時(shí)間：2023-11-13 09:46:12
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇集成電路的概念范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
2非微電子專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)課程實(shí)踐
根據(jù)以上原則，信息工程大學(xué)根據(jù)具體實(shí)際，在計(jì)算機(jī)、通信、信號(hào)處理、密碼等相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)集成電路芯片設(shè)計(jì)技術(shù)課程，根據(jù)近兩年的教學(xué)情況來(lái)看，取得良好的效果。該課程的主要特點(diǎn)如下。優(yōu)化的理論授課內(nèi)容1）集成電路芯片設(shè)計(jì)概論：介紹IC設(shè)計(jì)的基本概念、IC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)、IC技術(shù)的發(fā)展和趨勢(shì)等內(nèi)容。使學(xué)員對(duì)IC設(shè)計(jì)技術(shù)有一個(gè)大概而全面的了解，了解IC設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展歷程及基本情況，理解IC設(shè)計(jì)技術(shù)的基本概念；了解IC設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)，包括軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、IC低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、IC可重用設(shè)計(jì)技術(shù)等。2）IC產(chǎn)業(yè)鏈及設(shè)計(jì)流程：介紹集成電路產(chǎn)業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”，以及數(shù)字IC設(shè)計(jì)流程等內(nèi)容。使學(xué)員了解集成電路產(chǎn)業(yè)的變革和分工，了解設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試等環(huán)節(jié)的一些基本情況，了解數(shù)字IC的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時(shí)序驗(yàn)證與物理驗(yàn)證及芯片面積優(yōu)化、時(shí)鐘樹(shù)綜合、掃描鏈插入等內(nèi)容。3）RTL硬件描述語(yǔ)言基礎(chǔ)：主要講授Verilog硬件描述語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、描述方式、設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容。使學(xué)員能夠初步掌握使用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的基本語(yǔ)法，了解大型電路芯片的基本設(shè)計(jì)規(guī)則和設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐學(xué)習(xí)和鞏固硬件電路代碼編寫和調(diào)試能力。4）系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)（SoC）、片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）的基本概念和集成設(shè)計(jì)方法。使學(xué)員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級(jí)芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法及主要片內(nèi)嵌入式處理器核。
豐富的實(shí)踐操作內(nèi)容1）Verilog代碼設(shè)計(jì)實(shí)踐：學(xué)習(xí)通過(guò)課下編碼、上機(jī)調(diào)試等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行基本數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的能力，并通過(guò)給定的IP核或代碼模塊的集成，掌握大型芯片電路的集成設(shè)計(jì)能力。2）IC前端設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路前端設(shè)計(jì)平臺(tái)DesignCompiler，使學(xué)員通過(guò)上機(jī)演練，初步掌握使用DesignCompiler進(jìn)行集成電路前端設(shè)計(jì)的流程和方法，主要包括RTL綜合、時(shí)序約束、時(shí)序優(yōu)化、可測(cè)性設(shè)計(jì)等內(nèi)容。3）IC后端設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路后端設(shè)計(jì)平臺(tái)ICCompiler，使學(xué)員通過(guò)上機(jī)演練，初步掌握使用ICCompiler進(jìn)行集成電路后端設(shè)計(jì)的流程和方法，主要包括后端設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時(shí)鐘樹(shù)綜合、布線操作、物理驗(yàn)證與最終優(yōu)化等內(nèi)容。靈活的考核評(píng)價(jià)機(jī)制1）IC設(shè)計(jì)基本知識(shí)筆試：通過(guò)閉卷考試的方式，考查學(xué)員隊(duì)IC設(shè)計(jì)的一些基本知識(shí)，如基本概念、基本設(shè)計(jì)流程、簡(jiǎn)單的代碼編寫等。2）IC設(shè)計(jì)上機(jī)實(shí)踐操作：通過(guò)上機(jī)操作的形式，給定一個(gè)具體并相對(duì)簡(jiǎn)單的芯片設(shè)計(jì)代碼，要求學(xué)員使用Synopsys公司數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)前后端平臺(tái)，完成整個(gè)芯片的前后端設(shè)計(jì)和驗(yàn)證流程。3）IC設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域報(bào)告：通過(guò)撰寫報(bào)告的形式，要求學(xué)員查閱IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，包括該領(lǐng)域的前沿研究技術(shù)、設(shè)計(jì)流程中相關(guān)技術(shù)點(diǎn)的深入研究、集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展歷程和趨勢(shì)等，撰寫相應(yīng)的專題報(bào)告。
伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路也出現(xiàn)了日新月異的變化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大規(guī)模、速度快、功能多的電路逐漸得到有效開(kāi)發(fā)，半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)逐漸完善，其中尤為特別的是數(shù)字電路變化。基于此種形勢(shì)下，對(duì)集成電路測(cè)試提出了更高的要求。在以往測(cè)試軟件編制中，程序主要以測(cè)試流程為導(dǎo)向，堅(jiān)持自上至下原則進(jìn)行排列，將程控指令、測(cè)試參數(shù)、測(cè)試結(jié)果等都納入文本測(cè)試軟件中，這種編程面向過(guò)程，語(yǔ)法規(guī)則特定。但工程師必須要具有一定的編程技能，由于編程過(guò)程復(fù)雜，自動(dòng)化測(cè)試不具高效性、快速性和同步性。目前，伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，圖形化編程語(yǔ)言編程為工程師提供一個(gè)有效的可編程平臺(tái)。筆者主要綜合自身多年來(lái)在半導(dǎo)體企業(yè)從事集成電路測(cè)試工作實(shí)踐和管理經(jīng)驗(yàn)，深入探究集成電路測(cè)試系統(tǒng)管理及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用，旨在實(shí)現(xiàn)集成電路測(cè)試精細(xì)化管理的要求和行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
1.集成電路測(cè)試設(shè)備及配件概述
1.1 集成電路測(cè)試設(shè)備功能分析
針對(duì)集成電路測(cè)試設(shè)備及功能而言，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：
（1）測(cè)試機(jī)。測(cè)試機(jī)主要參考因素包括硬件架構(gòu)端子數(shù)、操作系統(tǒng)環(huán)境、時(shí)鐘速度、程序開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用程序等，早期測(cè)試機(jī)多以C、Pascal等程序語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具，目前VB應(yīng)用廣泛，各種輔助應(yīng)用程序?yàn)闇y(cè)試工程師提供了發(fā)展時(shí)機(jī);
（2）晶圓針測(cè)機(jī)。目前，四寸至十二寸晶圓均經(jīng)針測(cè)機(jī)在晶舟與測(cè)試機(jī)間進(jìn)行存取，此種設(shè)備對(duì)機(jī)械自動(dòng)化、結(jié)構(gòu)精密度、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定度要求較高;
（3）器件分類機(jī)。分類機(jī)主要執(zhí)行測(cè)試機(jī)與集成電路成品間的電性接觸，按照測(cè)試程序中定義結(jié)果進(jìn)行分類;
（4）預(yù)燒爐。早期預(yù)燒爐主要提供預(yù)燒條件中所需電流、偏壓、波形電路機(jī)制，目前主要以封裝類型為依據(jù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)被測(cè)器件具有承載作用。
1.2 集成電路測(cè)試機(jī)原理
測(cè)試機(jī)多由高性能量測(cè)儀器構(gòu)成，而測(cè)試系統(tǒng)屬于測(cè)試儀器與計(jì)算機(jī)控制的綜合體。計(jì)算機(jī)控制主要是經(jīng)由測(cè)試程序執(zhí)行指令集對(duì)測(cè)試硬件進(jìn)行控制，最終由測(cè)試系統(tǒng)提供測(cè)試結(jié)果。為保證測(cè)試結(jié)果的一致性，必須要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行定期校正處理，一般應(yīng)用校正芯片對(duì)測(cè)量?jī)x器精準(zhǔn)性進(jìn)行驗(yàn)證。目前，多數(shù)測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)試具有特定類別特征的集成電路，通用器件種類包括數(shù)字、內(nèi)存、混合信號(hào)、模擬。一般而言，測(cè)試系統(tǒng)包括來(lái)源內(nèi)存、捕捉內(nèi)存、測(cè)試樣本或掃描向量?jī)?nèi)存、端子電路，而測(cè)試方法主要采用施加與測(cè)量模式，通過(guò)設(shè)置測(cè)量范圍、測(cè)量極限、設(shè)備性能參數(shù)而完成測(cè)試作業(yè)。
2.集成電路測(cè)試數(shù)據(jù)分析
為了開(kāi)發(fā)集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)，必須要詳細(xì)分析現(xiàn)有的產(chǎn)品管理過(guò)程與測(cè)試流程，從而優(yōu)化系統(tǒng)功能與框架設(shè)計(jì)。首先，要對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。一般而言，集成電路測(cè)試生產(chǎn)線上具有4個(gè)左右的測(cè)試平臺(tái)，每個(gè)測(cè)試平臺(tái)對(duì)不同產(chǎn)品、測(cè)試參數(shù)所提供的測(cè)試數(shù)據(jù)、時(shí)間不盡相同。通常狀況下，測(cè)試結(jié)果屬于生產(chǎn)過(guò)程總體情況的直接反映指標(biāo)，優(yōu)化測(cè)試參數(shù)，能獲取產(chǎn)品良率信息。在現(xiàn)階段，由于測(cè)試參數(shù)較多，且各個(gè)參數(shù)間能產(chǎn)生不同程度的交互效應(yīng)，最終影響統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。目前，就測(cè)試統(tǒng)計(jì)工具分析方法而言，主要包括兩種：一是比較分析，二是相關(guān)性分析。譬如在不同條件下，可對(duì)每片晶片測(cè)試參數(shù)進(jìn)行比較分析，觀察測(cè)試參數(shù)之間的差異性。同時(shí)，可將測(cè)試參數(shù)與WS數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、iEMS數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，尋找相關(guān)性誘因。以上兩種分析方法均在明確現(xiàn)有歷史數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)備、生產(chǎn)狀況的影響下進(jìn)行。應(yīng)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)產(chǎn)品特征，考慮到測(cè)試問(wèn)題具有復(fù)雜性，工程師往往無(wú)法對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行優(yōu)化判斷。
在實(shí)際分析過(guò)程中，可綜合多種統(tǒng)計(jì)手段來(lái)進(jìn)行分類效果預(yù)測(cè)。具體而言，必須要注意四個(gè)問(wèn)題：
（1）明確好壞組?；谡莆諝v史測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上確定好壞組分組規(guī)則;
（2）對(duì)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行刪選。擇取與另一平臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)具有相關(guān)性的測(cè)試參數(shù)，并進(jìn)行集合，在此基礎(chǔ)上擇取好壞組間差異顯著的測(cè)試參數(shù);
（3）對(duì)主成分進(jìn)行綜合分析。針對(duì)具有差異性的測(cè)試參數(shù)而言，必須要作正交化處理，將測(cè)試參數(shù)間的交互作用及時(shí)消除;
（4）判別分析。對(duì)待預(yù)測(cè)晶圓至好壞兩組距離進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的Mahalanobis距離將常用遠(yuǎn)近距離進(jìn)行替代，并將其歸納到距離近的那組，實(shí)現(xiàn)分類目標(biāo)。此流程可優(yōu)化最終結(jié)果，同時(shí)在研究過(guò)程中還可運(yùn)用判別分析、分析流程等篩選方法。
3.集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 集成電路測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)概念與邏輯設(shè)計(jì)
