大规模集成电路

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大规模集成电路范文第1篇

集成电路(IC)产业是战略性、基础性和产业之间关联度很高的产业。它是电子信息产业和现代工业的基础,也是改造提升传统产业的核心技术,已成为衡量一个国家经济和信息产业发展水平的重要标志之一,是各国抢占经济科技制高点、提升综合国力的重点领域。

集成电路产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,它不仅要求有很强的经济实力,还要求具有很深的文化底蕴。集成电路产业由集成电路设计、掩模、集成电路制造、封装、测试、支撑等环节组成。随着集成电路技术的提升、市场规模的扩大以及资金投入的大幅提高,专业化分工的优点日益体现出来,集成电路产业从最初的一体化IDM,逐渐发展成既有IDM,又有无集成电路制造线的集成电路设计(Fabless)、集成电路代工制造(Foundry)、封装测试、设备与材料支撑等专业公司。

国家始终把集成电路作为信息产业发展的核心。2000年国家18号文件(《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》)出台后,为我国集成电路产业的发展创造了良好的政策环境。2005年国家制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)》安排了16个国家重大专项,其中两个涉及到集成电路行业,一个是“核心电子器件、高端通用集成电路及基础软件产品”,另外一个则是“集成电路成套工艺、重大设备与配套材料”,分列第一、二位。2008年国家出台的《电子信息产业调整与振兴规划》明确提出:加大鼓励集成电路产业发展政策实施力度,立足自主创新,突破关键技术,要加大投入,集中力量实施集成电路升级,着重建立自主可控的集成电路产业体系。

无锡是中国集成电路产业重镇,曾作为国家南方微电子工业基地,先后承担国家“六五”、“七五”和“九0八”工程。经过近20年的不断发展,无锡不仅积累了雄厚的集成电路产业基础,而且培育和引进了一批骨干企业,有力地推动了我国集成电路产业的发展。2000年,无锡成为国家科技部批准的7个国家集成电路设计产业化基地之一。2008年,无锡成为继上海之后第二个由国家发改委认定的国家微电子高新技术产业基地,进一步确立了无锡在中国集成电路产业中的优势地位,2009年8月7日,温总理访问无锡并确立无锡为中国物联网产业发展的核心城市,微电子工业作为物联网产业发展的基础电子支撑,又引来了新一轮的发展机遇。

发展集成电路产业是实现无锡新区产业结构调整、支撑经济可持续发展、引领经济腾飞、提升创新型城市地位、提高城市综合实力和竞争力的关键。无锡新区应当抓住从世界金融危机中回暖和建设“感知中国中心”的发展机遇,以优先发展集成电路设计业、重视和引进晶圆制造业、优化发展封测配套业、积极扶持支撑业为方向,加大对产业发展的引导和扶持,加快新区超大规模集成电路产业园的建设,加强高端人才的集聚和培育,实现无锡市委市政府提出的“把无锡打造成为中国真正的集成电路集聚区、世界集成电路的高地、打造‘中国IC设计第一区’和‘东方硅谷’品牌的愿景”,实现新区集成电路产业的跨越式发展。

2新区超大规模集成电路园

(2010年-2012年)行动计划

2.1 指导思想

全面贯彻落实科学发展观,坚持走新型工业化道路,紧跟信息产业发展的世界潮流,以积极扶持、引导现有存量企业为基础,以引进和孵化为手段,以重点项目为抓手,大力集聚高科技人才,加大政府推进力度,提高市场化运行程度,强攻设计业,壮大制造业,构建集成电路设计、制造、封装测试、系统应用、产业支撑于一体的完整IC产业链,建成“东方硅谷”。

2.2 发展目标

从2010年到2012年,无锡新区集成电路产业年均引进企业数15家以上,期内累计新增规范IC企业40家,期末产业链企业总数120家以上,产业规模年均增长25%以上,2012年目标400亿元,到2015年,全区集成电路产业规模达到800亿元,占全国比重达20%以上。年均引进和培养中、高级IC人才600名,期内累计新增2000名,期末专业技术高端人才存量达3000名。

2.3 主要任务

2.3.1 重点发展领域

按照“优先发展集成电路设计业,重点引进晶圆制造业,优化提升封装测试业,积极扶植支撑业”的基本思路,继续完善和落实产业政策,加强公共服务,提升自主创新能力,推进相关资源整合重组,促进产业链各环节的协调发展,形成无锡市集成电路产业最集中区域。

