集成电路功能
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集成电路功能范文第1篇
【关键词】高速公路；机电系统；公路技术应用
高速公路机电系统是发挥道路设施交通功能的主要辅助系统，包含有多个子系统，属于以电子、电气、控制、通信、机械、计算机网络和交通工程等技术为基础的综合性系统，通信系统、监控系统和收费系统以及供配电照明系统互相配合，协同作业，通过子系统内部和各子系统之间由通信网联系，监控系统和收费系统大都为计算机控制系统，实现光缆数字通信连接成远程计算机网络，从而完成各网络间的信息共享。
1 监控系统分析
监控系统是实现高速公路运行管理的主要手段。监控系统的目的是保证行车“安全”和道路“畅通”，其的作用是监视与控制，主要完成实时采集、记录和显示交通流数据、事故信息、气象信息，并据此判断各路段的交通状况，交通控制信息，对全线交通状况进行控制和调度。并在此基础上，再实现高速、环境保护等其他目标。监控对象属性在很大程度上决定监控系统的检测、控制方式、系统组成和设备配置。监控需要了解高速公路交通会出现哪些情况（交通流有几种状态），特别是那些影响“安全”和“畅通”的状态有何特点；需要确定用什么方法来描述、检测和转变（控制）这些状态。
监控系统的具体功能是准确及时采集交通流、交通环境和主要交通设施状态的各种信息，并根据已掌握的信息，迅速做出有针对性的处理和优化控制方案，并立即执行；通过建立多种信息渠道，为用户提供信息服务，引导驾驶员调整行驶行为，达到交通流动态平衡；可以进行探测和确认交通事件、隧道火情控制、冬季路面使用状态检测等专项检测；对交通事故能够做出快速响应，迅速排除事故根源和提供救援服务；并通过建立高速公路交通数据库，支持道路运行状况的评价，为改善高速公路经营和交通管理的决策提供数据分析。
2 通信系统分析
通信系统是高速公路现代化运行管理的支撑系统，通信系统实现监控系统和收费系统的高效运转，同时保证高速公路各管理部门间的业务联络畅通，并要为高速公路管理部门和外界建立必要的联系网络，同时，通信系统也是交通信息最主要的传输载体，为各种网络服务及电视会议系统提供传输通道。通信系统的主要任务是根据规定的技术要求，确保整个系统数据、命令、图像及语音等多种信息传输的及时性和准确性。因此，安全、可靠、完善和高效的通信系统是高速公路正常运行的重要保证。
高速公路通信的主要特点是专用性强，通信对象主要是高速公路管理部门内部各个单位和高速公路使用者；需要传输的信号种类繁多，有语音、图像、数据和GPS定位信号等；对各类信号的传输有明确要求，如图像和语音的实时性，控制指令和报警信号的高可靠度，收费数据严格的连续性等；另外是通信方式繁多，几乎包含了当前所有的通信方式，如光缆通信，程控电话，计算机网络数据和多媒体通信，移动电话，微波和卫星通信等；数据、图像和语音的传输和处理直接相联，通信系统是作为监控、收费等计算机网络的通信支网而出现，计算机直接参与通信是公路通信的主要特点；同时要求可靠性高，稳定性强，通信系统每天24h不间断运行，中断会丢失重要数据或造成事故处理不及时。
3 收费系统分析
收费系统在高速公路的运营管理中起着至关重要的作用，也是高速公路规范化运作、统一管理的基础保障系统。收费系统实现的主要功能是收费通量统计和车辆分型，按标准收取通行费并发放收据，统计、汇总与收费有关的数据和交通量数据，传送到收费站点、收费管理所、监控中心等各级管理部门的上一级计算机进行处理，编制各类管理报表和进行数据分析，存储重要数据，并根据监控中心的命令，对出入高速公路的车辆进行控制和调节。
该系统一般为三层次结构：收费车道、收费站（或称收费监控广场）、收费管理中心，收费系统在高速公路主线或匝道设有收费站，收费站根据进出交通量和道路条件设有若干条入口和出口收费车道。收费车道由收费岛加以隔离，岛上设置有各种收费设备。收费车道前后形成一个宽于道路路面的收费广场，以便车辆排队等待交费和供车辆加减速缓冲用；广场旁设有收费监控楼，对收费广场的情况进行实时监控。如果对收费采用计算机管理，则用计算机数据通讯网络将收费车道、监控广场和收费管理中心三级设备组成一个高效率的计算机收费网络系统。
4 供配电照明系统分析
供配电照明系统是高速公路机电系统必不可少的辅助系统，也是提供给收费、监控、通信系统设备用电的系统。供配电照明系统的主要功能是按照规定的技术要求，24h不间断的对机房内部设备和外场终端安全供电。要求既能正常供电，也能紧急供电。其中正常供电包含变电和配电两部分。变电建设有高压和低压配电室以及装备各种配电箱和配电屏。配电则按沿线布设电缆管道及各种规格电力电缆和控制通信电缆。紧急供电一般配备柴油交流发电机组、防酸漏铅电瓶及UPS电源。高速公路照明一般有三个部分：主车道照明、广场（立交和收费站）和隧道照明。在运输繁忙、事故多发（立交和匝道连接点）、重要（主车道）路段设置主线照明，可以改善夜间行车环境，减少道路交通事故发生。照明能使CCTV摄像机充分发挥夜间监视的功能；收费广场采用高杆照明，以保证收费车辆的安全交汇和排队。隧道照明在白天和黑夜都必须工作，隧道内各区段的亮度分布需满足人的视觉适应特点；各路段的人工照明亮度需要按照环境亮度条件进行调节；而且隧道内还应当设置断电和火灾时的应急照明系统。