針對(duì)集成電路測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)而言，主要包括四類方法：一是自頂向下，二是自底向上，三是逐步擴(kuò)張，四是混合策略。就測(cè)試管理開(kāi)發(fā)而言，主要應(yīng)用自底向上方法，即首先勾畫局部概念結(jié)構(gòu)，并將各個(gè)局部進(jìn)行集合，最終獲取全局概念結(jié)構(gòu)。于構(gòu)建概念模型前，必須要深入分析需求分析中形成的數(shù)據(jù)，把握數(shù)據(jù)實(shí)體屬性，構(gòu)建實(shí)體間關(guān)系。在數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)時(shí)期，開(kāi)發(fā)環(huán)境擇取Web應(yīng)用框架（Django），按照系統(tǒng)情況，于數(shù)據(jù)流圖中擇取適當(dāng)數(shù)據(jù)流圖，每部分均與一個(gè)局部應(yīng)用相對(duì)應(yīng)，聯(lián)系各個(gè)局部數(shù)據(jù)流程圖，檢查概念模型圖設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性。
概念結(jié)構(gòu)屬于數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，為了達(dá)到測(cè)試管理系統(tǒng)要求，要將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模型。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，通常只支持網(wǎng)狀、關(guān)系、層次三種模型中的某一具體數(shù)據(jù)模型，導(dǎo)致各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)硬件具有局限性。因此，在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先要對(duì)概念結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，促使其常用網(wǎng)狀、層次模型，并基于特定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)輔助下，促使轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模型。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)擇取MySQL，降低總體擁有成本。
3.2 集成電路測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)
就集成電路測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)而言，首先要明確數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)，再對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其內(nèi)容主要包括三個(gè)方面：
（1）數(shù)據(jù)儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。在對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，要將維護(hù)代價(jià)、存取時(shí)間、空間利用率作為考慮因素。一般而言，將冗余數(shù)據(jù)消除，能有效節(jié)約存儲(chǔ)空間，但易增大查詢代價(jià)，故要權(quán)衡利益，擇取折中方案。MySQL屬于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，聚簇功能強(qiáng)大，為了保證查詢速度，可將屬性上存在相同值的元組進(jìn)行集中，存入物理塊中;
（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置。在開(kāi)展數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)時(shí)，可將MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶表空間與系統(tǒng)文件相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存入磁盤驅(qū)動(dòng)器中，以達(dá)索引與數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、表分類存放目的。針對(duì)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)而言，可將不同用戶建立的表進(jìn)行分類存放，可最大限度地優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù);
（3）數(shù)據(jù)存取路徑。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，要明確存取路徑，尋找索引構(gòu)建方法。索引作為一種數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，主要包括三種形式：一是簇索引，二是表索引，三是位映射索引。在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用索引可提高聚集中數(shù)據(jù)與表檢索速度?？茖W(xué)應(yīng)用索引，能降低磁盤I/O操作次數(shù)。
4.集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與開(kāi)發(fā)利用
4.1 集成電路測(cè)試數(shù)據(jù)輸入
在測(cè)試生產(chǎn)線上，由于每天都會(huì)出現(xiàn)大量的晶圓測(cè)試作業(yè)，故針對(duì)產(chǎn)品測(cè)試管理系統(tǒng)來(lái)講，必須要將晶圓信息輸入到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于后續(xù)功能操作的實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有測(cè)試生產(chǎn)線上，一部分產(chǎn)品信息可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸入，譬如每片晶圓均存在自身產(chǎn)品批次與編號(hào)，于晶圓制造中可將此類信息標(biāo)記在晶圓表面上，經(jīng)由晶圓針測(cè)機(jī)自動(dòng)識(shí)別裝置進(jìn)行讀取。待讀取完畢后輸入到相關(guān)的測(cè)試結(jié)果中。而就其它無(wú)法自動(dòng)輸入信息而言，譬如測(cè)試接口、針測(cè)卡、測(cè)試設(shè)備等信息，必須要進(jìn)行手動(dòng)輸入。
基于把控生產(chǎn)線實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上，每名錄入員均需進(jìn)行班組個(gè)人生產(chǎn)日?qǐng)?bào)的錄入，工作量相對(duì)較大，同時(shí)考慮到系統(tǒng)實(shí)際需要，于每2小時(shí)需要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)錄入，故必須要重視錄入速度。當(dāng)數(shù)據(jù)被錄入子菜單時(shí)，其每頁(yè)面設(shè)計(jì)必須要采用Django的第三方控件，利用其強(qiáng)大功能以達(dá)無(wú)鼠標(biāo)操作目標(biāo)。從本質(zhì)上來(lái)講，輸入員將該子頁(yè)面打開(kāi)后，僅有鍵盤可進(jìn)行輸入操作，方便較為快捷，與用戶實(shí)際需求吻合。
4.2 集成電路測(cè)試結(jié)構(gòu)文件上傳
針對(duì)集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)而言，必須要將測(cè)試設(shè)備工作站所定義的測(cè)試結(jié)果文件輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，最終才能構(gòu)成數(shù)據(jù)分析報(bào)表。待晶圓測(cè)試完畢后，測(cè)試設(shè)備將構(gòu)成晶圓測(cè)試結(jié)果的文件轉(zhuǎn)變成一個(gè)傳送信號(hào)，上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而服務(wù)器會(huì)依據(jù)文件發(fā)送信頭，最終接納測(cè)試結(jié)果文件。
針對(duì)測(cè)試管理系統(tǒng)為而言，為了確保其傳送速度，本文研究中實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方面的優(yōu)化處理：
（1）針對(duì)測(cè)試結(jié)果文件傳送而言，主要應(yīng)用實(shí)時(shí)傳送原則，即傳送時(shí)機(jī)擇取為測(cè)試結(jié)果文件組成后，對(duì)以往分批次傳送方式進(jìn)行了優(yōu)化補(bǔ)充。從整體上來(lái)講，有助于預(yù)防文件過(guò)大而促使傳送速度滯后，對(duì)服務(wù)器正常運(yùn)行具有一定的輔助作用;
（2）文件上傳后并未直接植入數(shù)據(jù)庫(kù)中，而是暫時(shí)存入原始數(shù)據(jù)暫存器中，有助于防止某些無(wú)效格式測(cè)試結(jié)果文件被上傳。譬如在測(cè)試中存在了人為中斷現(xiàn)象，而誘導(dǎo)某些測(cè)試數(shù)據(jù)最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿哂鄶?shù)據(jù)。經(jīng)由原始數(shù)據(jù)暫存器剔除此類無(wú)效格式文件，能最大限度地確保數(shù)據(jù)庫(kù)文件的精準(zhǔn)性。此外，經(jīng)由原始數(shù)據(jù)暫存器對(duì)測(cè)試結(jié)果文件權(quán)限進(jìn)行整合配置。譬如在存儲(chǔ)過(guò)程中可允許訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不允許訪問(wèn)某些重要數(shù)據(jù)。從某種角度上來(lái)講，極大地提高了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性;
（3）針對(duì)測(cè)試管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)而言，主要采用存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包括生產(chǎn)盤存月報(bào)、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)、設(shè)備異常報(bào)警率、生產(chǎn)良率表等?；趹?yīng)用程序界面上，分開(kāi)統(tǒng)計(jì)功能與查詢功能，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)功能對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)行調(diào)用，基于服務(wù)器端作用下對(duì)信息開(kāi)展各類匯總作業(yè)，并錄入歷史存表中。而利用查詢功能自歷史表中對(duì)已計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，完善了系統(tǒng)性能，增強(qiáng)了查詢效率。
4.3 集成電路測(cè)試在線預(yù)警、測(cè)試數(shù)據(jù)查詢與分析
就集成電路測(cè)試在線預(yù)警功能模塊而言，主要因測(cè)試生產(chǎn)線工程師少，在測(cè)試過(guò)程中，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的誤測(cè)或不良測(cè)試，為測(cè)試工程師及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提供了有力的幫助。而針對(duì)集成電路測(cè)試數(shù)據(jù)查詢而言，該模塊主要考慮到用戶對(duì)生產(chǎn)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有查詢需求，涵蓋產(chǎn)品負(fù)責(zé)人、芯片產(chǎn)品、測(cè)試日期、測(cè)試站點(diǎn)等信息。同時(shí)，數(shù)據(jù)查詢模塊還可查詢各類良率分析報(bào)表，其中查詢功能與統(tǒng)計(jì)功能單獨(dú)使用，有助于用戶自主選擇，其查詢內(nèi)容涵蓋測(cè)試平臺(tái)比較報(bào)表、良率分析年報(bào)、季報(bào)、月報(bào)、日?qǐng)?bào)等。
5.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，本文主要以集成、高效、全方位、先進(jìn)企業(yè)管理要求為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，旨在提升集成電路企業(yè)管理水平，增強(qiáng)市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試行業(yè)中的企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)具有至關(guān)重要的作用。在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于對(duì)現(xiàn)有測(cè)試生產(chǎn)線上出現(xiàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)法全面管理，故無(wú)法深入分析影響集成電路測(cè)試生產(chǎn)效率提高的因素，因此在前期做了大量設(shè)備與測(cè)試方法研究。在測(cè)試管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完成時(shí)，以前臺(tái)開(kāi)發(fā)工具（Django）、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（MySQL）為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)了與用戶操作需求的吻合的集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)。在整體開(kāi)發(fā)過(guò)程中，立足于數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制、查詢優(yōu)化等技術(shù)難題角度，確保了高效查詢速度與數(shù)據(jù)操作的完整性，最終集成電路測(cè)試管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了五個(gè)功能，包括測(cè)試數(shù)據(jù)錄入、測(cè)試結(jié)果文件上傳、產(chǎn)品測(cè)試在線預(yù)警、數(shù)據(jù)查詢與分析和測(cè)試運(yùn)行相關(guān)報(bào)表生成，與企業(yè)信息化、自動(dòng)化、精益化管理需求相一致，具有較大的應(yīng)用前景。
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Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit
GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong
VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing，China 100124
Abstract：Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea，right organize procedure，a steady preparation，corporation between university and company，teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student，can push Quality Education，can advance the ability of theory and practice，can improve the ability of resolve problem，can cultivate the spirit of creativity，can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.