2.3.2 产业发展空间布局

集成电路产业是无锡新区区域优势产业,产业规模占据全市70%以上,按照“区域集中、产业集聚、发展集约”的原则,高标准规划和建设新区超大规模集成电路产业园,引导有实力的企业进入产业园区,由园区的骨干企业作龙头,带动和盘活区域产业,增强园区产业链上下游企业间的互动配合,不断补充、丰富、完善和加强产业链建设,形成具有竞争实力的产业集群,成为无锡新区集成电路产业发展的主体工程。

无锡新区超大规模集成电路产业园位于无锡新区,距离无锡硕放机场15公里,距无锡新区管委会约3公里。

超大规模集成电路产业园区总规划面积3平方公里,规划区域北起泰山路、西至锡仕路,东临312国道和沪宁高速公路,南至新二路。园区规划主体功能区包括制造业区设计孵化区、设计产业化总部经济区、设计产业化配套服务区等,占地共700亩,规划基础配套区包括建设园内干道网和开放式对外交通网络,同步配套与发展IC设计产业相关联的宽带网络中心、国际卫星中心、国际培训中心等,按照园内企业人群特点,规划高端生活商务区。

园区目前已有国内最大工艺最先进的集成电路制造企业海力士恒亿半导体,南侧有KEC等集成电路和元器件制造、封测企业。园区的目标是建成集科研教育区、企业技术产品贸易区、企业孵化区、规模企业独立研发区和生活服务区于一体的高标准、国际化的集成电路专业科技园区,作为承接以IC设计业为主体、封测、制造、系统方案及支撑业为配套的企业创新创业的主要载体。支持跨国企业全球研发中心、技术支持中心、产品系统方案及应用、上下游企业交流互动、规模企业独立研发配套设施、物流、仓储、产品营销网点、国际企业代表处等的建设,组建“类IDM”的一站式解决方案平台。

2.3.3 主要发展方向与任务

(1)集成电路设计业

集成电路设计是集成电路产业发展的龙头,是整个产业链中最具引领和带动作用的环节,处于集成电路价值链的顶端。国家对IC产业、特别是IC设计业发展的政策扶持为集成电路发展IC设计产业提供了良好的宏观政策环境。“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”与“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”列在16个重大专项的第一、二位,说明政府对集成电路产业的高度重视。这两个重大专项实施方案的通过,为IC设计企业提升研发创新能力、突破核心技术提供了发展机遇。新区集成电路产业的发展需要密切结合已有产业优势,顺应产业发展潮流,进一步促进集成电路产业的技术水平和整体规模,实现集成电路设计产业新一轮超常规的发展。

1)、结合现有优势,做大做强以消费类为主的模拟芯片产业。

无锡集成电路产业发展起步早,基础好,实力强。目前,无锡新区积聚了60余家集成电路设计企业,包括国有企业、研究机构、民营企业以及近几年引进的海归人士创业企业。代表性企业包括有:华润矽科、友达、力芯、芯朋、美新、海威、无锡中星微、硅动力、紫芯、圆芯、爱芯科、博创、华芯美等公司。产品以消费类电子为主,包括:DC/DC、ADC/DAC、LED驱动、射频芯片、智能电网芯片等,形成了以模拟电路为主的产品门类集聚,模拟IC产品的研发和生产,成为无锡地区IC设计领域的特色和优势,推动以模拟电路产品开发为基础的现有企业实现规模化发展,是新区集成电路产业做大做强的坚实基础。

2)结合高端调整战略,持续引进、培育系统设计企业。

无锡“530”计划吸引众多海外高端集成电路人才到无锡创业,已经成为无锡城市的一张“名片”,并在全球范围内造就了关注高科技、发展高科技的影响力。以海归人员为代表的创业企业相继研发成功通信、MEMS、多媒体SOC等一批高端产品,为无锡高端集成电路设计的战略调整,提供了坚实的人才基础和技术基础。随着海峡两岸关系的平缓与改善,中国台湾正在考虑放宽集成电路设计企业到大陆投资政策,新区要紧紧抓住这一机遇,加大对中国台湾集成电路设计企业的引进力度。新区拥有相对完善的基础配套设施、宜居的人文环境、浓厚的产业氛围、完备的公共技术平台和服务体系,将成高端集成电路人才创业的首选。