5 综合防雷系统分析
高速公路机电系统应当把雷电的危害及其防护技术措施放在重要的位置来考虑。雷电防护属于一个系统工程，在所有的电力和工业设备上都很相似，要求较高的可靠性。随着大规模电子设备日益广泛的应用，高速公路机电系统不同程度地遭受了雷电侵害，轻则设备被雷电击坏，造成系统部分功能丧失，重则造成系统瘫痪，经济损失惨重。高速公路具有点多、线长、面广的特点，既有大量的强电设备，又有监控、通信、传感等弱电设备，因此对机电系统的防雷问题也应该从接地网、电源线、接地体、电源系统、传输光缆、电缆、整体机房防雷等多个方面进行全方位整体防雷研究，及时避免机电系统遭受雷击损害。
参考文献：
[1]吴伟国，张平乐，王帆.浅谈机电系统建设与高速公路智能化[J].湖南交通科技，2009（04）.
[2]靳引利，范晓，雷雨.高速公路机电设备维护管理系统的设计与实现[J].公路交通科技（应用技术版）. 2007（09）.
集成电路功能范文第2篇
【关键词】数字电路 读图 基本方法
【中图分类号】TN79 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）30-0123-03
人类生活带着对电子技术越来越强烈的依赖进入新世纪。电子技术对人们的这种深刻影响，使广大青少年及电子爱好者对电子技术知识的兴趣也越来越浓厚。
在中学，物理是一门较难的学科，如电磁场的特性，学生看不见、摸不着。在职业学校电学也是课程中相对难学的一门课，一方面电学比较抽象，另一方面电工电子和一系列电路理解起来有个过程，尤其是电路图，学会看电路图，十分重要。
看懂电子电路图是电子技术工作人员的基本能力，就如一个车工必须看懂机械零件图一样。因为只有看懂了电子电路原理图以后才能对电路进行调试、维修和改进。因此，具有一定的电子电路图的识图技能是分析和解决电子技术问题和深入学习的基础。
一 数字电路图的识图方法
首先让我们了解一下什么是数字电路图。
对数字信号进行处理的电路就是数字电路图。数字电路有以下几个显著特点：（1）数字信号采用二值信息――高电平和低电平。（2）数字电路中的晶体管仅在“开关状态”工作，即只工作在饱和和截止两个状态。这两个状态对应二值信息的0和1。（3）数字电路的基本单元对元器件的精度要求不高，只要能判断出高、低电平就可以了，因此便于集成化和系列化生产，成本低廉，使用方便。（4）对数字电路的研究一般集中在输入和输出的逻辑关系方面，包括逻辑分析和逻辑设计。（5）数字电路能对数字信号进行逻辑和算术的运算，广泛应用在智能控制和计算机等现代科技中。
电路图就是人们使用约定的电路符号在纸上表示是几点电路而绘制的图形。使用电路图，大大方便了人们对实际电路的分析、研究和描述。数字电路图表明了数字电路的结构和实际连接方式，通过看数字电路图就可以了解实际电路的情况。
1.识图的基本任务和要点
我们知道，一般电子设备的内部都具有用电子元器件组装的电路板，这些电路板上的元器件是按照相应的电路图纸安装起来的。这些电路图纸通常被称为电路图。常见的电路图有方框图、原理图、印刷版图、装配图等。
印刷版图和装配图都是体现装配关系时使用的电路图。它们非常直观，但往往不反映电路的结构，一般不作为理解电路原理的依据。
方框图是用来体现工作原理的电路图。它是把能够实现一定功能的电路组合（单元电路）抽象化。
电原理图是最复杂的，但也是最有用的一种电路图。它把实际电路的内部结构，各元件之间的连接情况，清晰、简洁地反映出来。实际上，平时我们说的电路图就是指电原理图。阅读和分析电原理图是我们认识和理解一个电路最重要的途径。
数字电路识图的要点一般有以下几点：首先，要注意系统性;其次，要重点分析了解集成电路功能、内电路组成和引脚作用，这是分析数字集成电路的关键。就是说要采取化整为零，然后集零为整的方法，即先对各个电路或各个信号处理进行独立的分析，然后再将它们集合起来进行整体分析。
2.数字集成电路识图的基本方法和要求
熟练掌握一些单元电路的基本组成形式和经典电路，如整流电路、稳压电路和某些运放集成电路等。识图时先将这些单元电路直接画出来，形成电路原理图的框架，这样可提高识图效率。
由于数字电路大多数是以集成电路为核心构成的，所以对数字电路进行读图之前要先对集成电路的情况有所了解，比如集成电路在应用方面的一些功能和特点等。
就功能而言：要从数字集成电路各引脚的外电路结构以及外电路所用元器件参数等去了解认识某一具体集成电路完整的工作情况。同时，还要认识这个完整的电路系统的功能。