Keywords：competition；Integrated circuit；teaching reformation
集成電路在社會(huì)發(fā)展中扮演著非同尋常的角色，幾乎滲透到了各行各業(yè)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，集成電路的制造與開(kāi)發(fā)中心正逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移。我們肩負(fù)重大的歷史使命，是要把我國(guó)建設(shè)成為集成電路的生產(chǎn)大國(guó)進(jìn)而成為集成電路強(qiáng)國(guó)[1]。因此培養(yǎng)二十一世紀(jì)集成電路設(shè)計(jì)人才是我們教師面臨的歷史任務(wù)。北京華大九天軟件有限公司致力于開(kāi)發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的EDA軟件，提供高端的SoC解決方案和一站式設(shè)計(jì)生產(chǎn)服務(wù)，為培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)人才提供了很好的軟件平臺(tái)。北京市2011首屆“華大九天杯”大學(xué)生集成電路大賽以充分調(diào)動(dòng)各方面的參與積極性。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，競(jìng)賽為他們提供了一個(gè)開(kāi)闊眼界、互相學(xué)習(xí)和交流的好機(jī)會(huì)，這是任何課堂教學(xué)都無(wú)法替代的；對(duì)指導(dǎo)老師來(lái)說(shuō)，競(jìng)賽可以促進(jìn)他們轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)理念，改進(jìn)落后的課程體系，積極尋求新的教學(xué)模式，真正做到教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與時(shí)俱進(jìn)，切實(shí)達(dá)到面向應(yīng)用、面向市場(chǎng)、面向社會(huì)并最終為社會(huì)提供優(yōu)秀專業(yè)人才的最高教學(xué)目標(biāo)[2]。實(shí)踐表明，開(kāi)展大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)集成電路人才培養(yǎng)、推進(jìn)素質(zhì)教育、理論實(shí)踐結(jié)合能力、解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感等方面具有重要意義，同時(shí)也對(duì)高校的集成電路設(shè)計(jì)課程和實(shí)踐教學(xué)改革起了一定的引導(dǎo)作用，極大的強(qiáng)化了學(xué)生繪制版圖和電路設(shè)計(jì)能力。本人有幸?guī)ьI(lǐng)學(xué)生參加了此次比賽，獲得了一些啟示。
1.立足現(xiàn)實(shí)，拓寬應(yīng)用
本次大賽的活動(dòng)宗旨是豐富微電子學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考和操作能力，鞏固和加深所學(xué)專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，推動(dòng)京津地區(qū)高校微電子學(xué)專業(yè)的交流和發(fā)展，并對(duì)國(guó)產(chǎn)正版EDA軟件的普及和應(yīng)用起到積極推動(dòng)作用。
2011年北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽分成大學(xué)本科和研究生兩個(gè)級(jí)別（本科生組33個(gè)組；研究生33個(gè)組），每組3人，進(jìn)行筆試和上機(jī)操作。比賽相關(guān)規(guī)則：筆試階段，采用閉卷形式，由各參賽隊(duì)員獨(dú)立完成，最終成績(jī)計(jì)入小組總分；上機(jī)操作，以小組形式參加。
2.正確的指導(dǎo)思想
電子學(xué)會(huì)組織的此次大學(xué)生集成電路大賽立足高，緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)際，著重基礎(chǔ)、注重培養(yǎng)實(shí)踐能力的原則為大賽成功舉行樹(shù)立了正確的指導(dǎo)思想。
“華大九天杯”集成電路大賽凝聚了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、專家、學(xué)者和我校學(xué)科部領(lǐng)導(dǎo)、老師及每個(gè)參賽隊(duì)員的心血與汗水。在比賽的前后，我們的指導(dǎo)思想是：參賽獲獎(jiǎng)不是最終目的，深人持久地開(kāi)展教育教學(xué)改革，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，吸引更多的學(xué)生參加各類競(jìng)賽和科技活動(dòng)，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀專業(yè)人才，才是我們的努力方向。集成電路大賽引來(lái)了眾多企業(yè)，他們對(duì)參賽學(xué)生的青睞，對(duì)于與學(xué)校合作的重視，也正是我們學(xué)校所渴求的。在參賽中與同行各企業(yè)充分交流，學(xué)校與企業(yè)的緊密結(jié)合，才能更清楚市場(chǎng)對(duì)優(yōu)秀畢業(yè)生的要求，進(jìn)而能明確培養(yǎng)目標(biāo)，并在平時(shí)的課程教學(xué)中加以滲透，在教學(xué)中不斷改進(jìn)；在參賽中與其他兄弟院校充分分享經(jīng)驗(yàn)，不斷學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處，分析參賽中暴露的共性問(wèn)題，在教育教學(xué)中不斷改進(jìn)；在參賽中提高教師的指導(dǎo)水平和改進(jìn)教育教學(xué)方法；在參賽中提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)大批適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才，才是我們參加北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽的最終目的。
3.準(zhǔn)備認(rèn)真，重在過(guò)程
承辦方北方工業(yè)大學(xué)周密的準(zhǔn)備工作和熱情的服務(wù)為大賽成功舉行創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。北方工業(yè)大學(xué)和華大九天公司組織的集訓(xùn)為成功參賽奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
在學(xué)科部領(lǐng)導(dǎo)和各位老師的努力下，在實(shí)驗(yàn)室老師的大力協(xié)助下，在華大九天公司培訓(xùn)人員的大力支持下，我們組織了兩個(gè)階段的集中培訓(xùn)，并在培訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了有針對(duì)性的輔導(dǎo)練習(xí)，并在參賽前舉行了預(yù)賽。這些環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生和老師起到了很好的引導(dǎo)和督促作用，保證了良好的訓(xùn)練環(huán)境，營(yíng)造了積極向上的參賽氛圍。
在電子競(jìng)賽的準(zhǔn)備過(guò)程中，適逢暑假，假期長(zhǎng)，學(xué)生們可以充分利用暑假時(shí)間認(rèn)真復(fù)習(xí)電子器件、數(shù)字電子電路、集成電路分析與設(shè)計(jì)等課程的理論知識(shí)。同時(shí)，學(xué)生們還學(xué)習(xí)華大EDA軟件，進(jìn)行實(shí)際電路和版圖繪制上機(jī)練習(xí)，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)踐的學(xué)風(fēng)。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決競(jìng)賽中遇到的各種問(wèn)題，提高了運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備，磨合了小組間的默契配合和分工，增進(jìn)了師生情誼，提高了團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)能力。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備，找出了自己在知識(shí)上的不足，明確了社會(huì)的需要、工作崗位的需要和工作性質(zhì)，樹(shù)立了新的奮斗目標(biāo)，產(chǎn)生了學(xué)習(xí)新的動(dòng)力。
4.參賽對(duì)嵌入式系統(tǒng)和集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)改革的啟示
北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生參加實(shí)踐的積極性、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)有著重要作用，競(jìng)賽給學(xué)生提供了一個(gè)施展才華、發(fā)揮創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。并對(duì)高校集成電路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容和電子科學(xué)與技術(shù)的課程體系改革和學(xué)生今后工作起到一定的引導(dǎo)作用。
4.1 知識(shí)整合的系統(tǒng)教學(xué)思想
自從1958年基爾比發(fā)明集成電路以后，集成電路一直按照摩爾定律的預(yù)測(cè)飛速發(fā)展。面對(duì)集成電路如此迅猛的發(fā)展形勢(shì)，教學(xué)工作也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷改革創(chuàng)新。我承擔(dān)《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設(shè)計(jì)》課程，深深體會(huì)到微電子專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)與其他專業(yè)有所區(qū)別，因?yàn)樾酒脑O(shè)計(jì)方向日益朝著片上系統(tǒng)SOC、片上可編程系統(tǒng)SOPC的方向發(fā)展[3]。學(xué)生不僅需要有系統(tǒng)的概念[4]，同時(shí)需要對(duì)典型處理器體系結(jié)構(gòu)有清晰的理解，在設(shè)計(jì)SOC芯片時(shí)才會(huì)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想[5]，又會(huì)對(duì)處理器內(nèi)部體系架構(gòu)有清晰的概念。因此，在對(duì)微電子專業(yè)的學(xué)生講授嵌入式系統(tǒng)時(shí)，要緊密結(jié)合集成電路設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合集成電路分析與設(shè)計(jì)、數(shù)字電子、模擬電子、電子器件等課程的內(nèi)容，使學(xué)生不僅對(duì)處理器結(jié)構(gòu)體系清楚，更熟悉各模塊電路，如ALU單元電路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM單元等等。在處理器的，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的概念，掌握外部單元電路，如存儲(chǔ)器單元電路、系統(tǒng)總線單元、SPI、IIC、UART等等接口電路，從使用者的期望角度出發(fā)，來(lái)進(jìn)行芯片的設(shè)計(jì)，既是使用者，又是設(shè)計(jì)者。學(xué)生在學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)的課程時(shí)，緊密結(jié)合嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、結(jié)合處理器內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)，具有整體的大的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)概念，整合學(xué)生對(duì)各個(gè)課程的分離的知識(shí)內(nèi)容，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決系統(tǒng)問(wèn)題。通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)和上機(jī)課時(shí)，提高學(xué)生將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
4.2 改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式
我國(guó)的大學(xué)課堂教學(xué)模式長(zhǎng)期以來(lái)被德國(guó)教育家赫爾巴特的“四段論”與前蘇聯(lián)教育家凱洛夫的“五環(huán)節(jié)”所主宰，在新的教育環(huán)境和教育目標(biāo)下，他們所倡導(dǎo)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)和施教程序越來(lái)越明顯地暴露出它的弊端，最突出的是“以教代學(xué)”的陳腐教學(xué)思想和“注入式”、“滿堂灌”的落后教學(xué)方法.這種“以教師為中心，以教材為中心”的課堂教學(xué)，決定了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中所處的被動(dòng)地位，很大程度地禁錮了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，對(duì)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)構(gòu)成了嚴(yán)重的障礙[2]。
現(xiàn)代教育理論指出：指導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐和探索中通過(guò)思考獲取知識(shí)，又在解決問(wèn)題的探索活動(dòng)中，運(yùn)用已獲得的知識(shí)和技能是培養(yǎng)智能的最好途徑。
本次競(jìng)賽上午閉卷完成理論知識(shí)的考試。本科生的上機(jī)操作內(nèi)容是根據(jù)提供的狀態(tài)圖設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器電路，然后進(jìn)行原理圖的繪制，再次進(jìn)行版圖繪制，進(jìn)而進(jìn)行DRC、LVS等環(huán)節(jié)驗(yàn)證，并撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。學(xué)生需要利用數(shù)字電路中所學(xué)的狀態(tài)表，構(gòu)造出邏輯關(guān)系式，運(yùn)用卡諾圖化簡(jiǎn)得到最簡(jiǎn)電路，最后再繪制單元電路，設(shè)計(jì)出具體的CMOS電路和版圖，并進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)還需要構(gòu)造出計(jì)數(shù)器所需的時(shí)鐘電路。在上機(jī)的開(kāi)始一個(gè)半小時(shí)中，指導(dǎo)老師可以參與指導(dǎo)，這樣增加了比賽中老師對(duì)學(xué)生的限時(shí)指導(dǎo)內(nèi)容，更有利于學(xué)生的競(jìng)賽，符合培養(yǎng)人才的現(xiàn)論要求。
