,不允许访问某些重要数据。从某种角度上来讲,极大地提高了数据库的安全性;
(3)针对测试管理系统开发而言,主要采用存储过程进行统计,包括生产盘存月报、生产日报、周报、月报、季报、年报、设备异常报警率、生产良率表等。基于应用程序界面上,分开统计功能与查询功能,应用统计功能对存储过程进行调用,基于服务器端作用下对信息开展各类汇总作业,并录入历史存表中。而利用查询功能自历史表中对已计算数据进行调用,完善了系统性能,增强了查询效率。
4.3 集成电路测试在线预警、测试数据查询与分析
就集成电路测试在线预警功能模块而言,主要因测试生产线工程师少,在测试过程中,无法及时发现出现的误测或不良测试,为测试工程师及早发现问题提供了有力的帮助。而针对集成电路测试数据查询而言,该模块主要考虑到用户对生产线实时数据具有查询需求,涵盖产品负责人、芯片产品、测试日期、测试站点等信息。同时,数据查询模块还可查询各类良率分析报表,其中查询功能与统计功能单独使用,有助于用户自主选择,其查询内容涵盖测试平台比较报表、良率分析年报、季报、月报、日报等。
5.结束语
综上所述,本文主要以集成、高效、全方位、先进企业管理要求为出发点,进行集成电路测试管理系统开发设计,旨在提升集成电路企业管理水平,增强市场核心竞争力,对半导体测试行业中的企业生产管理系统具有至关重要的作用。在实际开发过程中,由于对现有测试生产线上出现的测试数据无法全面管理,故无法深入分析影响集成电路测试生产效率提高的因素,因此在前期做了大量设备与测试方法研究。在测试管理系统数据库设计完成时,以前台开发工具(Django)、后台数据库(MySQL)为导向,开发了与用户操作需求的吻合的集成电路测试管理系统。在整体开发过程中,立足于数据库并发控制、查询优化等技术难题角度,确保了高效查询速度与数据操作的完整性,最终集成电路测试管理系统实现了五个功能,包括测试数据录入、测试结果文件上传、产品测试在线预警、数据查询与分析和测试运行相关报表生成,与企业信息化、自动化、精益化管理需求相一致,具有较大的应用前景。
参考文献
[1]杨荣.面向模拟IC测试的高精度数字化仪的设计与实现[D].电子科技大学,2013.
[2]朱龙飞.混合集成电路测试系统上位机软件设计[D].电子科技大学,2013.
[3]汪天伟.混合集成电路测试硬件电路测试板的设计[D].电子科技大学,2013.
[4]杨建军.基于嵌入式技术的集成电路测试系统软件设计[D].电子科技大学,2013.
[5]刘军.漏电保护专用集成电路测试系统的设计与实现[D].电子科技大学,2013.
[6]窦艳杰.数字集成电路测试矢量输入方法研究和软件实现[D].电子科技大学,2012.
[7]周厚平.集成电路测试系统微小微电子参量校准技术研究[D].中国舰船研究院,2012.
[8]尹超平.基于VIIS-EM平台的虚拟数字集成电路测试仪的研制[D].吉林大学,2013.
[9]盛谐辉.国家科技重大专项年度总结在京召开 于燮康获得了“个人突出贡献奖”长电科技、通富微电获得了“应用工程优秀团队奖”[J].半导体.光伏行业,2011(01):56-57.
[10]蔡瑞青.基于Ultra-FLEX测试系统的集成电路测试开发[J].电子与封装,2013(08):20-21.
【关键词】电子技术;课程;教学过程;教学处理
电子技术课程是机电工程、计算机专业一门专业基础课,但目前的电子技术教材存在知识过于强调知识的理论性而忽略学生技能培养的问题。毕业生就业制度的改革,对职业学校的教育提出了新的要求。电子技术课程的教学也应适应形势,积极改革。
1、以分立电路为基础,以集成电路为重点
电子技术大纲中提出了“以分立电路为基础,以集成电路为重点的”的指导思想,这与电子技术的发展是吻合的。集成电路是由分立电路发展而来的,没有分立电路这个“基础”,就难有集成电路这座“大厦”,而且集成电路又是整个电子技术发展方向,在目前的实际应用中,几乎淘汰了分立电路。但在教材中如何去体现这个“基础”与“重点”的关系呢?