就特点的体现而言：一般数字集成电路并不画出所用集成电路的内电路方框图，这给识图带来了很大困难，尤其对初学者进行电路分析来说更为不利。因此在分析这类数字集成电路图时最好先查阅有关数字集成电路的应用手册，找到数字集成电路的内电路方框图，这样可给该电路分析带来很大方便。
初学者分析数字集成电路往往感到比分立器件更困难。其实在掌握读图的规律以后就会感到分析数字集成电路更方便。
集成电路功能范文第3篇
关键词：模拟 集成电路 设计 自动化综合流程
中图分类号：TN431 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0062-02
随着超大规模集成电路设计技术及微电子技术的迅速发展，集成电路系统的规模越来越大。根据美国半导体工业协会（SIA）的预测，到2005年，微电子工艺将完全有能力生产工作频率为3.S GHz，晶体管数目达1.4亿的系统芯片。到2014年芯片将达到13.5 GHz的工作频率和43亿个晶体管的规模。集成电路在先后经历了小规模、中规模、大规模、甚大规模等历程之后，ASIC已向系统集成的方向发展，这类系统在单一芯片上集成了数字电路和模拟电路，其设计是一项非常复杂、繁重的工作，需要使用计算机辅助设计（CAD）工具以缩短设计时间，降低设计成本。
目前集成电路自动化设计的研究和开发工作主要集中在数字电路领域，产生了一些优秀的数字集成电路高级综合系统，有相当成熟的电子设计自动化（EDA）软件工具来完成高层次综合到低层次版图布局布线，出现了SYNOPSYS、CADENCE、MENTOR等国际上著名的EDA公司。相反，模拟集成电路自动化设计方法的研究远没有数字集成电路自动化设计技术成熟，模拟集成电路CAD发展还处于相当滞后的水平，而且离实用还比较遥远。目前绝大部分的模拟集成电路是由模拟集成电路设计专家手工设计完成，即采用简化的电路模型，使用仿真器对电路进行反复模拟和修正，并手工绘制其物理版图。传统手工设计方式效率极低，无法适应微电子工业的迅速发展。由于受数/模混合集成趋势的推动，模拟集成电路自动化设计方法的研究正逐渐兴起，成为集成电路设计领域的一个重要课题。工业界急需有效的模拟集成电路和数模混合电路设计的CAD工具，落后的模拟集成电路自动化设计方法和模拟CAD工具的缺乏已成为制约未来集成电路工业发展的瓶颈。
1 模拟集成电路的设计特征
为了缩短设计时间，模拟电路的设计有人提出仿效数字集成电路标准单元库的思想，建立一个模拟标准单元库，但是最终是行不通的。模拟集成电路设计比数字集成电路设计要复杂的得多，模拟集成电路设计主要特征如下。
（1）性能及结构的抽象表述困难。数字集成电路只需处理仅有0和1逻辑变量，可以很方便地抽象出不同类型的逻辑单元，并可将这些单元用于不同层次的电路设计。数字集成电路设计可以划分为六个层次：系统级、芯片级（算法级），RTL级、门级、电路级和版图级，电路这种抽象极大地促进了数字集成电路的设计过程，而模拟集成电路很难做出这类抽象。模拟集成电路的性能及结构的抽象表述相对困难是目前模拟电路自动化工具发展相对缓慢，缺乏高层次综合的一个重要原因。
（2）对干扰十分敏感。模拟信号处理过程中要求速度和精度的同时，模拟电路对器件的失配效应、信号的耦合效应、噪声和版图寄生干扰比数字集成电路要敏感得多。设计过程中必须充分考虑偏置条件、温度、工艺涨落及寄生参数对电路特性能影响，否则这些因素的存在将降低模拟电路性能，甚至会改变电路功能。与数字集成电路的版图设计不同，模拟集成电路的版图设计将不仅是关心如何获得最小的芯片面积，还必须精心设计匹配器件的对称性、细心处理连线所产生的各种寄生效应。在系统集成芯片中，公共的电源线、芯片的衬底、数字部分的开关切换将会使电源信号出现毛刺并影响模拟电路的工作，同时通过衬底祸合作用波及到模拟部分，从而降低模拟电路性能指标。
（3）性能指标繁杂。描述模拟集成电路行为的性能指标非常多，以运算放大器为例，其性能指标包括功耗、低频增益、摆率、带宽、单位增益频率、相位余度、输入输出阻抗、输入输出范围、共模信号输入范围、建立时间、电源电压抑制比、失调电压、噪声、谐波失真等数十项，而且很难给出其完整的性能指标。在给定的一组性能指标的条件下，通常可能有多个模拟电路符合性能要求，但对其每一项符合指标的电路而言，它们仅仅是在一定的范围内对个别的指标而言是最佳的，没有任何电路对所有指标在所有范围内是最佳的。
（4）建模和仿真困难。尽管模拟集成电路设计已经有了巨大的发展，但是模拟集成电路的建模和仿真仍然存在难题，这迫使设计者利用经验和直觉来分析仿真结果。模拟集成电路的设计必须充分考虑工艺水平，需要非常精确的器件模型。器件的建模和仿真过程是一个复杂的工作，只有电路知识广博和实践经验丰富的专家才能胜任这一工作。目前的模拟系统验证的主要工具是SPICE及基于SPICE的模拟器，缺乏具有高层次抽象能力的设计工具。模拟和数模混合信号电路与系统的建模和仿真是急需解决的问题，也是EDA研究的重点。VHDL-AMS已被IEEE定为标准语言，其去除了现有许多工具内建模型的限制，为模拟集成电路开拓了新的建模和仿真领域。