3)结合电子器件国产化战略,发展大功率、高电压半导体功率器件。

高效节能已经成为未来电子产品发展的一个重要方向,电源能耗标准已经在全球逐步实施,将来,很多国家将分别实施绿色电源标准,世界各国已对家电与消费电子产品的待机功耗与效率开始实施越来越严格的省电要求,高效节能保护环境已成为当今共识。提高效率与减小待机功耗已成为消费电子与家电产品电源的两个非常关键的指标。中国目前已经开始针对某些产品提出能效要求,此外,欧美发达国家对某些电子产品有直接的能效要求,如果中国想要出口,就必须满足其能效要求,这些提高能效的要求将会为功率器件市场提供更大的市场动力。功率器件包括功率IC 和功率分立器件,功率分立器件则主要包括功率MOSFET、大功率晶体管和IGBT 等半导体器件,功率器件几乎用于所有的电子制造业,除了保证设备的正常运行以外,功率器件还能起到有效的节能作用。由于制造工艺等因素的限制,形成相对较高的技术门槛,同时,新区企业拥有的深厚的模拟电路技术功底以及工艺开发制造能力,作为一种产业化周期相对较短的项目,现在越来越清晰的看到,模拟和功率器件是新区集成电路设计业的重点发展方向。

4)结合传感网示范基地建设,发展射频电子、无线通信、卫星电子、汽车电子、娱乐电子及未来数字家居电子产业。

“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。专家预测10年内物联网就可能大规模普及,应用物联网技术的高科技市场将达到上万亿元的规模,遍及智能交通、环境保护、公共安全、工业监测、物流、医疗等各个领域。目前,物联网对于全世界而言都刚起步,各个国家都基本处于同一起跑线。温总理访问无锡并确立无锡为未来中国传感网产业发展的核心城市,将成为难得的战略机遇,新区集成电路产业应该紧紧围绕物联网产业发展的历史机遇,大力发展射频电子、MEMS传感技术、数字家居等,为传感网示范基地建设和物联网产业的发展,提供有效的基础电子支撑。

(2)集成电路制造业

重大项目,特别是高端芯片生产线项目建设是扩大产业规模、形成产业集群、带动就业、带动产业发展的重要手段。是新区集成电路产业壮大规模的主要支撑,新区要确保集成电路制造业在全国的领先地位,必须扶持和推进现有重点项目,积极引进高端技术和特色配套工艺生产线。

1)积极推进现有大型晶园制造业项目

制造业投资规模大,技术门槛高,整体带动性强,处于产业链的中游位置,是完善产业链的关键。新区集成电路制造业以我国的最大的晶圆制造企业无锡海力士-恒亿半导体为核心,推动12英寸生产线产能扩张,鼓励企业不断通过技术改造,提升技术水平,支持企业周边专业配套,完善其产业链。鼓励KEC等向集成器件制造(IDM)模式的企业发展,促进设计业、制造业的协调互动发展。积极推进落实中国电子科技集团公司第58所的8英寸工艺线建设,进一步重点引进晶圆制造业,确保集成电路制造业在国内的领先地位。

2)重视引进高端技术与特色工艺生产线

国际IC大厂纷纷剥离芯片制造线,甩掉运转晶圆制造线所带来的巨大成本压力,向更专注于IC设计的方向发展。特别是受国际金融危机引发的经济危机影响以来,这一趋势更为明显,纷纷向海外转移晶圆制造线,产业园将紧紧抓住机遇,加大招商引资力度。在重点发展12英寸、90纳米及以下技术生产线,兼顾8英寸芯片生产线的建设的同时,重视引进基于MEMS工艺、射频电路加工的特色工艺生产线,协助开发模拟、数模混合、SOI、GeSi等特色工艺产品,实现多层次、全方位的晶圆制造能力。

(3)集成电路辅助产业

1)优化提升封装测试业

无锡新区IC封装测试业以对外开放服务的经营模式为主,海力士封装项目、华润安盛、英飞凌、东芝半导体、强茂科技等封测企业增强了无锡新区封测环节的整体实力。近年来封测企业通过强化技术创新,在芯片级封装、层叠封装和微型化封装等方面取得突破,缩短了与国际先进水平的差距,成为国内集成电路封装测试的重要板块。