學(xué)生基本上完成了從需求分析、電路設(shè)計(jì)、繪制電路、（仿真）、版圖繪制、驗(yàn)證到撰寫報(bào)告等環(huán)節(jié)。通過(guò)競(jìng)賽，使學(xué)生能親自感受一個(gè)簡(jiǎn)單的集成電路設(shè)計(jì)流程，培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念。學(xué)生從早晨9點(diǎn)一直進(jìn)行到下午六點(diǎn)，在短短的一天內(nèi)要完成筆試和7個(gè)小時(shí)的上機(jī)電路繪制和驗(yàn)證等工作，小組成員只有密切配合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，保持堅(jiān)韌不拔的精神，才能取得最終的勝利。這種方式非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和團(tuán)隊(duì)精神，鍛煉了學(xué)生的毅力和體力。
施教之功，貴在引導(dǎo)?？梢钥闯觯?jìng)賽在很大程度上符合現(xiàn)代教育理論的要求，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式正是以傳授知識(shí)為前提，以形成技能為基點(diǎn)，以培養(yǎng)智能為重心，以全面發(fā)展人才為歸宿。在《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中，增大課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生帶著問(wèn)題，進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)行思考、小組討論，經(jīng)老師點(diǎn)撥，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用所學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，既培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力，又完成了教學(xué)任務(wù)，符合現(xiàn)代教育論的要求。
施教之旨，在于培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)獲取新知及再創(chuàng)造之本領(lǐng)。將學(xué)生分成小組，布置某一命題，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，引導(dǎo)他們查閱資料，分析歸納總結(jié)，并在課堂中進(jìn)行報(bào)告或?qū)嶒?yàn)演示。學(xué)生反映效果很好，獲取了知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力和主動(dòng)獲取知識(shí)的方法。
5.引導(dǎo)學(xué)生參與科研，撰寫學(xué)術(shù)論文
通過(guò)大賽引導(dǎo)大學(xué)生形成一股扎扎實(shí)實(shí)的學(xué)習(xí)和研究的風(fēng)氣。激發(fā)學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣，參與到老師平時(shí)的科研中，增加動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。并在科研中進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣，形成良性循環(huán)。對(duì)于取得的研究成果，可以引導(dǎo)學(xué)生撰寫論文，并能在廣大同學(xué)中起到表率作用。
6.結(jié)束語(yǔ)
培養(yǎng)二十一世紀(jì)集成電路設(shè)計(jì)人才是我們教師面臨的歷史任務(wù)。北京市2011首屆“華大九天杯”大學(xué)生集成電路大賽以充分調(diào)動(dòng)各方面的參與積極性。正確的指導(dǎo)思想、科學(xué)的組織程序、踏實(shí)認(rèn)真的準(zhǔn)備工作以及大賽對(duì)校企合作、對(duì)教學(xué)改革將產(chǎn)生重要的影響。實(shí)踐表明，開(kāi)展大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)集成電路人才培養(yǎng)、推進(jìn)素質(zhì)教育、理論實(shí)踐結(jié)合能力、解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感等方面具有重要意義，同時(shí)也對(duì)高校的集成電路設(shè)計(jì)課程和實(shí)踐教學(xué)改革起一定的引導(dǎo)作用，極大的強(qiáng)化了學(xué)生繪制版圖、電路設(shè)計(jì)能力和集成電路設(shè)計(jì)思想。
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《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，處于各專業(yè)教學(xué)的中間環(huán)節(jié)，是學(xué)生對(duì)電子線路認(rèn)識(shí)和理解的基本素質(zhì)形成和培養(yǎng)的關(guān)鍵性課程。深入探討其教學(xué)方法并有效實(shí)施，對(duì)學(xué)生掌握一定的線路知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有著非常重要的作用。近幾年來(lái)，我一直擔(dān)任模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)與研究，在平時(shí)的教學(xué)中，我注意增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，在實(shí)驗(yàn)中注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，取得了良好的教學(xué)效果。
(一)整體把握課程內(nèi)客，并精選教學(xué)內(nèi)容
要明確本課程在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用、基本要求、基本內(nèi)容和本課程與后續(xù)課程的聯(lián)系。在分立元件構(gòu)成的電子線路和集成電路構(gòu)成的電子線路上，集成電路的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。集成電路是在分立元件電子線路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。而從事電子技術(shù)工作必須熟悉分立元件電子線路。所以選擇授課內(nèi)容時(shí)，應(yīng)以分立元件構(gòu)成的單元電子線路為基礎(chǔ)，以“分立元件電路為集成電路服務(wù)”的原則來(lái)突出集成電路，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用集成電路打好扎實(shí)的基礎(chǔ)。如在講解反饋放大電路時(shí)，由結(jié)合分立元件電路轉(zhuǎn)為結(jié)合集成運(yùn)算放大器講解，引入集成比較器、集成功率放大器、集成三端式穩(wěn)壓器等內(nèi)容。結(jié)合典型電路講基本概念、基本理論、基本分析方法，并下力氣講清楚，應(yīng)貫徹“管為路用”原則，淡化半導(dǎo)體器件內(nèi)部物理過(guò)程和集成電路的內(nèi)部電路，重點(diǎn)講清楚器件的外特性應(yīng)用。
(二)教學(xué)應(yīng)有側(cè)重點(diǎn)，以應(yīng)用為目的
高職教育要突出理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。所以，教學(xué)內(nèi)容上要突出高職教育的特點(diǎn)，主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)實(shí)際需要，注重應(yīng)用性、針對(duì)性。將知識(shí)點(diǎn)與能力點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。基礎(chǔ)理論要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)有很強(qiáng)的實(shí)用性，其技術(shù)更新的速度非常快。因此，授課時(shí)不能再按以前的方法講授：先講元器件的工作原理、外特性參數(shù)，然后分析單元電路及中規(guī)模、大規(guī)模集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再講元器件的具體應(yīng)用。過(guò)去對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)偏重過(guò)細(xì)的計(jì)算，而對(duì)運(yùn)用講得偏少。特別是模擬集成電路的運(yùn)用，學(xué)生畢業(yè)后工作有很難適應(yīng)之感。傳統(tǒng)的教學(xué)模式重在細(xì)節(jié)，而忽略了整體概念，不利于學(xué)生“應(yīng)用能力”的培養(yǎng)。因此授課時(shí)應(yīng)有側(cè)重點(diǎn)，著重于新的思想、方法和應(yīng)用，著重于所謂粗線條分析。應(yīng)與實(shí)際電路相結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)電路的應(yīng)用有更清楚的認(rèn)識(shí)。
(三)對(duì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖x圖訓(xùn)練
讀圖即是閱讀一些典型圖例，弄清其信號(hào)通道、元件作用、電路功用及一些特殊環(huán)節(jié)的工作原理?！赌M電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容抽象，且很多概念有獨(dú)立性，重復(fù)記憶少，學(xué)生難學(xué)易忘，并且往往是學(xué)完以后還不知這些知識(shí)用在何處，怎么聯(lián)系。而一張綜合電路圖通常包含好幾個(gè)單元的概念，覆蓋面廣，綜合性強(qiáng)。讀懂一張圖可以幫助學(xué)生把各單元的知識(shí)，甚至其他學(xué)科的知識(shí)縱向、橫向地聯(lián)系起來(lái)，使知識(shí)系統(tǒng)化。同時(shí)，讀圖還是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力及分析判斷能力的重要方法。實(shí)踐證明，讀圖訓(xùn)練是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展學(xué)生綜合能力的有效途徑，也是《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程一個(gè)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，它為教學(xué)雙方提供了廣闊的學(xué)習(xí)空間。
(四)上課時(shí)應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主現(xiàn)能動(dòng)性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)
學(xué)生一般都有強(qiáng)烈的求知欲望和參與意識(shí)，上課時(shí)應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教師上課時(shí)，應(yīng)先提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課，并積極思考，與教師一起去解決問(wèn)題。這樣學(xué)生就能提高興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。比如在講一個(gè)新電路時(shí)，可以從一個(gè)熟知的電路人手，設(shè)計(jì)一系列由淺入深、由易到難的問(wèn)題，形成一個(gè)指向明確、思路清晰、具有內(nèi)在聯(lián)系的問(wèn)題鏈引導(dǎo)學(xué)生不斷地解決問(wèn)題，不斷地改進(jìn)、完善，從而使一個(gè)原本簡(jiǎn)單、熟悉的電路逐漸演變成一個(gè)具有新功能和新特點(diǎn)的新電路。授課以提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題為線索，會(huì)提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，這在以后工作中是非常重要的。
(五)讓學(xué)生講究學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)能力
電子技術(shù)課程是機(jī)電工程、計(jì)算機(jī)專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但目前的電子技術(shù)教材存在知識(shí)過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的理論性而忽略學(xué)生技能培養(yǎng)的問(wèn)題。畢業(yè)生就業(yè)制度的改革，對(duì)職業(yè)學(xué)校的教育提出了新的要求。電子技術(shù)課程的教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)形勢(shì)，積極改革。
1、以分立電路為基礎(chǔ)，以集成電路為重點(diǎn)
電子技術(shù)大綱中提出了“以分立電路為基礎(chǔ)，以集成電路為重點(diǎn)的”的指導(dǎo)思想，這與電子技術(shù)的發(fā)展是吻合的。集成電路是由分立電路發(fā)展而來(lái)的，沒(méi)有分立電路這個(gè)“基礎(chǔ)”，就難有集成電路這座“大廈”，而且集成電路又是整個(gè)電子技術(shù)發(fā)展方向，在目前的實(shí)際應(yīng)用中，幾乎淘汰了分立電路。但在教材中如何去體現(xiàn)這個(gè)“基礎(chǔ)”與“重點(diǎn)”的關(guān)系呢？
1.1對(duì)分立電路要講基礎(chǔ)
通過(guò)分立電路的講述建立起基本的概念，掌握基本的理論和基本的分析方法。教材中要選準(zhǔn)典型電路，比如單管共射放大電路，以講清該電路的放大原理；用兩個(gè)共射放大電路加中間的耦合元件，就構(gòu)成了兩級(jí)放大電路，以講清耦合方式和信號(hào)的流向；加負(fù)反饋元件，則構(gòu)成負(fù)反饋放大器，以講清負(fù)反饋的概念及負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響；加RC選頻網(wǎng)絡(luò)，成為RC振蕩器，以講清振蕩的條件、振蕩的頻率、調(diào)頻的方法。這樣做的目的是：通過(guò)典型電路，講清有關(guān)概念、分析理論和分析方法。教師在教學(xué)過(guò)程中不必分析太多的電路，使學(xué)生易于接受。
1.2對(duì)集成電路要講應(yīng)用
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用十分廣泛，如果教材還花大篇幅去講集成電路內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將會(huì)與應(yīng)用脫節(jié)。目前，集成電路的產(chǎn)品繁多并且層出不窮，教材中實(shí)在無(wú)法一一列舉，因此，對(duì)含集成電路的處理可選取典型的器件，以管腳排列—功能—應(yīng)用舉例為線索，同時(shí)介紹如何查手冊(cè)對(duì)集成塊進(jìn)行替換。
2、加強(qiáng)數(shù)字電路的比重
數(shù)字技術(shù)發(fā)展至今，已成為最先進(jìn)、最重要、最具實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用技術(shù)，在教材中應(yīng)加強(qiáng)這一部分的比重。
由于數(shù)字電路的集成化，器件和電路間的界限已變得十分模糊，而現(xiàn)有教材都是用大量篇幅詳細(xì)介紹數(shù)字器件的內(nèi)部構(gòu)成、工作原理，于是教得辛苦，學(xué)生學(xué)得費(fèi)勁，學(xué)完之后不僅不能適應(yīng)社會(huì)需要，而且在后續(xù)專業(yè)課中也糊里糊涂。但也不能只講數(shù)字器件的使用情況，更不能使其成為產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。因此，應(yīng)對(duì)教材的數(shù)字電路部分作大膽的改革。
2.1以數(shù)字部件為基礎(chǔ)，講清其邏輯功能及工作特點(diǎn)