（5）拓扑结构层出不穷。逻辑门单元可以组成任何的数字电路，这些单元的功能单一，结构规范。模拟电路的则不是这样，没有规范的模拟单元可以重复使用。
2 模拟IC的自动化综合流程
模拟集成电路自动综合是指根据电路的性能指标，利用计算机实现从系统行为级描述到生成物理版图的设计过程。在模拟集成电路自动综合领域，从理论上讲，从行为级、结构级、功能级直至完成版图级的层次的设计思想是模拟集成电路的设计中展现出最好的前景。将由模拟集成电路自动化综合过程分为两个过程。
模拟集成电路的高层综合、物理综合。在高层综合中又可分为结构综合和电路级综合。由系统的数学或算法行为描述到生成抽象电路拓扑结构过程称为结构级综合，将确定电路具体的拓扑结构和确定器件尺寸的参数优化过程称为电路级综合。而把器件尺寸优化后的电路图映射成与工艺相关和设计规则正确的版图过程称为物理综合。模拟集成电路自动化设计流程如图1所示。
2.1 模拟集成电路高层综合
与传统手工设计模拟电路采用自下而上（Bottom-up）设计方法不同，模拟集成电路CAD平台努力面向从行为级、结构级、功能级、电路级、器件级和版图级的（Top-down）的设计方法。在模拟电路的高层综合中，首先将用户要求的电路功能、性能指标、工艺条件和版图约束条件等用数学或算法行为级的语言描述。目前应用的SPICE、MAST、SpectreHDL或者不支持行为级建模，或者是专利语言，所建模型与模拟环境紧密结合，通用性差，没有被广泛接受。IEEE于1999年3月正式公布了工业标准的数/模硬件描述语言VHDL-AMS。VHDL-1076.1标准的出现为模拟电路和混合信号设计的高层综合提供了基础和可能。VHDL一AMS是VHDL语言的扩展，重点在模拟电路和混合信号的行为级描述，最终实现模拟信号和数模混合信号的结构级描述、仿真和综合125，28]。为实现高层次的混合信号模拟，采用的办法是对现有数字HDL的扩展或创立新的语言，除VHDL.AMS以外，其它几种模拟及数/模混合信号硬件描述语言的标准还有MHDL和Verilog-AMS。
2.2 物理版图综合
高层综合之后进入物理版图综合阶段。物理综合的任务是从具有器件尺寸的电路原理图得到与工艺条件有关和设计规则正确的物理版图。由于模拟电路的功能和性能指标强烈地依赖于电路中每一个元件参数，版图寄生参数的存在将使元件参数偏离其设计值，从而影响电路的性能。需要考虑电路的二次效应对电路性能的影响，对版图进行评估以保证寄生参数、器件失配效应和信号间的祸合效应对电路特性能影响在允许的范围内。基于优化的物理版图综合在系统实现时采用代价函数表示设计知识和各种约束条件，对制造成本和合格率进行评估，使用模拟退火法来获取最佳的物理版图。基于规则的物理版图综合系统将模拟电路设计专家的设计经验抽象为一组规则，并用这些规则来指导版图的布线布局。在集成电路物理综合过程中，在保证电路性能的前提下，尽量降低芯片面积和功耗是必要的。同时应当在电路级综合进行拓扑选择和优化器件尺寸阶段对电路中各器件之间的匹配关系应用明确的要求，以此在一定的拓扑约束条件下来指导模拟集成电路的版图综合。
模拟电路设计被认为是一项知识面广，需多阶段和重复多次设计，常常要求较长时间，而且设计要运用很多的技术。在模拟电路自动综合设计中，从行为描述到最终的版图过程中，还需要用专门的CAD工具从电路版图的几何描述中提取电路信息过程。除电路的固有器件外，提取还包括由版图和芯片上互相连接所造成的寄生参数和电阻。附加的寄生成分将导致电路特性恶化，通常会带来不期望的状态转变，导致工作频率范围的缩减和速度性能的降低。因此投片制造前必须经过电路性能验证，即后模拟阶段，以保证电路的设计符合用户的性能要求。正式投片前还要进行测试和SPICE模拟，确定最终的设计是否满足用户期望的性能要求。高层综合和物理综合从不同角度阐述了模拟集成电路综合的设计任务。电路的拓扑选择和几何尺寸可以看成电路的产生方面，物理版图综合得到模拟集成电路的电路版图，可以认为电路的几何设计方面。
参考文献
集成电路功能范文第4篇
【关键词】集成电路；设计方法；IP技术
基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。
1当前集成电路设计方法
1.1全定制设计方法
集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。
1.2半定制设计方法
半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。