随着3G手机、数字电视、信息家电和通讯领域、交通领域、医疗保健领域的迅速发展,集成电路市场对高端集成电路产品的需求量不断增加,对QFP(LQFP、TQFP)和QFN等高脚数产品及FBP、MCM(MCP)、BGA、CSP、3D、SIP等中高档封装产品需求已呈较大的增长态势。无锡新区将根据IC产品产业化对高端封测的需求趋势,积极调整产品、产业结构,重点发展系统级封装(SIP)、芯片倒装焊(Flipchip)、球栅阵列封装(BGA)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等先进封装测试技术水平和能力,提升产品技术档次,促进封测产业结构的调整和优化。

2)积极扶持支撑业

支撑与配套产业主要集中在小尺寸单晶硅棒、引线框架、塑封材料、工夹具、特种气体、超纯试剂等。我国在集成电路支撑业方面基础还相当薄弱。新区将根据企业需求,积极引进相关配套支撑企业,实现12英寸硅抛光片和8~12英寸硅外延片、锗硅外延片、SOI材料、宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂、特种气体、引线框架等关键材料的配套。以部分关键设备、材料为突破口,重视基础技术研究,加快产业化进程,提高支撑配套能力,形成上下游配套完善的集成电路产业链。

3保障措施

国家持续执行宏观调控政策、集成电路产业升温回暖以及国内IC需求市场持续扩大、国际IC产业持续转移和周期性发展是无锡新区集成电路产业发展未来面临的主要外部环境,要全面实现“规划”目标,就必须在落实保障措施上很下功夫。2010-2012年,新区集成电路产业将重点围绕载体保障、人才保障、政策保障,兴起新一轮环境建设和招商引智,实现产业的转型升级和产业总量新的扩张,为实现中国“IC设计第一区”打下坚实的基础。

3.1 快速启动超大规模集成电路产业园载体建设

按照相关部门的部署和要求,各部门协调分工负责,前后联动,高起点规划,高标准建设。尽快确定园区规划、建设规划、资金筹措计划等。2010年首先启动10万平方米集成电路研发区载体建设,2011年,进一步加大开发力度,基本形成园区形象。

3.2 强力推进核“芯”战略专业招商引智工程

以国家集成电路设计园现有专业招商队伍为基础,进一步补充和完善具备语言、专业技术、国际商务、投融资顾问、科技管理等全方位能力的专门化招商队伍;区域重点突破硅谷、中国台湾、北京、上海、深圳等地专业产业招商,聚焦集成电路设计业、集成电路先进制造业、集成电路支撑(配套)业三个板块,引导以消费类为主导的芯片向高端系统级芯片转变,以创建中国“集成电路产业第一园区”的气魄,调动各方资源,强力推进产业招商工作。

3.3 与时俱进,不断更新和升级公共技术服务平台

进一步仔细研究现有企业对公共服务需求情况,在无锡IC基地原有EDA设计服务平台、FPGA创新验证平台、测试及可靠性检测服务平台、IP信息服务平台以及相关科技信息中介服务平台的基础上,拓展系统芯片设计支撑服务能力,搭建适用于系统应用解决方案开发的系统设计、PCB制作、IP模块验证、系统验证服务平台。为重点培育和发展的六大新兴产业之一的“物联网”产业的发展提供必要的有效的服务延伸。支持以专用芯片设计为主向系统级芯片和系统方案开发方向延伸,完善、调整和优化整体产业结构。支持集成电路芯片设计与MEMS传感器的集成技术,使传感器更加坚固耐用、寿命长、成本更加合理,最终使传感器件实现智能化。

3.4 内培外引,建设专业人才第一高地

加大人才引进力度。针对无锡新区集成电路产业发展实际需求,丰富中高级人才信息积累,每年高级人才信息积累达到500名以上。大力推进高校集成电路人才引导网络建设,与东南大学、西安电子科技大学、成都电子科技大学等国内相关院校开展合作,每年引进相关专业应届毕业生500人以上,其中研究生100人以上。及时研究了解国内集成电路产业发达地区IC人才结构、人才流动情况,实现信息共享,每年引进IC中高级人才200人以上。积极开展各类国际人才招聘活动,拓宽留学归国人员引进渠道,力争引进国际IC专家、留学归国人员100人以上。到2012年,无锡新区IC设计高级专业技术人才总数达到3000人。