目前的教材基本是以設(shè)計(jì)思路—內(nèi)部結(jié)構(gòu)—功能—特點(diǎn)為線索，這樣存在兩個(gè)缺陷：一是費(fèi)力不討好，費(fèi)很大勁去講內(nèi)部電路，學(xué)生反而掌握不住重點(diǎn)；二是與實(shí)際應(yīng)用存在差距。其實(shí)，像全加器、譯碼器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器等，以符號(hào)———功能———特點(diǎn)———芯片———應(yīng)用為線索，不涉及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，強(qiáng)調(diào)外引線的連接及使用，這樣，教材更具實(shí)際意義。
2.2以數(shù)字部件的應(yīng)用為重點(diǎn)
把數(shù)字電路各部件搭接起來(lái)構(gòu)成某種應(yīng)用，比如由觸發(fā)器搭成計(jì)數(shù)器，使學(xué)生不再認(rèn)為這些部件是一些毫不相干的集成塊，而是可以靈活搭接的活生生的功能電路，從而打開(kāi)了一扇知識(shí)變能力的窗戶，為學(xué)生今天更好地適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)做一些準(zhǔn)備。
講述數(shù)字部件的應(yīng)用可以選取典型的實(shí)驗(yàn)課題，比如：實(shí)驗(yàn)中有紅、黃兩個(gè)故障指示燈，用來(lái)表示三臺(tái)設(shè)備的工作情況。當(dāng)只有一臺(tái)設(shè)備有故障時(shí)，黃燈亮；若有兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)產(chǎn)生故障時(shí)，紅燈亮；只有當(dāng)三臺(tái)設(shè)備都產(chǎn)生故障時(shí)，才會(huì)使紅燈和黃燈都亮。實(shí)驗(yàn)可以分別用門電路、全加器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等來(lái)實(shí)現(xiàn)，用不同的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的課題，既提高學(xué)生的興趣，又在這種應(yīng)用中使學(xué)生能更好地學(xué)會(huì)各種數(shù)字部件的功能和應(yīng)用。
3、以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，加強(qiáng)實(shí)踐性
為了提高畢業(yè)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，學(xué)校教育的當(dāng)務(wù)之急是要以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)。
3.1適當(dāng)降低理論深度
如何把握理論深度，現(xiàn)時(shí)尚未有明確的定論或指導(dǎo)性文件。那種為了降低理論深度而把教材變成產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的做法也是不可取的。（1）基本理論和基本分析方法要保證，不然就無(wú)以保證教育部關(guān)于“重基礎(chǔ)”的目標(biāo)。（2）以定性分析代替定量計(jì)算。操作型人才要區(qū)別于設(shè)計(jì)創(chuàng)造性的人才；而電子技術(shù)作為技術(shù)課程，計(jì)算的結(jié)果只是作為參考值，而應(yīng)更注重的是在實(shí)踐過(guò)程的調(diào)試。（3）避繁就簡(jiǎn)，去掉不必要的內(nèi)部分析。因?yàn)樵谑褂眉蓧K時(shí)不需關(guān)心該集成塊內(nèi)部是如何工作的；而且集成電路實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路和系統(tǒng)的統(tǒng)一，元件與電路的關(guān)系已經(jīng)不再適用。
21世紀(jì)以來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要指標(biāo)。超大規(guī)模集成電路技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，而集成電路制造工藝又是超大規(guī)模集成電路的核心技術(shù)。因此，對(duì)集成電路工藝的優(yōu)化和創(chuàng)新就成為提高信息產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力，增強(qiáng)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。近年來(lái)，盡管我國(guó)微電子技術(shù)不斷進(jìn)步，但與微電子技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，仍存在著相當(dāng)大的差距。因此，要實(shí)現(xiàn)由集成電路生產(chǎn)制造大國(guó)向集成電路研發(fā)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，就迫切需要培養(yǎng)一批高質(zhì)量的超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)人才[1]，這也正是《集成電路工藝原理》這門課程所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
然而，目前《集成電路工藝原理》課程的教學(xué)效果并不理想[2]，[3]，究其根本原因在于該課程存在內(nèi)容陳舊、知識(shí)點(diǎn)離散、概念抽象、目標(biāo)不明確等不足[4]。同時(shí)，由于大部分普通高校沒(méi)有足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和模擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，無(wú)法使學(xué)生熟悉和掌握工藝儀器的操作，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫鉤，甚至失去學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為此，依據(jù)我院微電子專業(yè)本科生的教學(xué)情況，我詳細(xì)分析了教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了改革方案。
一、目前教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確?，F(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容往往采用先分別獨(dú)立講授單項(xiàng)加工工藝，待所有工藝全部講授完畢，再綜合利用所有工藝演示制作CMOS集成電路芯片的流程。這種教學(xué)模式會(huì)造成學(xué)生在前期的理論學(xué)習(xí)過(guò)程中目標(biāo)不明確，無(wú)法掌握單項(xiàng)工藝在芯片加工中的作用，不能與實(shí)際器件加工進(jìn)行對(duì)應(yīng)，造成所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重錯(cuò)位，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
2.知識(shí)銜接性差。本課程的重點(diǎn)內(nèi)容是集成電路工藝的物理基礎(chǔ)和基本原理，它涉及熱學(xué)、原子物理學(xué)、半導(dǎo)體物理等離子體物理、化學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，然而，大部分學(xué)生并未系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過(guò)譬如等離子體物理、流體力學(xué)等課程，這就不可避免地造成了教學(xué)內(nèi)容跨越性大的問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正常銜接，致使學(xué)生對(duì)基本概念和基本物理過(guò)程難以理解，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.課程內(nèi)容抽象，不易理解。由于該課程的基本概念、物理原理和物理過(guò)程多而繁雜，再加上各種不同工藝之間的配合與銜接，導(dǎo)致內(nèi)容抽象難懂。教師在課堂上按照常規(guī)講法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容仍無(wú)法徹底理解，難以完成知識(shí)的遷移。
4.教學(xué)資源匱乏?，F(xiàn)有教材中嚴(yán)重缺乏集成電路加工方法的可視化資料，大量使用文字?jǐn)⑹雒枋鑫锢磉^(guò)程和工藝流程，致使課程講授枯燥乏味，學(xué)生無(wú)法真正理解教學(xué)內(nèi)容，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。
綜上所述，在現(xiàn)有集成電路工藝原理的教學(xué)過(guò)程中還存在一些嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量的因素。為了響應(yīng)國(guó)家“十二五”規(guī)劃中明確提出的建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的任務(wù)，培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的要求，我們必須逐步改革和完善現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式[5]，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)開(kāi)創(chuàng)未來(lái)的全面發(fā)展型人才奠定基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容的整體規(guī)劃
為了讓學(xué)生明確教學(xué)目標(biāo)，突出教學(xué)重點(diǎn)，需要摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)思路[6]，構(gòu)建“先整體、后部分；先目標(biāo)、后工藝”的教學(xué)思路，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。我們拋棄了傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容編排方式，提出了整個(gè)課程主要圍繞一個(gè)通用、典型的集成電路芯片的加工和制備展開(kāi)，使學(xué)生明確本課程的教學(xué)目標(biāo)。首先給出典型器件的模型，分析其各部分的材料和結(jié)構(gòu)，明確器件的不同組成部分并進(jìn)行歸類，依據(jù)器件加工的先后順序，然后模塊化講授器件每部分的加工方法、工藝原理和加工流程，逐步完成集成電路的全部制作，進(jìn)而完成整個(gè)課程內(nèi)容的講授。這樣就能用一條主線串起每塊學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生明確每種工藝的原理、流程和用途，做到有的放矢，并能與實(shí)際應(yīng)用較好地融合在一起，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。
三、教學(xué)內(nèi)容的選取與組織
1.教材的選擇
集成電路工藝的發(fā)展遵循摩爾定律，隨著理論的深入和技術(shù)的革新，現(xiàn)有的大部分《集成電路工藝原理》教材顯得陳舊、落后，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工藝技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)的需求。
為此，本課程的教材最好采用現(xiàn)有經(jīng)典教材和前沿科學(xué)研究成果相結(jié)合的方式，現(xiàn)有經(jīng)典教材有美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的《微電子制造科學(xué)原理與工程技術(shù)》[3]和北京大學(xué)的《硅集成電路工藝基礎(chǔ)》[7]等，這些教材內(nèi)容全面，幾乎覆蓋了所有的集成電路加工方法，而且原理講解深入透徹，具有較強(qiáng)的理論性。這些教材知識(shí)結(jié)構(gòu)基本上是按照傳統(tǒng)的教學(xué)思路編排，所以要打破這種思維的束縛，設(shè)計(jì)出一個(gè)具有代表性器件的加工過(guò)程，然后把教材中的工藝原理、工藝流程融入器件的加工過(guò)程中。這就要求我們不能照搬書(shū)本上的知識(shí)內(nèi)容，需要根據(jù)課程的新設(shè)計(jì)方案重新整合講義。同時(shí)還應(yīng)該注意，為了擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面，還應(yīng)該摘取一些具有代表性的最新前沿成果，不僅使學(xué)生的知識(shí)體系具有完整性，而且能進(jìn)一步調(diào)動(dòng)他們的創(chuàng)造性。
2.教學(xué)內(nèi)容的選取
依據(jù)課程“先整體、后部分；先目標(biāo)、后工藝”的教學(xué)思路，采用“范例”教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容可以劃分為九大知識(shí)模塊：典型CMOS器件、外延、氧化、擴(kuò)散、離子注入、物理氣相淀積、化學(xué)氣相淀積、光刻與刻蝕、隔離與互聯(lián)。首先，通過(guò)一個(gè)典型CMOS器件的結(jié)構(gòu)分析，獲得制作一個(gè)芯片所需的材料與結(jié)構(gòu)，然后簡(jiǎn)要給出不同材料和結(jié)構(gòu)的加工方法，讓學(xué)生對(duì)課程整體內(nèi)容有宏觀把握，初步了解每種工藝的基本功能。其次按照器件加工的順序，對(duì)不同工藝分別從發(fā)展歷史、工藝原理、工藝流程、工藝特點(diǎn)等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，使學(xué)生對(duì)工藝原理深入理解，工藝流程熟練掌握，最后完成整個(gè)器件的制作。
3.教學(xué)內(nèi)容的組織
對(duì)每部分教學(xué)內(nèi)容要堅(jiān)持“基礎(chǔ)知識(shí)銜接、主流工藝突出、淘汰工藝刪減、最新工藝提及”的原則。由于本課程以工藝的物理基礎(chǔ)和基本原理為重點(diǎn)內(nèi)容，這是本課程的教學(xué)難點(diǎn)，為了讓學(xué)生更加清晰地理解和掌握其工藝原理，需要適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些課程必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)。主流工藝是本課程的主要內(nèi)容，要求學(xué)生對(duì)原理、流程、性能、使用范圍等深入理解，熟練掌握。因此，這部分內(nèi)容要進(jìn)行詳細(xì)講解。淘汰工藝是本課程的了解內(nèi)容，目前淘汰工藝在現(xiàn)有教材中占據(jù)的篇幅和課時(shí)還比較多，且有喧賓奪主之勢(shì)，為了讓學(xué)生了解和熟悉集成電路工藝的發(fā)展歷史，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母爬▔嚎s或刪減處理。最新工藝是本學(xué)科的前沿研究?jī)?nèi)容，為了擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)，開(kāi)闊學(xué)生的視野，應(yīng)該適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些新型工藝技術(shù)，為學(xué)生將來(lái)進(jìn)一步研究深造奠定基礎(chǔ)。
四、結(jié)語(yǔ)
《集成電路工藝原理》是微電子學(xué)專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程的目的是使學(xué)生掌握集成電路制造工藝流程和基本原理。只有通過(guò)精心選擇優(yōu)秀教材，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，進(jìn)而有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)科技創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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引言