1.3基于IP的设计方法
基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。
2集成电路设计中IP设计技术分析
基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。
3结论
综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。
参考文献
[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.
[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.
集成电路功能范文第5篇
关键词：知识产权 集成电路 布图设计权
中国政府为了满足Trips协议的要求，于2001年颁布了《集成电路布图设计保护条例》，该条例已于同年开始实施[2].从该条例的文字规定看，中国的集成电路布图设计的保护水平已经完全满足了Trips协议的要求。
事实上，中国政府早在1991年就开始起草《集成电路布图设计保护条例》。这一动议肇始于《集成电路知识产权条约》（以下简称《集成电路条约》）的制订。早在1986年，就召开了多次外交会议和专家会议，研究、起草《集成电路条约》，中国政府积极参与了该条约起草的全过程。1990年5月，在华盛顿召开外交会议，通过了集成电路条约，包括中国在内的多数国家投票赞成。此后，中国政府立即组织专门小组开始研究和起草《集成电路布图设计保护条例》。在起草工作初期，的《集成电路条约》是中国立法的主要参考文件。1993年，在GATT乌拉圭回合谈判中，Trips协议草案的邓克尔文本提出后，考虑到中国当时正试图恢复其GATT缔约国的地位，Trips协议成为中国起草《集成电路布图设计保护条例》所参考的最为重要的文献
由于WIPO的《集成电路条约》一直未能生效；加之中国加入WTO的进程又是一波三折，中国的《集成电路布图设计保护条例》一直没有一个适当的出台时机。直到2001 年，中国在加入WTO方面出现了转机，为配合国内外各方面的工作，中国政府颁布了《集成电路布图设计保护条例》。就在这一年，中国加入了WTO.
本文拟就中国《集成电路布图设计保护条例》的规定，同Trips协议和WIPO的《集成电路条约》以及有关国家的法律，分别从权利的保护对象、范围、内容和效力等方面，从知识产权法律理论的角度进行分析、评论和比较。
一、保护对象
中国的《集成电路布图设计保护条例》开宗明义在标题上直接采用布图设计作为中心词，这就将其保护范围限定于半导体集成电路，因为只有半导体集成电路在制造过程中对布图设计有着必然的依赖。该条例第二条在界定集成电路概念时专门指明，条例中所称集成电路为半导体集成电路。[3]
将保护范围限定在半导体集成电路范围是国际上的通例。美国是世界上第一个颁布集成电路保护法律的国家，从美国1978年首次提出集成电路保护的问题，到1984 年颁布专门立法的过程可以看出，布图设计（美国法称掩模作品）一直被作为这类法律保护的直接对象[4].应当说，这一法律的最基本的目的就是为了防止未经许可随意复制他人的布图设计。此后，日本、瑞典等国的保护集成电路的国内法均采用了这种“美国模式”。
1986年在美、日等国的提议下，WIPO开始制订保护集成电路的条约。尽管该条约在总体设计上采用了前述美国模式，但在其起草过程中，也曾经就是否明确将保护对象限定在半导体集成电路之内发生过争论。在1988年11月的草案中，对于是否在集成电路之前加上“半导体”这一文字限定，依旧是两种方案。
事实上，通过保护布图设计的手段来达到保护集成电路目的的美国模式本身，已经将保护对象限定在半导体集成电路的范围之内了。因为在目前的技术发展水平上，布图设计本身就是针对半导体集成电路的，每一种半导体集成电路都必然与一套特定的布图设计相对应。而半导体集成电路之外的混合集成电路（Hybrid IC），如薄膜或者厚膜集成电路均不直接涉及布图设计的问题。美国人甚至在其国内法的标题上或正文中就直接采用了半导体芯片或者半导体产品的提法。[5]
中国的集成电路保护条例从起草到颁布的整个过程，都一直使用半导体集成电路的提法。这种做法不仅同国际社会保持一致，而且也符合知识产权制度本身的功能分配。对于半导体集成电路之外的其他集成电路，如前述混合集成电路中并不存在像布图设计这样复杂的设计，充其量也就存在一些如同印刷电路、相对简单的金属化互联引线。严格说来，混合电路只是一种由若干分立器件（Devices）或半导体集成电路组合而成的功能性组件，完全不同于半导体集成电路将全部器件集成于单片的硅或化合物半导体材料之中。因此，对于半导体集成电路之外的其他相关产品完全可以适用专利法加以保护。不致出现如半导体集成电路所面临的与专利法之间的不和谐[6].