1.1对分立电路要讲基础
通过分立电路的讲述建立起基本的概念,掌握基本的理论和基本的分析方法。教材中要选准典型电路,比如单管共射放大电路,以讲清该电路的放大原理;用两个共射放大电路加中间的耦合元件,就构成了两级放大电路,以讲清耦合方式和信号的流向;加负反馈元件,则构成负反馈放大器,以讲清负反馈的概念及负反馈对放大器性能的影响;加RC选频网络,成为RC振荡器,以讲清振荡的条件、振荡的频率、调频的方法。这样做的目的是:通过典型电路,讲清有关概念、分析理论和分析方法。教师在教学过程中不必分析太多的电路,使学生易于接受。
1.2对集成电路要讲应用
随着电子技术的发展,集成电路在工业生产上的应用十分广泛,如果教材还花大篇幅去讲集成电路内部载流子的运动规律,将会与应用脱节。目前,集成电路的产品繁多并且层出不穷,教材中实在无法一一列举,因此,对含集成电路的处理可选取典型的器件,以管脚排列—功能—应用举例为线索,同时介绍如何查手册对集成块进行替换。
2、加强数字电路的比重
数字技术发展至今,已成为最先进、最重要、最具实用价值的应用技术,在教材中应加强这一部分的比重。
由于数字电路的集成化,器件和电路间的界限已变得十分模糊,而现有教材都是用大量篇幅详细介绍数字器件的内部构成、工作原理,于是教得辛苦,学生学得费劲,学完之后不仅不能适应社会需要,而且在后续专业课中也糊里糊涂。但也不能只讲数字器件的使用情况,更不能使其成为产品说明书。因此,应对教材的数字电路部分作大胆的改革。
2.1以数字部件为基础,讲清其逻辑功能及工作特点
目前的教材基本是以设计思路—内部结构—功能—特点为线索,这样存在两个缺陷:一是费力不讨好,费很大劲去讲内部电路,学生反而掌握不住重点;二是与实际应用存在差距。其实,像全加器、译码器、计数器、触发器等,以符号———功能———特点———芯片———应用为线索,不涉及内部结构和原理,强调外引线的连接及使用,这样,教材更具实际意义。
2.2以数字部件的应用为重点
把数字电路各部件搭接起来构成某种应用,比如由触发器搭成计数器,使学生不再认为这些部件是一些毫不相干的集成块,而是可以灵活搭接的活生生的功能电路,从而打开了一扇知识变能力的窗户,为学生今天更好地适应社会竞争做一些准备。
讲述数字部件的应用可以选取典型的实验课题,比如:实验中有红、黄两个故障指示灯,用来表示三台设备的工作情况。当只有一台设备有故障时,黄灯亮;若有两台设备同时产生故障时,红灯亮;只有当三台设备都产生故障时,才会使红灯和黄灯都亮。实验可以分别用门电路、全加器、译码器、数据选择器等来实现,用不同的器件来实现相同的课题,既提高学生的兴趣,又在这种应用中使学生能更好地学会各种数字部件的功能和应用。
3、以能力培养为重点,加强实践性
为了提高毕业生的社会竞争力,学校教育的当务之急是要以能力培养为重点。
3.1适当降低理论深度
如何把握理论深度,现时尚未有明确的定论或指导性文件。那种为了降低理论深度而把教材变成产品说明书的做法也是不可取的。(1)基本理论和基本分析方法要保证,不然就无以保证教育部关于“重基础”的目标。(2)以定性分析代替定量计算。操作型人才要区别于设计创造性的人才;而电子技术作为技术课程,计算的结果只是作为参考值,而应更注重的是在实践过程的调试。(3)避繁就简,去掉不必要的内部分析。因为在使用集成块时不需关心该集成块内部是如何工作的;而且集成电路实现了材料、元件、电路和系统的统一,元件与电路的关系已经不再适用。
3.2加强实践技能的培养
关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索
中图分类号:TN79 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2015)19-0006-02
1958年,美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路,随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展,集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点,广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子,其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。
自2006年以来,我国集成电路的产值为126亿美元,占全球产业总产值的5.1%,2013年我国集成电路的产值为405亿美元,占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%,远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。