建立健全教育培训体系。以东南大学的集成电路学院在无锡新区建立的高层次人才培养基地为重点,到2012年硕士及以上学历培养能力每年达到500人。支持江南大学、东南大学无锡分校扩大本科教育规模,加强无锡科技职业学院集成电路相关学科的办学实力,建立区内实践、实习基地,保障行业对各类专业技术人才的需求。与国际著名教育机构联合建立高层次的商学院和公共管理学院,面向企业中高层管理人员,加强商务人才和公共管理人才的培养。

3.5 加强制度创新,突出政策导向

近几年,新区管委会多次调整完善对IC设计创新创业的扶持力度(从科技18条到55条),对IC设计产业的发展起了很大的作用,根据世界IC产业发展新态势、新动向,结合新区IC产业现状及未来发展计划,在2009年新区科技55条及其它成功践行政策策略基础上,建议增加如下举措:

1、在投融资方面,成立新区以IC设计为主的专业投资公司,参考硅谷等地成熟理念和方法,通过引进和培养打造一支专业团队,管理新区已投资的IC设计公司,成立每年不少于5000万元的重组基金,在国家IC设计基地等配合下,通过资本手段,移接硅谷、新竹、筑波等世界最前沿IC设计产业化项目,推进新区IC设计公司改造升级,进军中国乃至世界前列。

2、政策扶持范围方面,从IC设计扩大到IC全产业链(掩模、制造、封装、测试等),包括设备或材料、配件供应商的办事处或技术服务中心等。

3、在提升产业链相关度方面,对IC设计企业在新区内配套企业加工(掩模、制造、封装、测试)的,其缴纳的增值税新区留成部分进行补贴。

4、在高级人才引进方面,将2009年55条科技政策中关于补贴企业高级技术和管理人才猎头费用条款扩大到IC企业。

大规模集成电路范文第2篇

现在家家户户都有几件专用集成电路制作的小电器，如简单计算器、袖珍电子游戏机、液晶数字电子钟表、语音报时钟、语音定时器等等。其售价不高销量不错，但一出故障就没处可修，只得抛弃。其实这类小电器很容易维修，且不需要专门技术。其内部结构主要是一片软包装大规模集成电路，相当于一个小电脑完成了全部电路功能，接个液晶显示屏、发音元件、操作开关和电池就够了。只要有些动手能力和最基本的电气知识就能胜任。

大规模集成电路和液晶只要没有机械损伤一般很少出故障。故维修重点都在元件的检侧。（图略）液晶发花、碎裂或集成电路漏电击穿就没法修复了。若印刷板腐蚀过重或制作工艺不良，日久会出现断线，上述各种故障都可能出现，没有列在表中。具体维修时还有几点技术要掌握。

如何拆开机盒对初学者来说这一步并不轻松，常常不知从何下手。鲁莽行事损坏外壳，会使整机报废。首先卸下后盖的所有螺丝，有的机子电池仓和铭牌里面都可能有螺丝，不要硬撬。然后，用指甲沿面板和后盖的缝用力往外扳。感觉很紧扳不开时，可用一把宽头螺丝刀，用透明胶带把刀口包住(以免撬伤盒边)塞入缝中撬。并不断移动地方，寻找薄弱点。这类塑料盒边一般都有倒扣(有的机子无后盖螺丝，完全靠倒扣紧固（图略）。拆印刷线路板也有窍门。有些用自攻螺丝的，塑料螺纹被损坏，印刷板也会上不紧。这时可往螺纹孔中挤点环氧树醋胶，在将干未千时把螺丝旋入，干透后再拧紧。有的直接靠机壳本身的塑料柱烫压，可用干净电烙铁把烫开的塑料往中心赶，直到露出印刷板安装孔，重新安排时再把塑料烫开即可。

检修导电橡胶擦洗干净的导电橡胶，用万用表高阻档测量，轻轻触及橡胶表面约有几十千欧电阻，用力压下电阻变小即属正常.若用力压下才有几百千欧电阻则已磨损，最好及时换掉。完全不通导电橡胶已不能用，必须更新。可用双面胶把香烟金属纸贴在原橡胶导电层处应急。