尽管世界各国在其立法模式上普遍采用了保护布图设计的美国模式，但对布图设计的称谓却各不相同。世界上最早立法保护集成电路的三个国家中就分别采用了三种不同的叫法：美国人称其为掩模作品（Mask work）；日本人则使用了线路布局（Circuit Layout）的提法；瑞典人使用的是布图设计（Layout Design）。但这并不算结束，随后跟进的欧共体指令[7]却又使用了形貌结构（Topography，也有译作拓朴图或者构型的）。在这多个术语中，中国与WIPO的《集成电路条约》保持一致，采用了布图设计的称谓。
美国法所使用的“掩模作品”，虽然在产业界十分流行，但在技术层面上显然已经落后。如今，相对先进的制造商已经完全可以不再使用传统的掩模板来制造集成电路。所有掩模图形均可以存储于计算机中，通过控制电子束扫描进行表面曝光，或者通过低能加速器进行离子注入等技术均可将掩模图形集成于半导体材料之中。而日本人所使用的线路布局一词则很容易同印刷电路 （Printed Circuit）混淆，在产业界也少有人这样称呼布图设计。相比之下，布图设计和形貌结构则是较为通行的用法，其中形貌结构（Topography）原本为地理学中术语，指起伏不平的地貌，后微电子产业借用了这一术语，用以指代布图设计。但在汉语环境中，布图设计的用法更为普遍，故中国的相关规定采用了布图设计一词[8].
从上面分析可知，中国的国内法在保护对象方面采取了与国际上相关国际条约或者有关国家的国内法完全相同的模式，即通过直接赋予布图设计以专有权的方式，来实现保护采用该布图设计的集成电路的目的。
二、权利内容的设定
各国在集成电路保护问题上都采用了设权方式，即在传统的知识产权体系中新设立一种既不同于专利权，也不同于著作权等传统知识产权形式的新型权利—布图设计权 [9].就中国而言，考虑到中国立法的直接目的，自然不可能另外闭门自造一套与众不同的制度。根据中国《集成电路布图设计保护条例》，布图设计权人享有 （l）对受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分进行复制的专有权，和（2）将受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品投入商业利用的专有权。[10]这一规定同wTO的Trips协议相比，仅仅在文字表述方式上存在差异，其权利内容是完全相同的。[11]
从前述规定中可以发现，所谓布图设计权在内容上包含两个方面，即复制权和商业实施权。而这两项内容在原有的知识产权种类中，分别属于著作权和专利权中的权能。布图设计权则兼采二者内容于一身，这反映出集成电路保护法在原有的知识产权体系中介于专利权和著作权之间的特殊地位，这一特性同样在布图设计受保护的条件上得到突出反映。受著作权法保护的作品必须具备独创性，被授予专利权的发明则必须具备创造性，即只有相对比现有技术水平有较大提高的发明才能获得专利权，这是各国专利法的通行做法。而从目前国际社会对于独创性的解释可知，作品只需具备最低限度的创造性即被认为具备了独创性。由此可以推知，专利法中的创造性在创造高度方面的要求显然高于著作权法中的独创性。而各国的集成电路保护法及相关国际条约在保护条件方面的规定，一方面借用了著作权法中关于独创性（originality）的概念，另一方面又要求受保护的布图设计不能是平庸或者司空见惯的。[12]可见在法律上对受保护布图设计在创造性方面所提出的要求正好介于著作权法和专利法之间。
布图设计权之所以在内容上兼采著作权和专利权中的内容，根本原因还是布图设计本身同时具有著作权法和专利法保护对象的双重属性。布图设计在外在形式上，表现为一系列的图形。如欧共体集成电路保护指令中就直接将布图设计定义为一系列的图形，[13]当这些平面图形按照一定的规则被固化在硅片表面下不同深度中后，便可形成三维的立体结构，实现特定的电子功能，也就是说这种外在表现为图形的布图设计有其内在的实用功能，其最终的价值是通过特定的电子功能得以实现的，正是因为布图设计的这种属性导致了布图设计权在内容上的设计也具备了类似著作权和专利权的属性。