近年来,半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速,因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要,国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程,并且取得了较好的效果,使人才缺口减小,但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养,本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题,并且根据教学的现状,探索出集成电路设计的教学改革。
一、数字集成电路设计原理教学中的现状
集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言,偏向于系统级的大规模集成电路设计,因此,微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成,避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法,能够进行一些小规模的集成电路设计,但是设计出来的产品不能用,不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。
二、数字集成电路设计原理教学改善的方法
(1)针对上述的问题,在多年教学的基础上,在教学方法上进行改进,改变传统的以教师为中心,以课堂讲授为主的教学方式,采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系,提高学生的学习兴趣,通过将一个项目拆分成几个小项目,使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解,并且将课程的主要内容相互衔接与融合,形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组,通过小组的方式加强了学生的相互合作能力,让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计,能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。
(2)通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中,通过跟踪课内外学生设计中反应的问题,对项目难易度的进行调整,提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域,对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法,使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。
(3)开展校企合作的方式,进一步提高教学质量和学生的综合素质,促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补,资源共享,培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才,也能够让学校和企业形成无缝对接。
三、小结
随着大规模集成电路设计的发展,更多的设计工具和设计方法出现,因此,使用最新的设计工具,合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容,可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索,改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式,充分发挥了学生的能动性和协作能力,使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。
参考文献:
[1]殷树娟,齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育,2012,(4):64-65.
[2]王铭斐,王民,杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术, 2012,8(9):4671-4672.
关键词:集成电路设计;集成系统;本科专业;创新型人才;课程体系
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)35-0049-03
一、引言