印剧板线断裂的检查和修复印刷板线的断裂较难检测，有的用放大镜能看到裂缝，但一般都需用万用表顺故陈现象有关元件逐一测量。检测时需把印刷板稍稍弯曲一下试试，但千万不能太用力，以免造成新的故障。找到断裂处后，可从多股导线中拆出一股细铜丝，接在断裂处再用焊锡焊好.印刷板还有一种毛病—金属化孔不通。双面印刷板，正面线与反面线是通过金属化孔连接的，工艺要求高，加工不良日久即会不通。这时用表笔尖往孔中一压，或许即可正常，但不能持久。应用一股细铜丝串入，再在两面焊好。使用烙铁一定要注意不能漏电以免击穿大规模集成电路，为安全起见可拔下插头后再焊。

大规模集成电路范文第3篇

2、可靠性高，使用环境要求低。由于微机采用大规模和超大规模集成电路，系统内使用的器件数量减少，器件，部件之间的连线以及接入件数目也相应地减少，而且MOS电路本身工作所需的功耗也很低，所以微机的可靠性大大提高，进而降低了对使用环境的要求。

3、体积小，质量轻，功耗低。由于微机中广泛采用了大规模和超大规模集成电路，从而使微机的体积大大缩小。

4、适应性强。从系统软件到应用软件可方便地构成不同规模的微机系统，从而使微机具有很强的适应性。

大规模集成电路范文第4篇

在设备小型化、低功耗设计方面，低频部分，尽量选择标准化、低功耗、表贴封装、温度范围广的大规模集成电路，优化和简化各种电路设计和软件设计，减小电流消耗；高频部分，发信单元采用射频调制集成电路由基带信号直接变到射频信号，收信单元采用镜像抑制混频器，直接变到中频信号，射频滤波器均采用MEMS滤波器。对于3GHz以下电路均使用射频芯片，3GHz以上使用多芯片组装技术。多芯片组装(Multi-ChipModule,MCM)是将多个大规模集成电路LSI超大规模集成电路VLSI的裸芯片高密度地贴装互连在多层布线的印刷电路板[3],多层陶瓷(厚膜)基板或薄膜多层布线的基板上(硅、陶瓷或金属基)，然后再整体封装起来构成能完成多功能、高性能的电子部件、整机、子系统乃至系统所需功能的一种新型微电子组件。近年来，MCM受到各经济发达国家高度重视并千方百计加速发展，主要在于它有一系列优点，既提高了密度，又缩短了芯片的互连间距，致使电路性能得以提高。与单芯片封装相比，MCM具有更高的封装密度，可更好地满足电子系统小型化的需要。微机电系统（MEMS）技术是在半导体上制作微带电路[4]，实现射频开关、功分器、电容和电感等无源器件，插损小、频带宽。由于在同一平台装载多个信道模块，其整体空间狭小，安装设备复杂繁多，且频段集中，相互间干扰非常严重，通信载体与升空通信平台要进行一体化设计，包括安装、供电、载重等，尤其要进行电磁兼容性设计[5]，使系统在工作时不产生超标的电磁干扰，避免对其它设备或系统造成干扰，也避免其它设备对本系统造成干扰，否则系统将无法工作。影响系统内的电磁兼容性的主要因素是祸合。祸合方式有导线间的电感、电容、电场及磁场祸合，还有系统内公共阻抗祸合及天线与天线之间的祸合。另外，本系统除了在平台上安装了交换模块和转发模块外，还安装了天线。当平台表面是金属材料时，表面受电磁波的照射时就会产生感应和二次辐射，从而改变天线的收发电磁特性，并进一步影响电子设备的各项性能指标，严重时可能会使其无法正常工作。通过采用多层电路板、射频屏蔽、EMC电磁软件仿真等技术，并且各个模块之间的信号线和电源线通过母板连接，在有限的空间，合理设计，合理优化天线的分布位置，降低和消除人为的和自然的电磁干扰，提高设备和系统的抗电磁干扰能力，保证设备和系统功能的正常工作。