自然界中有各種變化的物理量，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)其中的變化規(guī)律總結(jié)起來(lái)就是兩類。其中一種是時(shí)間和數(shù)值的連續(xù)變化，比如收音機(jī)和電視機(jī)接收的信號(hào)，在正常情況下這些信號(hào)都是連續(xù)變化的，一般不會(huì)出現(xiàn)急劇的變化。這種被稱之為模擬量物理量，模擬量的信號(hào)就是模擬信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)和模擬信號(hào)等同于正弦波信號(hào)，傳送模擬信號(hào)的電路叫做模擬電路。
1.數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的概念
一種是在時(shí)間和數(shù)值上的斷續(xù)變化，這就是說(shuō)數(shù)字信號(hào)的變化是不連續(xù)的，就好比工廠庫(kù)房的元器件數(shù)量或者站在操場(chǎng)上的人，它們的數(shù)量增減變化都是1的整倍數(shù)，因?yàn)樾∮?是沒(méi)有物理意義的。這種物理量就是數(shù)字量，代表數(shù)字量的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)，最典型的數(shù)字信號(hào)就是方波信號(hào)。數(shù)字信號(hào)也被稱為脈沖信號(hào)或者離散信號(hào)，常規(guī)意義上的數(shù)字信號(hào)就是電位型和脈沖型這兩種，它在兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)之間作跳躍式變化，可以利用電位型表示法中的1和0表示電位信號(hào)，而脈沖型表示法就是用數(shù)字1和0表示是否存在脈沖[1]。產(chǎn)生、傳送和存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)的電路稱之為數(shù)字電路，數(shù)字電路包括數(shù)字電路和脈沖電路兩大類，而脈沖電路主要是研究脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和變換。從某種意義上來(lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)也是屬于電信號(hào)，但是這種信號(hào)的電壓只有兩種跳動(dòng)變化，就是高電壓和低電壓，至于兩種電壓的具體數(shù)值要依據(jù)電路規(guī)定，高電壓一般是和供電電壓相等，低電壓就表示0.如果一個(gè)電路的信號(hào)滿足這些特征就是數(shù)字電路。
2.數(shù)字電路的類型和特點(diǎn)
2.1數(shù)字電路的類別
（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為立元件電路和集成電路，用導(dǎo)線把每個(gè)基本元器件（電阻、二極管和場(chǎng)效應(yīng)管等）連接起來(lái)的電路就是分立元電路，把每個(gè)元器件的連線制作在一塊基片上再封裝提供給用戶。用戶使用時(shí)通過(guò)外管腳利用電路就是集成電路，集成電路愛(ài)在那后基本元器件的數(shù)量可以分成不同規(guī)模的集成電路，每一塊電路大約包含100個(gè)以內(nèi)的元器件就是小規(guī)模的集成電路，比如集成觸發(fā)器或者邏輯門電路等；每一塊電路包含100以上1000以下個(gè)元器件就是中規(guī)模的集成電路，比如計(jì)算機(jī)、寄存器和編碼器等；每一塊電路包含1000以上10000以下個(gè)元器件就是大規(guī)模集成電路，比如中央控制器、存儲(chǔ)器和串聯(lián)接口電路等；每一塊電路包含10000個(gè)以上的元器件就是超大規(guī)模的集成電路，微處理器就是其中的典型[2]。（2）根據(jù)半導(dǎo)體器件構(gòu)成可分為單極電路和雙極電路，內(nèi)部有二極管和三極管的器件就是雙極半導(dǎo)體器件。雙極集成電路的基本器件是雙極性管，比如TTL電路和ECL電路；同理，單極性集成電路的基本器件就是單極性管，比如PMOS電路和CMOS電路。（3）根據(jù)記憶功能電路課分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路，時(shí)序邏輯電路的輸出不僅僅是由當(dāng)前的電路輸入決定的，還與電路之前的狀態(tài)有關(guān)，比如計(jì)算器和觸發(fā)器等等，這些集成電路都是時(shí)序電路，它們擁有過(guò)去的輸入記憶[3]。組合邏輯電路則與電路過(guò)去的狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系，譬如編碼器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器等器件都沒(méi)有過(guò)去的輸入記憶。如下圖就是數(shù)字電路的實(shí)際運(yùn)用案例。
2.2數(shù)字電路的特點(diǎn)
與模擬電路相比，數(shù)字電路主要有這些優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字電路不僅可以進(jìn)行加減乘除的運(yùn)算，還可以完成是與非的邏輯運(yùn)算，這是控制系統(tǒng)必不可少的條件，所以數(shù)字電路還有另一個(gè)稱呼——數(shù)字邏輯電路；（2）不論是數(shù)字運(yùn)算還是邏輯運(yùn)算，數(shù)字電路的代碼只有0和1這兩種，電路的基本單元也比較簡(jiǎn)單，這樣在批量生產(chǎn)電路的時(shí)候就會(huì)方便很多。隨著工藝和技術(shù)的飛速發(fā)展，批量生產(chǎn)的成本也會(huì)更低，更容易操作；（3）數(shù)字電路只有高低兩種電平信號(hào)，所以半導(dǎo)體數(shù)字電路一般只有導(dǎo)通和截止這兩種狀態(tài)，而且功能消耗量低，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性和可靠性都比較高；（4）數(shù)字電路可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密處理，這樣在傳輸信號(hào)時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)被盜取的情況，從而造成經(jīng)濟(jì)損失；（5）數(shù)字集成電路組成的數(shù)字電路系統(tǒng)具有通用型的特點(diǎn)，也就是說(shuō)數(shù)字電路的應(yīng)用范圍非常廣，可以運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)[4]。
3.結(jié)語(yǔ)
隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的數(shù)字電路在各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。在數(shù)字信號(hào)中通常是采用數(shù)字1和0來(lái)表示電平信號(hào)和脈沖信號(hào)，按照數(shù)字電路結(jié)構(gòu)可以分為分立電路和集成電路，按照半導(dǎo)體器件可分為單極性電路和雙極性電路，按照記憶功能的不同可分為時(shí)序邏輯電路和組合邏輯電路。數(shù)字電路具有穩(wěn)定性、可靠性和保密性等優(yōu)點(diǎn)，因此可以進(jìn)行批量成產(chǎn)。但是數(shù)字電路設(shè)計(jì)會(huì)受到數(shù)字信號(hào)的影響，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此對(duì)數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路進(jìn)行分析非常重要，只有解決了這個(gè)問(wèn)題，才能確保系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）19-0006-02
1958年，美國(guó)德州儀器公司的基爾比發(fā)明了第一塊集成電路，隨著半導(dǎo)體工藝和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，集成電路的規(guī)?？梢赃_(dá)上億個(gè)晶體管。集成電路具有速度快、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療設(shè)備、手機(jī)和其他消費(fèi)電子，其2012年集成電路設(shè)計(jì)市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)如圖1所示。
自2006年以來(lái)，我國(guó)集成電路的產(chǎn)值為126億美元，占全球產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的5.1%，2013年我國(guó)集成電路的產(chǎn)值為405億美元，占全球產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的13.3%。2006年到2013年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到18%，遠(yuǎn)超過(guò)全球集成電路產(chǎn)業(yè)整體增速。我國(guó)集成電路行業(yè)的產(chǎn)值如表1所示。
近年來(lái)，半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)在國(guó)家政策支持下發(fā)展迅速，因此對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求劇增。為了滿足社會(huì)日益發(fā)展的需要，國(guó)家在高校內(nèi)大力推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的課程，并且取得了較好的效果，使人才缺口減小，但是還是不能滿足國(guó)內(nèi)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才實(shí)際數(shù)量的需求。為了更好地加快集成電路設(shè)計(jì)人才的的培養(yǎng)，本文針對(duì)《數(shù)字集成電路原理》教學(xué)中存在的問(wèn)題，并且根據(jù)教學(xué)的現(xiàn)狀，探索出集成電路設(shè)計(jì)的教學(xué)改革。
一、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理教學(xué)中的現(xiàn)狀
集成電路設(shè)計(jì)相對(duì)于以分立器件設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)的電子類專業(yè)而言，偏向于系統(tǒng)級(jí)的大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，因此，微電子專業(yè)和集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生注重設(shè)計(jì)方法的形成，避免只懂理論、不懂設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。即使學(xué)生掌握了設(shè)計(jì)的方法，能夠進(jìn)行一些小規(guī)模的集成電路設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品不能用，不能滿足用戶的需求。這就成了數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理面臨的問(wèn)題。
二、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理教學(xué)改善的方法
（1）針對(duì)上述的問(wèn)題，在多年教學(xué)的基礎(chǔ)上，在教學(xué)方法上進(jìn)行改進(jìn)，改變傳統(tǒng)的以教師為中心，以課堂講授為主的教學(xué)方式，采用項(xiàng)目化教學(xué)來(lái)解決數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中只懂理論、不懂設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀。注重?cái)?shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理與相關(guān)課程之間的內(nèi)部聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)將一個(gè)項(xiàng)目拆分成幾個(gè)小項(xiàng)目，使學(xué)生在項(xiàng)目中逐漸加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解，并且將課程的主要內(nèi)容相互銜接與融合，形成完整的集成電路設(shè)計(jì)概念。學(xué)生分成5-8人一組，通過(guò)小組的方式加強(qiáng)了學(xué)生的相互合作能力，讓學(xué)生更有責(zé)任感和成就感。學(xué)生應(yīng)用相關(guān)的EDA軟件來(lái)完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，能夠掌握硬件描述語(yǔ)言、綜合應(yīng)用等數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)工具。
（2）通過(guò)PDCA戴明環(huán)的方式改善了集成電路設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可用度不高的問(wèn)題。在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)跟蹤課內(nèi)外學(xué)生設(shè)計(jì)中反應(yīng)的問(wèn)題，對(duì)項(xiàng)目難易度的進(jìn)行調(diào)整，提高學(xué)生計(jì)劃、分析、協(xié)作等多方面的能力。結(jié)合新的技術(shù)或者領(lǐng)域，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通過(guò)PDCA戴明環(huán)的方式來(lái)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法，使其滿足社會(huì)對(duì)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)人才的需求。PDCA戴明環(huán)如圖2所示。
（3）開(kāi)展校企合作的方式，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)企業(yè)和學(xué)校的共同發(fā)展。這種方式實(shí)現(xiàn)了學(xué)校與企業(yè)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，資源共享，培養(yǎng)出更加適合社會(huì)所需要的集成電路設(shè)計(jì)人才，也能夠讓學(xué)校和企業(yè)形成無(wú)縫對(duì)接。
三、小結(jié)
隨著大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展，更多的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，因此，使用最新的設(shè)計(jì)工具，合理設(shè)置《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理》的教學(xué)內(nèi)容，可以提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過(guò)對(duì)《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理》課程教學(xué)的探索，改變了以教師為中心的傳統(tǒng)采理論課教學(xué)方式，充分發(fā)揮了學(xué)生的能動(dòng)性和協(xié)作能力，使學(xué)生理論與實(shí)踐都能夠滿足集成電路設(shè)計(jì)人才的要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]殷樹(shù)娟，齊巨杰. 集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀及探索[J].中國(guó)電力教育，2012，（4）：64-65.