集成电路产业是信息产业的基础和核心,是推动信息产业发展的源泉和动力。国务院于2000年6月25日颁发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(18号)》,大力支持和鼓励我国集成电路产业的发展。在国家政策的扶持下,我国集成电路设计业发展迅猛,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。教育部于2003年开始批准设置“集成电路设计与集成系统”目录外本科专业,2012年普通高等学校本科专业目录中调整为特设专业,以适应国内对集成电路设计与应用人才的迫切需求,截止2014年,全国已有28所高校设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。国务院于2011年1月28日颁发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(新18号)》,要求高校要进一步深化改革,加强集成电路设计相关专业建设,紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式,加强专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设,努力培养国际化、复合型、实用型人才。
“集成电路设计与集成系统”专业涉及的新概念、新技术、新方法不断涌现,是一个工程性和实践性很强的本科专业。集成电路领域技术和管理人才严重不足、人才质量普遍不高已成为制约我国集成电路产业健康、快速发展的瓶颈。国家集成电路产业“十二五”发展规划提出加强人才培养,着力发展芯片设计业,2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》进一步指出,要着力发展集成电路设计业,加大人才培养力度。因此,研究适合本专业的理论与实践并重融合的课程体系,培养创新型集成电路设计人才具有十分重要的现实意义和历史意义。
二、集成电路设计与集成系统专业人才培养的特点
集成电路是推动当前经济发展的重要技术,由于集成电路设计与集成系统领域发展迅速且新知识、新技术层出不穷,多学科交叉融合,毕业生就业具有国际性,要求教学体系和实践平台建设必须跟上最新的产业需求,才能培养出适合社会和企业需要的集成电路设计与集成系统创新型人才。在进行集成电路设计与集成系统领域创新型人才培养时我们需要紧紧抓住以下几点。
1.集成电路设计与集成系统专业是新兴专业,国内还没有形成该专业的人才培养规范,目前国内各高校该专业的教学计划是从国外或者相关专业延伸来的,系统性、完备性差,还没有形成完整的知识体系。
2.集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,因此要利用综合性学科知识为该类人才的素质培养服务,从注重单一知识和能力的培养,要转变到注重综合知识和能力的培养。
3.集成电路设计与集成系统是国家特设专业,根据高校自身办学特色和市场需求设置的专业,需要针对企业对该类人才的需求,将企业需求融入课程体系,与企业联合制定培养方案,建立核心课程体系,实时调整专业课程教学内容。
4.集成电路设计与集成系统专业具有较强的工程性和实践性,不仅要具有较强理论知识基础,而且要具有较好的工程实践能力以及一定的创新能力,需要建立一种基于项目驱动的多层次的实践教学体系,保障四年工程实践训练不断线,逐步提升学生的工程实践能力和创新能力。
三、集成电路设计与集成系统专业课程体系的构建
根据集成电路设计与集成系统专业人才培养特点,按照通信、计算机和集成电路融合发展的科学规律,结合我校学科专业优势特色,确立了本专业人才培养的课程体系。
(一)人才培养目标
2006年全国科技大会上提出,到2020年,我国将建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。具有较强的自主创新能力是创新型国家的主要特征之一,只有培养具创新精神和创新能力的人才,才能提升自主创新能力。集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是最能体现科技进步对创新型国家贡献率的行业。
因此,本专业旨在培养德、智、体、美全面发展,适应社会主义现代化建设和信息领域发展需要,掌握宽广的人文知识、坚实的自然科学知识以及扎实的专业知识,具备工程实践能力和创新能力,具有自主学习集成电路与集成系统领域前沿理论和技术的能力,能在集成电路与集成系统领域从事研究、设计、实现、应用的高素质创新型人才,为全面实现创新型国家提供强有力的支撑。
(二)人才培养规格
集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,如图1所示。其中,图1中①就是通信算法(应用)的直接IC(实现)化的ASIC、FPGA电路或者可重构电路;②就是算法(应用)的指令集合(体系结构)化的目标程序;③就是指令集合(体系结构)的IC(实现)化的处理器;④就是集成电路技术发展推动的先进处理器。
根据多学科融合发展和人才培养目标定位,确定了本专业知识、能力、素质的人才培养规格如下。
1.知识结构要求。(1)具有坚实的自然科学理论基础知识、电路与系统的学科专业知识、必要的人文社会科学知识和良好的外语基础。(2)具有通信系统、计算机系统结构、信号处理等相关学科领域的基础知识。(3)掌握集成电路与集成系统领域的基础知识和工程理论。(4)掌握集成电路与集成系统电子设计自动化(EDA)技术。