三、权利效力和限制
在各类知识产权中，受法律保护的条件存在高下之分。这必然导致权利效力也存在强弱不同。著作权的效力仅限于作品的表达（expression），而专利权所能延及的层面则比著作权法中的表达更为抽象。专利权的效力不仅延及于某一技术方案的某种具体实现方式，而且可以延及该技术方案本身。从前述布图设计权的内容的介绍中可以看出，中国法规中所规定的布图设计权，在效力上同专利权的设计并无差异。然而，回顾WIPO起草《集成电路条约》的过程可知，参与起草的各国曾就布图设计权的效力发生过极大的争议，发展中国家希望将布图设计权的效力限定在复制布图设计和利用布图设计制造集成电路这两个层面上；而以美、日为代表的集成电路技术强国则并不满足这两个层面，还打算将布图设计权的效力延伸至安装有受保护的布图设计集成电路的物品上。美、日两国的主张即是将布图设计权的效力延伸到第三个层次上，这在效力上就完全等同于专利权。由于发展中国家的强烈反对，致使WIPO的条约在布图设计权的效力上采取了模棱两可的做法，即在该条约的第3条（1）（h） 和第6条（1）（a）（ii）中分别采用了不同的表述方式。
然而，在1994年WTO的Trips协议通过之后，由于Trips 协议就布图设计权的效力作了专门规定，[14]致使WIPO条约中遗留的问题在Trips协议中不复存在，Trips协议完全采取了美、日等国的立场，将权利效力延伸到了第三层次。中国为了能加入WTO，自然只能采用跟进的态度，在中国的《集成电路布图设计保护条例》第7条中，有关布图设计权的效力与 Trips协议在实质上完全一致。
应该说，在Trips协议通过之后布图设计权的效力问题在立法上已经解决，但是Trips协议的这种做法在知识产权法律理论上是存在问题的，知识产权的效力从来都同该权利产生的条件高低相关。通常，权利产生的条件越苛刻，权利效力也就越强，这在前述著作权和专利权的效力差异上已经表现得尤为明显，不仅如此，对于同类知识产权也是这样，比如商标必须具备显著性才能受到法律保护，因此显著性即为商标权产生的条件。如果一个商标的显著性强，则依附于该商标上的商标权的效力也相应较强，而布图设计权在创造性要求方面显然低于专利法的要求，因此其权利效力理所当然地应当低于专利法，而不应当与专利权相同，即不应当延伸到第三层次上。当然，布图设计权的创造性要求比起著作权又远高于独创性要求，因此布图设计权的效力应当强于著作权。具体地讲，著作权效力只能及于对作品的复制；而布图设计权的效力则不仅可及于对布图设计的复制，还可以延伸到对布图设计本身的商业利用，即第二层次。所以，当年发展中国家在WIPO《集成电路条约》谈判中的主张在理论上应当是成立的。中国虽然一直都不赞同美、日等国的主张，但为了同 WTO的相关规定保持一致，只得将布图设计权的效力强化到用集成电路组装的物品的商业利用，即第三层次。
无论是著作权，还是专利权在法律上都受到一定的限制，布图设计权也不例外。中国的相关法律对于布图设计权的限制同国际上其他国家的规定并无大异。为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计，比如为前述目的实施反向工程的行为；或者在前述反向工程的基础上，创作出具有独创性的布图设计的行为；以及对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的行为等均不属于侵犯布图设计权的行为等。[15]这类行为等同于著作权法中合理使用行为。此外，中国《集成电路布图设计保护条例》还就权利用尽等知识产权法中通行的权利限制类型作出了规定。[16]
在中国《集成电路布图设计保护条例》中还明确规定了非自愿许可的相关条件和性质[17].即不仅将实施非自愿许可限定在国家处于紧急状态或者作为不正当竞争行为的救济措施的条件上，而且将这种许可方式界定为非独占的、有偿的。并且，当实施非自愿许可的条件一旦消失，该许可就应当被终止。这些规定同Trips协议以及《巴黎公约》中关于强制许可的规定基本一致[18].