采用基带处理平台，实现多种传输体制、多种速率的有效传输采用模拟器件进行调制解调器设计，几乎不可能实现多速率和多制式的兼容，更不能根据用户提供的波形进行现场配置。采用软件化设计的调制解调器，将整个基带处理部分通过全数字方法实现，能使收发滤波器几乎理想匹配，提高系统性能。软件化调制解调器适合多种信道限带传输要求，具有高的杂散抑制比，成形滤波器滚降系数可任意设置，支持连续和突发等多种模式等优点，具有通用化、综合化、智能化等特点。多制式调制解调器为了兼容多速率和多制式，其基带处理部分采用FPGA为硬件平台，通过计算机编程仿真来实现完成其功能。对于调制器，由于要兼容多种速率，因此采用任意时钟来产生FPGA的工作时钟。对于解调器，中频信号经带通滤波、放大处理，经变频后送入A/D，将模拟信号变换为数字信号送入FPGA，FPGA完成数字解调，为了兼容多种速率，整个解调采用同步采样技术，利用DDS来完成时钟提取[6]。其过程是利用定时误差提取算法来提取定时误差，经数字滤波后，同DDS的频率控制字一同相加，去调整DDS的相位字，DDS输出的信号直接去控制A/D采样时钟，从而使A/D的采样频率同信息速率完全同步。目前FPGA的规模越来越大。在一块FPGA上可以集成更多的功能，只需要增大FPGA的规模，而不会影响处理速度和其他的性能。相反将更多的功能集成到一个芯片中，可减小体积，减小功耗，电磁兼容性增强，使电路工作更加稳定。功能的集成不是简单的逻辑相加，它增加了各单元电路间接口的灵活性，进而使各单元的设计更加的灵活，甚至打破原有器件和电路的设计局限，以一个全新的方式、方法进行电路设计。FPGA编译软件功能的增强，使其程序设计越来越可以按照高级语言的方式进行；同时可以对程序进行调试、仿真，在程序编制阶段就可以发现并解决其中的错误和不足；在FPGA使用中，可以设置观察信号，随时对其软件的运行进行监测；对于日后发现程序错误和缺陷，可以在软件平台上更改完成后，通过对FPGA程序存储器更新实现对程序的升级和维护。至此，FPGA的应用已不再是对以前电路的数字化，而是具备了软件的种种特征，成为软件无线电的一种实现形式。

空中中继通信系统是一种基于软件无线电的多工作频段，多信道共用的硬件平台。空中转发设备布置机动灵活、操作快速简便、开通迅速，并且能够克服由距离、地形和人为妨碍造成的传统地面视距局限，它成为解决当前复杂地形通信瓶颈问题的一种有效手段，在未来的通信中发挥重要作用。

作者：殷素杰 王迎栋 赵彦芬 单位：中国电子科技集团公司第五十四研究所

大规模集成电路范文第5篇

关键词：数显表 数字信号处理 高速测角

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0059-02

圆感应同步器和数显表是经纬仪测角的核心部件，提供经纬仪指向的方位和俯仰角度值。目前国内一般数显表静态精度很高，但是动态精度较低，无法满足快速目标的测量要求，因此需设计一种新型高速数显表。这种新型数显表用于高速、高精度动态检测角度位移，它采用定尺激磁鉴相方式，以圆感应同步器为传感元件，以大规模集成电路为核心，具有体积小、速度快、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点。

1、数显表工作原理

数显表采用定尺激磁鉴相方式，原理如图1所示。

定尺激磁有以下优点：

(1)激磁信号经功率放大后直接送到定尺，没有中间环节，因此激磁功率较大，便于信号处理；

(2)采用定尺激磁，可以使滑尺处在均匀磁场中，感应信号与位置的函数关系更接近于正弦函数，失真度小，有利于提高细分精度；

(3)由于滑尺小，易屏蔽，可提高抗干扰能力；

(4)微弱的感应信号从滑尺感应出来，阻抗小，易匹配。

2、系统电路分析

我们采用大规模集成电路AD2S80（RDC）作为数字信号处理芯片。它是跟踪式单片集成电路，是ANALOG DEVICES公司新一代RDC。它可用于旋转变压器、感应同步器的数字转换，由于它将感应同步器的信号转换为自然二进制数是采用一种比率式跟踪方式，输出数字角度只与输入的正弦和余弦信号的比值有关，而与它的绝对值无关，因此具有较高的噪声抑制能力，减少由于从感应同步器经远距离传输带来的误差。

同时使用EPROM译码，LED数码显示出角位移量。系统采用总体开环，数字信号处理单元由AD2S80及器件构成，它完成正余弦函数变化的角度信号。AD2S80的分辨率和动态性能可任意选择，可供选择的分辨率为10、12、14、16bit，可通过SC1和SC2的输入逻辑电平来选择。我们根据技术要求选择12bit，它的转换器跟踪速度上限取决于集成电路内压控振荡器输出频率的最高上限，对于AD2S80它的最高上限频率为:

跟踪速度上限可由下式计算：

跟踪速度上限=（）(理论值)

式中：（是输出分辨率），对于12位，。

根据以往工作经验，数显表实际跟踪速度范围为：0～180°/S，可以满足跟踪速度指标要求。

数显表电路原理如图2所示，主要由以下部分组成：

2.1 振荡电路

对振荡电路我们采用了一个场效应管来控制电路增益的振荡电路，它波形失真小，电路中差分对管够成的检波放大电路给压控电阻提供与振幅有关的控制电压，以实现自动稳幅功能，输出振幅的稳定性可达到0.1%，输出振幅的调节率为100:1，温度系统1mV/℃。

2.2 电压跟随器及功率驱动电路

由于圆感应同步器转子的电阻很小，大约只有几欧姆左右，所以要求电路具有较强的电流驱动能力，而电压不能过高的功放电路。因此我们采用美国NS公司推出的LM2030集成芯片，该芯片失真小，输出功率大，工作稳定可靠，内部保护完善，电路元件少。电阻和电容采用金属膜电阻和CBB电容。在LM2030集成芯片上加有足够的散热片。否则温度升高使LM2030芯片过热保护电路工作，从而使LM2030芯片关断。为保证前级振荡电路的稳定工作，而不使输出脉冲的相位和波形失真，电路的设计采用了电路跟随器与功放电路进行隔离，以提高工作的稳定性和可靠性。

2.3 前置放大电路

由于感应同步器幅相相交换输出为毫伏级，因此产生的感应信号必须通过前置放大千倍左右，才能进行幅相测量，并通过电缆送入A/D转换电路中。放大会导致误差，因此要求放大器的放大倍数要稳定，波形失真要小，同时相移也要稳定，放大器应尽量对称。由于前置放大器输入信号小，放大倍数比较高，所以必须放在屏蔽盒内，屏蔽盒装在经纬仪内，并有良好的接地。放大器采用同相输入方式，因为感应同步器输出为电压信号，同相输入放大输入阻抗高，有利于信号放大。同时采用变压耦合器升压后送入运放，变压耦合器的优点是：易于实现阻抗匹配，没有温漂现象，并且有选频作用。

2.4 相位补偿电路

感应信号通过反相放大后，为发调整由于整个电路带来的附加相移，在放大器后加一级相位补偿电路，进行相位补偿。该电路利用运算放大器的差动输入在处产生90°相移，如果输入频率在0～∞范围内变化，相位便会在180°～0°之间变化，若以90°相移的频率为中心，频率偏离时其相角为：

为了获得任意相角，选择适当电容量，并使

2.5 计数、译码、显示电路

用DIR作为加减计数控制，对上面的RIPPLEC LOCK进行计数，就可以完成二倍节距的计数，信号处理电路和计数电路输出的结果为二进制形式，将二进制数显示为度、分、秒的形式。若采用逻辑电路进行译码，则电路较为复杂，我们采用了EPROM译码方式，每片有8位数据，可产生24位BCD码，输出的数字量通过数码驱动电路驱动LED显示，共显示7位数据。根据电路的特点，用2片EPROM（2764）就可完成分、秒的译码，度的译码是采用VHDL硬件描述语言进行集成MAX（EPM7128SLC84）芯片编程。加减计数和译码程序略。

2.6 A/D转换集成电路

A/D转换集成电路芯片AD2S80是美国AD的模拟信号转换成数字信号，通过三态输出选择并行的二进制码，能够较好地满足圆感应同步器数显表对角位移检测精度的要求。

3、结语

(1)跟踪速度快。系统采用总体开环，数字信号处理单元由AD2S80及器件构成，它完成正余弦函数变化的角度信号。跟踪速度上限可达268（）。

(2)抗干扰能力强。在数字转换器（RDC）内部采用闭环伺服跟踪，输出数字角与输入的正弦余弦信号的比值有关，而与它的绝对值大小无关。因此具有较高的噪声抑制能力，以减少远距离长线传输带来的误差。

我们对数显表作了新的设计，采用大规模单片集成电路 AD2S80芯片，简化了电路，提高了可靠性，达到了设计要求。

参考文献

[1]端木时夏,刘纪苟.感应同步器及其数显技术[J].上海:同济大学出版社,1990．

[2]张力,罗朝祥.新型圆感应同步器微机数显表的研究[J].机电一体化,2002．