本文結(jié)合Fairchild公司設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，對(duì)混合集成電路DC/DC變換器的設(shè)計(jì)原理、性能及應(yīng)用等進(jìn)行了分析研究。
混合集成電路DC/DC變換器的集成化設(shè)計(jì)方案
根據(jù)用戶需求和設(shè)計(jì)的目的不同，F(xiàn)airchild公司推出的混合集成電路DC/DC變換器主要采用兩種設(shè)計(jì)方案。而每一種設(shè)計(jì)方案，電路的設(shè)計(jì)上又有細(xì)微的差，可以滿足不同用戶的需要。
1 混合集成電路DC/De變換器設(shè)計(jì)方案1
在混合集成電路DC/DC變換器中，內(nèi)部電路集成了控制器、驅(qū)動(dòng)器和MOSFE了等三種離散器件。對(duì)于每一類產(chǎn)品，其內(nèi)部電路設(shè)計(jì)采用的離散器件可以包括三種離散器件中的全部或部分，具體的設(shè)計(jì)可根據(jù)用戶的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。混合集成電路DC/DC變換器設(shè)計(jì)方案l的電路原理如圖1所示。
從混合集成電路DC/DC變換器設(shè)計(jì)原理圖可以看出，該電路中主要包括控制器、驅(qū)動(dòng)器和MOSFE了等有源器件模塊。在實(shí)際使用時(shí)，電源輸出端需要外接電感、電容等器件對(duì)輸出電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，同時(shí)，輸出的電壓信號(hào)需要接到電路的反饋引腳上，以保證電路的正常工作。
采用本方案設(shè)計(jì)的混合集成電路DC/DC變換器含有控制器、驅(qū)動(dòng)器和MOSFE了等有源器件，其整機(jī)效率可以高達(dá)95％，電源變換系統(tǒng)性能高，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)模塊具有更高的性價(jià)比。
采用本方案設(shè)計(jì)的混合集成電路DC/DC變換器產(chǎn)品有FAN5029、FAN5069等。器件寄生效應(yīng)低，輸出電壓紋波低，溫度范圍寬。
2 混合集成電路DC/DC變換器設(shè)計(jì)方案2
混合集成電路DC/DC變換器設(shè)計(jì)方案2是在一片混合集成電路DC/DC的設(shè)計(jì)中采用了兩片專用或優(yōu)化了MOSFET的同步BU CK電源轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其電路原理如圖2所示。
采用方案2設(shè)計(jì)的混合集成電路DC/DC變換器中，兩個(gè)MOSFET器件具有互補(bǔ)的作用，以降低開(kāi)關(guān)損耗，而這兩個(gè)器件的設(shè)計(jì)位置可根據(jù)設(shè)計(jì)者的實(shí)際需要進(jìn)行布局。該芯片還內(nèi)置直通保護(hù)電路，可以有效防止電路上下橋臂的直通，大大地提高了電路的可靠性。在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)部分，不僅比常規(guī)的電源變換設(shè)計(jì)增加了驅(qū)動(dòng)能力，減少M(fèi)OSFET的開(kāi)通關(guān)斷損耗，還把Boost-trap二極管也集成在芯片內(nèi)部，以簡(jiǎn)化外部用戶系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。
DC/DC變換器的電壓輸出端需要外接電感和電容，對(duì)輸出電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，以滿足用戶系統(tǒng)電路的需要。變換器輸出的電壓信號(hào)需要接到芯片的反饋引腳上，以保證電路的正常工作。
采用此方案設(shè)計(jì)的混合集成電路DC/DC變換器產(chǎn)品有FDMF6700、FDMF8700等。器件中采用驅(qū)動(dòng)集成電路加兩個(gè)功率MOSFE了的設(shè)計(jì)方法，寄生效應(yīng)極低，輸出電壓紋波低，工作溫度范圍寬，且節(jié)省了大量的板空間。
接口設(shè)計(jì)
采用Fairchild公司DC/DC變換器方案設(shè)計(jì)的電源變換器具有較大的電壓輸入范圍，可根據(jù)需要在3.3～24V之間調(diào)整，該公司DC/DC變換器的輸出電流可達(dá)到30A，輸出電壓范圍根據(jù)需要可設(shè)計(jì)為高到輸入電壓的90％或低到O.8V。
Fairchild公司的DC/DC變換器除了基本的電壓輸入、輸出端口外，一般還有HDRV(上橋臂MOSFET驅(qū)動(dòng)引腳)、LDRV(下橋臂MOSFET驅(qū)動(dòng)引腳)、GLDO(門驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳)、DISB(禁止信號(hào)引腳)、PWM(脈寬調(diào)制信號(hào)引腳)、BOOT(反饋信號(hào)引腳)等信號(hào)端口，具體到各型器件則會(huì)有微小的差異。
功耗情況
消費(fèi)類電子產(chǎn)品由于使用環(huán)境以及自身?xiàng)l件的限制，用戶對(duì)所選用器件的功耗要求非?？量?，尤其是電源變換器等便攜式設(shè)備。
以Fairchild公司的產(chǎn)品為例，其混合集成電路DC/DC變換器采用集成化方案設(shè)計(jì)，并力求減小MOSFET的開(kāi)通關(guān)斷損耗，整機(jī)效率可高達(dá)95％。由于該變換器具有較高的轉(zhuǎn)換效率，因此內(nèi)部電路熱損耗低，在實(shí)際使用中只需要使用較小的散熱器或不用散熱器，從而可以降低系統(tǒng)電路的總體設(shè)計(jì)成本。
封裝形式與尺寸
由于數(shù)碼相機(jī)、攝像設(shè)備、媒體播放器、桌面電腦等電子設(shè)備的外型力求小巧，因此這類產(chǎn)品對(duì)內(nèi)部電路設(shè)計(jì)中器件的選用也同樣要求小巧而高效。
很多電源公司都采用了更小更薄的封裝形式，以節(jié)省系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)空間。如Fairchild公司的FAN5069采用了SSOP-16封裝形式，尺寸僅為1.1mm×5mm×6.4mm，F(xiàn)DMF8700采用SMD封裝形式，尺寸僅為O.8mm×8mm×8mm。
混合集成電路DC/DC變換器的在系統(tǒng)應(yīng)用
混合集成電路DC/DC變換器在系統(tǒng)電路中應(yīng)用時(shí)，需要提供必要的外接器件和控制信號(hào)。
在變換器的輸入端，需要輸入合適的控制信號(hào)及直流電壓，以保證電路內(nèi)部的各分離器件按設(shè)計(jì)的意圖工作。同時(shí)，為了濾除輸入電壓信號(hào)上的噪聲，建議在輸入電壓和地之間接入旁路電容，其容值應(yīng)大于1μF。
在變換器的電壓輸出端需要接入合適參數(shù)的電感、電容，以濾除輸出電壓上的噪聲?；旌霞呻娐返妮敵鲭妷盒枰ㄟ^(guò)自舉電容接到電路的反饋引腳，以保證電路能夠正常工作。
混合集成電路FDMF8700為Fairchild公司推出的采用混合集成電路設(shè)計(jì)方案2的一種產(chǎn)品，其特點(diǎn)有：輸入電壓典型值12V，開(kāi)關(guān)頻率最大可達(dá)500kHz，輸出電流最大可達(dá)30A，器件內(nèi)在的適應(yīng)性門驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部集成的自舉二極管，器件最高效率大干90％，低壓鎖定，輸出電壓可禁止，采用微型SMD封裝形式，產(chǎn)品制造使用無(wú)鉛材料。FDMF8700電源變換器的典型應(yīng)用電路如圖3所示。
圖3的電路中，DISB端為輸出禁止信號(hào)，可以方便地開(kāi)關(guān)整個(gè)電源。PWM端為脈寬調(diào)制信號(hào)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)上橋臂和下橋臂的MOSFET，VIN和VCIN端為輸入電壓信號(hào)，VOUT端為輸出電壓信號(hào)，輸出電壓通過(guò)自舉電容CBOOT反饋到變換器的BOOT端。詳細(xì)電路設(shè)計(jì)請(qǐng)參照該芯片的技術(shù)說(shuō)明書(shū)。
上圖應(yīng)用電路中輸入信號(hào)和各外接器件參數(shù)的選取可根據(jù)用戶實(shí)際需要來(lái)具體確定。
結(jié)語(yǔ)
0 前言
21世紀(jì)是信息時(shí)代，信息社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求激增。我國(guó)高校開(kāi)設(shè)集成電路設(shè)計(jì)課程的相關(guān)專業(yè)，每年畢業(yè)的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)的需求，因此加大相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度是各大高校的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)這種市場(chǎng)需求，我校電子信息工程專業(yè)電子方向致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，工程實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的集成電路設(shè)計(jì)人才[1]。
針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)課程體系，進(jìn)行課程教學(xué)改革。教學(xué)改革的核心是教學(xué)課程體系的改革，包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革，旨在改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，現(xiàn)已做了大量的實(shí)際工作，取得了一定的教學(xué)成效。改革以集成電路設(shè)計(jì)流程為主線，通過(guò)對(duì)主流集成電路開(kāi)發(fā)工具Tanner Pro EDA設(shè)計(jì)工具的學(xué)習(xí)和使用，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和方法，理論與實(shí)踐并重，熟悉從系統(tǒng)建模到芯片版圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生具備從簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)到復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，具備進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)的基本專業(yè)知識(shí)和技能。
1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革
集成電路設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體制造工藝、半導(dǎo)體器件原理、模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及Tanner EDA工具等內(nèi)容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統(tǒng)的理論課程教學(xué)方式，以教師講解為主，板書(shū)教學(xué)，但由于課程所具有的獨(dú)特性，在介紹半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體工藝時(shí)，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充和完善，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書(shū)教學(xué)，以圖片形式展現(xiàn)各種形態(tài)的半導(dǎo)體材料，以動(dòng)畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結(jié)構(gòu)都給出其典型的版圖照片，使學(xué)生對(duì)集成電路建立直觀的感性認(rèn)識(shí)，充分激發(fā)教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)性和互動(dòng)性，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革
實(shí)踐教學(xué)的目的是依托主流的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)流程和基本的集成電路設(shè)計(jì)能力，為今后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師提前編好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求，一步步來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式不能很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，再加上考核方式比較單一，學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實(shí)踐環(huán)節(jié)采用與企業(yè)密切相關(guān)的工程項(xiàng)目來(lái)完成。項(xiàng)目化實(shí)踐環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生能夠積極參與到教學(xué)當(dāng)中，從而更好的完成教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也能夠增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和合作意識(shí)。
實(shí)踐環(huán)節(jié)選取CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源作為本次實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目來(lái)源于企業(yè)，是數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)重要的組成模塊。本項(xiàng)目從電路設(shè)計(jì)、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證等流程對(duì)學(xué)生做全面的訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)流程有深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)生要理解CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源的原理，參與到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行仿真測(cè)試，驗(yàn)證其功能的正確性，然后進(jìn)行各個(gè)元件的設(shè)計(jì)及布局布線，最后對(duì)版圖進(jìn)行了規(guī)則檢查和一致性檢查，完成整個(gè)電路的版圖設(shè)計(jì)和版圖原理圖比對(duì)，生成GDS II文件用于后續(xù)流片[2]。
CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)項(xiàng)目可分為四個(gè)部分啟動(dòng)電路、提供偏置電路、運(yùn)算放大器和帶隙基準(zhǔn)的核心電路部分。電路設(shè)計(jì)可由以下步驟來(lái)完成：
1）子功能塊電路設(shè)計(jì)及仿真；
2）整體電路參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化；
3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；
4）基本單元與電路的版圖；
5）子功能塊版圖設(shè)計(jì)和整體版圖設(shè)計(jì)；
6）電路設(shè)計(jì)與版圖設(shè)計(jì)比對(duì)。
在整個(gè)項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程，參照企業(yè)項(xiàng)目合作模式將學(xué)生分為4個(gè)項(xiàng)目小組，每個(gè)小組完成一部分電路設(shè)計(jì)及版圖設(shè)計(jì)，每個(gè)小組推選一名專業(yè)能力較強(qiáng)且具有一定組織能力的同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng)對(duì)小組進(jìn)行管理。這樣做可以在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，以學(xué)生探索和討論為主，教師起引導(dǎo)作用，給學(xué)生合理的建議，引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題的方法。項(xiàng)目完成后，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
3 教學(xué)改革效果與創(chuàng)新
理論教學(xué)改革采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書(shū)教學(xué)，對(duì)集成電路材料和工藝有直觀感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動(dòng)融洽。實(shí)踐環(huán)節(jié)改革通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)方式，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)了查找文獻(xiàn)資料，學(xué)會(huì)與人交流，溝通的能力也得到提高。同時(shí)項(xiàng)目化教學(xué)方式使學(xué)生對(duì)集成電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程有了整體的認(rèn)識(shí)和把握，對(duì)元件的版圖設(shè)計(jì)流程有了一定的認(rèn)識(shí)。學(xué)生已經(jīng)初步掌握了集成電路的設(shè)計(jì)方法，但要達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[3]。
4 存在問(wèn)題及今后改進(jìn)方向
集成電路設(shè)計(jì)課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問(wèn)題：由于微電子技術(shù)發(fā)展速度很快，最新的行業(yè)技術(shù)在課堂教學(xué)中體現(xiàn)較少；學(xué)生實(shí)踐能力不高，動(dòng)手能力不強(qiáng)。
針對(duì)上述問(wèn)題，我們提出如下解決方法：
1）在課堂教學(xué)中及時(shí)引進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展趨勢(shì)和（下轉(zhuǎn)第220頁(yè)）（上接第235頁(yè)）技術(shù)，使學(xué)生能夠及時(shí)接觸到行業(yè)前沿知識(shí)，增加與企業(yè)的合作；