2.能力结构要求。(1)具有使用电子设计自动化(EDA)工具进行集成电路与集成系统设计的能力。(2)具有较强的科学研究、工程实践及综合运用所学知识解决实际问题的能力。(3)具有了解本专业领域的理论前沿、发展动态和独立获取知识的能力。(4)具有自主学习能力、创新能力、协同工作与组织能力。
3.素质结构要求。(1)具有良好的思想道德修养、职业素养、身心素质。(2)具有奉献精神、人际交往意识和团结协作精神。(3)具有一定的文学艺术修养、科学的工程实践方法。(4)具有一定的国际化视野、求实创新意识。
(三)课程体系
集成电路系统设计涵盖“系统设计、逻辑设计、电路设计、版图设计”四个设计层次,课程体系应覆盖四个设计层次需要的所有知识点,各知识点之间要具有连贯性、系统性和完备性。集成电路设计与集成系统专业具有很强的工程性和实践性,通过计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,强化学生的工程实践能力和创新能力。集成电路设计与集成系统专业是一个多学科的交叉新兴专业,课程体系中应该包含通信、计算机和集成电路的相关知识点,各知识点之间要具有交叉融合性。集成电路系统设计是一个高速发展的学科领域,知识和技术更新速度非常快,课程体系应该体现先进性,使得学生能够接近先进的技术前沿,同时课程体系中也应该包含一些面向企业的工程设计与实践的实用性课程,进一步提高学生的就业竞争力和工程创新能力。
因此,根据人才培养规格和特点以及课程体系的连贯性、系统性、完备性、融合性、先进性和实用性,结合我校自身优势特色,构建了如下页图2所示的知识、能力、素质协调统一的理论与实践并重融合的课程体系。课程体系以能力培养为导向,集中实践环节为支撑,核心课程为基础,一组集中实践环节和核心课程培养一种能力。同时,设置综合素质教育模块和课外科技创新活动模块,提升学生的工程素质和创新能力。
课程体系主要突出计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,进行分学年重点培养。第一学年主要培养学生的计算机应用能力,第二学年主要培养学生的电子技术应用能力,第三学年主要培养学生的嵌入式系统设计能力和集成电路设计能力,第四学年主要培养学生的工程创新能力,通过设置“数字集成电路”、“混合信号集成电路”、“嵌入式系统”三个方向课程模块,实现人才的个性化培养。
通过嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力和工程创新能力培养过程中的集中实践环节和核心课程设置,将集成电路设计与通信/计算机相结合,体现课程体系的交叉融合性。将集成电路系统设计层次中的“系统设计”贯穿于工程创新能力、嵌入式系统设计能力培养,“逻辑设计”体现在电子技术应用能力培养中,通过“电路设计”与“版图设计”实现集成电路设计能力的培养,实现了课程体系的系统性和完备性,通过教学内容的组织实现知识的连贯性。
课程体系设置了一系列集中实践环节和独立设课实验(集成电路EDA技术实验、微处理器设计实践)以及课内实验,在教学内容的组织上将软件无线电(SDR)系统(包括算法、体系结构、集成电路)设计与实现的科研成果融入教学过程,实现四年工程实践训练不断线,体现课程体系的工程性和实践性。同时通过下一代无线通信系统的核心器件――SDR系统处理芯片设计为牵引,设置通信集成电路系统工程设计与实践相关课程,采用世界主流EDA厂家先进EDA工具完成集成电路EDA技术实验以及集成电路系统设计,实现课程体系的先进性和实用性。
(四)教学内容组织思路
以“高级语言程序汇编语言程序机器指令序列计算机组成(CPU、存储器、输入输出、数据通路与控制单元)计算机部件设计计算机部件(FPGA和专用集成电路)实现整机(FPGA或专用集成电路)实现面向通信、信号处理领域系统(嵌入式系统、数字集成电路、模拟集成电路)设计与应用”为主线组织教学内容,体现知识的连贯性,培养学生的计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力。通过通信集成电路系统工程设计与实践(包括数字集成电路工程设计与实践、嵌入式SoC工程设计与实践、模拟集成电路工程设计与实践等),将软件无线电(SDR)系统的设计与实现的科研项目成果融入课堂教学,贯彻我校“教研统一”办学理念,突显我校信息通信行业优势特色,培养学生的工程创新能力。
四、结论
课程体系设置是专业建设中的关键核心问题,对人才的培养质量起决定性的作用。本文充分考虑了集成电路设计与集成系统专业多学科交叉融合、工程实践性强等特点,结合我校本专业在通信专用集成电路设计、专用处理系统设计方面的优势特色,形成了通信、计算机与集成电路设计相结合、理论教学与项目实践相结合的课程体系。以能力培养为导向,以集成电路设计和嵌入式系统设计融合为主线组织教学内容,培养学生的集成电路设计与嵌入式系统设计(计算机应用、电子技术应用、微系统设计)能力,通过面向通信领域的集成电路与嵌入式系统工程设计与实践,提高学生的工程创新能力。
参考文献:
[1]国务院2011年4号文件.关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策[J].软件产业与工程,2011,(2).