四、实施效果的评价
中国的《集成电路布图设计保护条例》从起草到颁布大约经历了10年的历程，应该说在立法方面基本遵循了国际上的通行做法，但在该条例实施的头15个月里，国家知识产权局总共接到的布图设计权申请数量为245件[19]，平均每月不足17件。到目前为止，中国尚未见有依照该条例判决的案件。这种情况同专利法、著作权法等其他知识产权相关法律门庭若市的状态相比显然呈门可罗雀之状。但如果从世界范围着眼，这一现象并非中国特色。美国作为集成电路的制造大国，在其《半导体芯片保护法》颁布20年后的今天，诉至法院的案件也屈指可数。德国作为欧洲的技术大国，每年在其专利商标局登记的布图设计数量较之专利、商标的申请量也可谓小巫见大巫。所以中国的现状完全是正常状态。
这种状态从反面提出了一个问题，即我们是否应当对现行知识产权立法的合理性进行反思？近20年来，国际知识产权立法可谓突飞猛进。第一个十年，完成了知识产权立法的总体框架；第二个十年，完全在立法上达到发达国家的立法水平。如此发展速度固然有国内经济技术进步在宏观上带来的动力，但在微观上这些年的立法似乎过分地强调一时一事的需求，而忽略了知识产权法内在的逻辑联系和产业发展的长远需求。比如，近10余年中发生在著作权法中的一系列事件，如计算机程序、技术措施、MP3、P2P等无不反映出这种倾向。如今，在集成电路新产品遍布于世的信息时代，集成电路布图设计的立法似乎只具有一种象征意义，人们并没有踊跃地选择这种保护模式。这并非因为大家不看重集成电路本身，相反产业界对于集成电路的重视程度与计算机程序完全相当。因为集成电路是计算机硬件的核心，人们不可能对集成电路技术漠不关心。人们冷落集成电路布图设计保护法的原因还在于现实的需求和已有的法律框架间存在差距。
进入20世纪80年代后期，由于集成电路产品更新速度大大地加快，这从计算机CPU芯片的更新上得到充分地反映。面对如此更新速度，即使是简单地复制这类超大规模芯片的布图设计也难以跟上技术的更新速度。随着计算机辅助设计技术的普及，设计工作不再单纯采用人工设计，大量的设计工作通过工具软件直接生成。换言之，单纯复制布图设计未必能立即给复制者带来丰厚的利益。此外，集成电路产品的设计不再仅仅取决于布图设计图形，相关工艺设计在产品制造中也发挥着越来越重要的作用。这些技术因素的变化致使原有的法律保护模式有隔靴搔痒之感。这必然导致集成电路布图设计保护法被打入冷宫。当然，事物的发展是呈螺旋状态的，当技术发展到一定程度后还会呈现新的瓶颈。这时技术更新的速度会大大放慢。到这时复制布图设计在诸多因素中或许又会重新回到主导地位，到那时这种以前述“美国模式”为基础的法律的作用或许又会重新显现出来。
五、结论
中国的集成电路保护法在现阶段只具有象征意义，因为在中国现在的土壤中保护集成电路布图设计的需求尚不十分强烈。这一方面是因为中国的集成电路产业尚不够发达，另一方面也是因为目前的保护模式并不完全适应产业界的需求。但中国作为国际社会的一员，为了保持与国际社会的一致性仍然颁布了这一法规。这一事实本身也说明了中国希望融入国际社会的愿望和决心。另一方面，国际社会在创设知识产权制度中的新规则时，应当从过去的实践中总结经验教训，更全面、更客观地根据长远需求，而不是眼前利益决定制度的发展和进步……
注释
[1]本文根据2004年10月10日在中德知识产权研讨会上发言稿修改而成。
[2]见中华人民共和国国务院令第300号。
[3]中国《集成电路布图设计保护条例》第二条第一项规定：“集成电路，是指半导体集成电路，即以半导体材料为基片，将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或者基片之上，以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品”。
[4] 见Morton David Goldberg，Computer software and Chips（protection and Marketing） 1985一Volume one，Practising Law Institute，page 203；又见Alfred P.Meijboom International Semiconductor Chip Protection，International Computer Law Adviser Dec.1988；以及美国法典第17编第9章第901、902条。
[5]见美国法典第17编第9章。
[6]见郭禾，《半导体集成电路知识产权保护》载《中国人民大学学报》2004年第1期，总103期。
[7]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》（87/54）。
[8]早在约20年前编写的《中国大百科全书??电子学与计算机》就以布图设计作为主词条。见《中国大百科全书??电子学与计算机》第55页。
[9]见郭禾，《集成电路布图设计权—一种新型的知识产权》，载《知识产权》杂志，1992年第6期。
[10]见中国《集成电路布图设计保护条例》第7条。
[11]见TriPs第35、36条。见wIPO集成电路条约第3条第2项（a）、（b），美国《半导体芯片产品保护法》第902条（b）款。
[12]见wIPO集成电路条约第3条第2项（a）、（b），美国《半导体芯片产品保护法》第902条（b）款。见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》（87/54）。
[13]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》（87/54）。
[14]见TriPs协议第36条。
[15]见中国《集成电路布图设计保护条例》第23条。
[16]见中国《集成电路布图设计保护条例》第24条。
[17]见中国《集成电路布图设计保护条例》第25一29条。
[18]见Trips协议第37条第2款、第31条，巴黎公约第5条。