关键词 集成运算放大器;虚短虚断概念;等效模型;反相比例运算电路
中图分类号O59 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0111-02
0引言
外接的电路如何才能够与集成的运算放大器进行一个不同程度的连接,这应当是一个及其复杂的过程。对于不同的结构图层来说,其所能够反应的网络也是不同的。针对于这样的情况,我们就需要对于反馈元件所能够反馈的方法也是不同的。这就使得对于其所构成的功能也需要进行仔细的研究,每一个应用的电路对于其特性存在方式也是不尽相同。所以,在进行电路的分析过程时,对于其众多的线路来说,可以讲其中的集成电路细致化,将其粗略的看作为理想的运放,并且也可以将反馈的元件同时看做为理想的元件进行研究。本文基于这一背景,分析了集成运算放大器的虚短虚断概念,这一研究对于集成电路的进一步认识具有一定的参考价值。
1理想运放的基本条件
在进行差值的模式模拟的过程中,对于其电压在进行增加的时候,其增益的一方可以进行没有限制的扩大;于此同时那些频带的宽度也是没有优良限制的;并且,对于共模的电压来说,其增益的状况可能会变成数值零;而且当其电压在进行输入的时候,状况失调,并且其在进行电流的偏置过程时,能够将输入的噪声进行电压的分析,也需要将电流的均衡数值更改为零;另外在进行阴抗的输入的时候,其数值应当是无限大的;而在进行阴抗的输出时,其数值为零。
2 理想运放的等效模型
对于理想的运放等效模型来说,我们可以从反馈的角度对其进行探讨。其在进行工作的时候,基本上处于两种态度,首先则是对于反馈的负面数值的工作状况,其次则是对于反馈的正面数值以及反馈在进行开环时候的状态。这样的话,当集成的运作在进行反馈的时候,正处于最为深度的反馈负值的情况下,那么对于其所输出的电压以及其所输入的电压来说,将会成正比的关系。
3 虚短虚断虚地的概念
对于理想的数值进行运送和放收的时候,其存在的差值是会将其具体的电压进行增大的,并且结果还是能够增加到无限数值的扩大。而在进行电压之间的进行变化的时候,其过程的条件需要在有限的数值上面进行变化,这样做的前提条件就是需要将输入时所输入的差模更改为零电压,也就是说而,从这具体的状况可以明确的得出,这些在相同的端口进行的时候,与其在同等条件下的相反的端口所表达出来的电压情况在很大程度上都是一样的。所以,该电路就被成为起家的短路。如果在同样的设备之下,对于完全相反的两个端口,其显示的点位也是完全相反的,也并不存在着直接的进行接触,这样的状况被称之为虚地。然而,在这样的过程中,如果其显示的电阻并没有出现正常的情况,而后出现了无限大的电阻状况,那么这样的情况,在它集成电路的两端所存在的电路,在一定状况下几乎变化为零,这样的状况就被称之为虚假的断路。
4 反相比例运算电路
在进行反比的验证的过程时,对于其所存在的电路计算图的模式,我们可以根据研究进行具体的阐述。通过具体的研究,我们可以得出,在经过信号1的输入之后,对于外接的电阻也能够进行相应的基础运作的,其中所能够呈现的应当是一个完全相反的电路,也就可以将其称之为反馈的电阻2。这样的话,在进行输出端口的实验之时,与其相反的如入端口之间存在着不同,并且还能够将连接而成的电压进行联系和反馈,对于那些集成性能十分强大的电压在过程的时候,也能够将其平均的实现电阻的平衡,这一过程就叫做平衡的电阻3.而那些主要是用来进行相同端口的使用,并且与相反的端口进行外界电阻方面的出现了相同的状况的时候,这样就能够在很大程度上能够保证其在进行工作的时候,一直处在一种相对比较平衡的状态。这样的话,也能够对于偏置的电流进行一种输入性质的消除,以及对于温漂也会产生一定的影响。所以,为了能够将传输的行为在一种最为理想化的情境下实现,这就需要对于短路进行反复的运算和选择。
6结论
建立理想集成运算放大器的等效模型,讨论集成运算放大器的虚断、虚短、虚地的概念,并运用它们分析集成运放的比例运算,在进行电路的比例性质的运算过程时,对于其最为基本的操作模式应当是运放应用电路,因为它可以讲具有实际电路的基础电路、放大器的通用数据,这样的三种集成运放共同组合而成,这样的状况会使得工业化进行控制的时候能够实现自动化,也能够运用多个方面。
参考文献
[1]王著.集成运算放大器放大倍数算法的研究[J].安防科技,2006,1:38-39.
[2]史正凤.集成运算放大器的虚短虚断概念及在线性运算中的应用[J].电脑知识与技术(学术交流),2007,No.1111:1293,1325.
[3]朱少根,潘强,李源.应用“虚短”和“虚断”求运算放大器的传输特性[J].电气电子教学学报,2002,6:48-49,93.