2）加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，建立一個(gè)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生在課余時(shí)間自由使用，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，并且鼓勵(lì)能力較強(qiáng)的學(xué)生參與到教師研項(xiàng)目當(dāng)中。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）35-0049-03
一、引言
集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源泉和動(dòng)力。國(guó)務(wù)院于2000年6月25日頒發(fā)了《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（18號(hào)）》，大力支持和鼓勵(lì)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國(guó)家政策的扶持下，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨著國(guó)內(nèi)集成電路的發(fā)展，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加。教育部于2003年開(kāi)始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”目錄外本科專業(yè)，2012年普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄中調(diào)整為特設(shè)專業(yè)，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用人才的迫切需求，截止2014年，全國(guó)已有28所高校設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)。國(guó)務(wù)院于2011年1月28日頒發(fā)了《進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（新18號(hào)）》，要求高校要進(jìn)一步深化改革，加強(qiáng)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)建設(shè)，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及時(shí)調(diào)整課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方式，加強(qiáng)專業(yè)師資隊(duì)伍、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，努力培養(yǎng)國(guó)際化、復(fù)合型、實(shí)用型人才。
“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”專業(yè)涉及的新概念、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，是一個(gè)工程性和實(shí)踐性很強(qiáng)的本科專業(yè)。集成電路領(lǐng)域技術(shù)和管理人才嚴(yán)重不足、人才質(zhì)量普遍不高已成為制約我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的瓶頸。國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出加強(qiáng)人才培養(yǎng)，著力發(fā)展芯片設(shè)計(jì)業(yè)，2014年6月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》進(jìn)一步指出，要著力發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)業(yè)，加大人才培養(yǎng)力度。因此，研究適合本專業(yè)的理論與實(shí)踐并重融合的課程體系，培養(yǎng)創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義。
二、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)
集成電路是推動(dòng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)，由于集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展迅速且新知識(shí)、新技術(shù)層出不窮，多學(xué)科交叉融合，畢業(yè)生就業(yè)具有國(guó)際性，要求教學(xué)體系和實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)必須跟上最新的產(chǎn)業(yè)需求，才能培養(yǎng)出適合社會(huì)和企業(yè)需要的集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)創(chuàng)新型人才。在進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)時(shí)我們需要緊緊抓住以下幾點(diǎn)。
1.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)是新興專業(yè)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成該專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范，目前國(guó)內(nèi)各高校該專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃是從國(guó)外或者相關(guān)專業(yè)延伸來(lái)的，系統(tǒng)性、完備性差，還沒(méi)有形成完整的知識(shí)體系。
2.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個(gè)涵蓋通信、計(jì)算機(jī)、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，因此要利用綜合性學(xué)科知識(shí)為該類人才的素質(zhì)培養(yǎng)服務(wù)，從注重單一知識(shí)和能力的培養(yǎng)，要轉(zhuǎn)變到注重綜合知識(shí)和能力的培養(yǎng)。
3.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)是國(guó)家特設(shè)專業(yè)，根據(jù)高校自身辦學(xué)特色和市場(chǎng)需求設(shè)置的專業(yè)，需要針對(duì)企業(yè)對(duì)該類人才的需求，將企業(yè)需求融入課程體系，與企業(yè)聯(lián)合制定培養(yǎng)方案，建立核心課程體系，實(shí)時(shí)調(diào)整專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容。
4.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)具有較強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性，不僅要具有較強(qiáng)理論知識(shí)基礎(chǔ)，而且要具有較好的工程實(shí)踐能力以及一定的創(chuàng)新能力，需要建立一種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，保障四年工程實(shí)踐訓(xùn)練不斷線，逐步提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
三、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系的構(gòu)建
根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)，按照通信、計(jì)算機(jī)和集成電路融合發(fā)展的科學(xué)規(guī)律，結(jié)合我校學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)特色，確立了本專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系。
（一）人才培養(yǎng)目標(biāo)
2006年全國(guó)科技大會(huì)上提出，到2020年，我國(guó)將建成創(chuàng)新型國(guó)家，使科技發(fā)展成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的有力支撐。具有較強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力是創(chuàng)新型國(guó)家的主要特征之一，只有培養(yǎng)具創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才，才能提升自主創(chuàng)新能力。集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是最能體現(xiàn)科技進(jìn)步對(duì)創(chuàng)新型國(guó)家貢獻(xiàn)率的行業(yè)。
因此，本專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和信息領(lǐng)域發(fā)展需要，掌握寬廣的人文知識(shí)、堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)知識(shí)以及扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，具備工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，具有自主學(xué)習(xí)集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域前沿理論和技術(shù)的能力，能在集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，為全面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家提供強(qiáng)有力的支撐。
（二）人才培養(yǎng)規(guī)格
集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個(gè)涵蓋通信、計(jì)算機(jī)、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學(xué)科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應(yīng)用）的直接IC（實(shí)現(xiàn)）化的ASIC、FPGA電路或者可重構(gòu)電路;②就是算法（應(yīng)用）的指令集合（體系結(jié)構(gòu)）化的目標(biāo)程序;③就是指令集合（體系結(jié)構(gòu)）的IC（實(shí)現(xiàn)）化的處理器;④就是集成電路技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的先進(jìn)處理器。
根據(jù)多學(xué)科融合發(fā)展和人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，確定了本專業(yè)知識(shí)、能力、素質(zhì)的人才培養(yǎng)規(guī)格如下。
1.知識(shí)結(jié)構(gòu)要求。（1）具有堅(jiān)實(shí)的自然科學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)、電路與系統(tǒng)的學(xué)科專業(yè)知識(shí)、必要的人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)和良好的外語(yǔ)基礎(chǔ)。（2）具有通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)。（3）掌握集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統(tǒng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)。
2.能力結(jié)構(gòu)要求。（1）具有使用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具進(jìn)行集成電路與集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。（2）具有較強(qiáng)的科學(xué)研究、工程實(shí)踐及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（3）具有了解本專業(yè)領(lǐng)域的理論前沿、發(fā)展動(dòng)態(tài)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。（4）具有自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、協(xié)同工作與組織能力。
3.素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求。（1）具有良好的思想道德修養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、身心素質(zhì)。（2）具有奉獻(xiàn)精神、人際交往意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。（3）具有一定的文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)、科學(xué)的工程實(shí)踐方法。（4）具有一定的國(guó)際化視野、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)。
（三）課程體系
集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)涵蓋“系統(tǒng)設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)”四個(gè)設(shè)計(jì)層次，課程體系應(yīng)覆蓋四個(gè)設(shè)計(jì)層次需要的所有知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)之間要具有連貫性、系統(tǒng)性和完備性。集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性，通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科的交叉新興專業(yè)，課程體系中應(yīng)該包含通信、計(jì)算機(jī)和集成電路的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)之間要具有交叉融合性。集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)高速發(fā)展的學(xué)科領(lǐng)域，知識(shí)和技術(shù)更新速度非?？?，課程體系應(yīng)該體現(xiàn)先進(jìn)性，使得學(xué)生能夠接近先進(jìn)的技術(shù)前沿，同時(shí)課程體系中也應(yīng)該包含一些面向企業(yè)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐的實(shí)用性課程，進(jìn)一步提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和工程創(chuàng)新能力。
因此，根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格和特點(diǎn)以及課程體系的連貫性、系統(tǒng)性、完備性、融合性、先進(jìn)性和實(shí)用性，結(jié)合我校自身優(yōu)勢(shì)特色，構(gòu)建了如下頁(yè)圖2所示的知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的理論與實(shí)踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)為支撐，核心課程為基礎(chǔ)，一組集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和核心課程培養(yǎng)一種能力。同時(shí)，設(shè)置綜合素質(zhì)教育模塊和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)模塊，提升學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
課程體系主要突出計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)行分學(xué)年重點(diǎn)培養(yǎng)。第一學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，第二學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的電子技術(shù)應(yīng)用能力，第三學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和集成電路設(shè)計(jì)能力，第四學(xué)年主要培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，通過(guò)設(shè)置“數(shù)字集成電路”、“混合信號(hào)集成電路”、“嵌入式系統(tǒng)”三個(gè)方向課程模塊，實(shí)現(xiàn)人才的個(gè)性化培養(yǎng)。
通過(guò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和核心課程設(shè)置，將集成電路設(shè)計(jì)與通信/計(jì)算機(jī)相結(jié)合，體現(xiàn)課程體系的交叉融合性。將集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次中的“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”貫穿于工程創(chuàng)新能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)，“邏輯設(shè)計(jì)”體現(xiàn)在電子技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)中，通過(guò)“電路設(shè)計(jì)”與“版圖設(shè)計(jì)”實(shí)現(xiàn)集成電路設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了課程體系的系統(tǒng)性和完備性，通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的組織實(shí)現(xiàn)知識(shí)的連貫性。
課程體系設(shè)置了一系列集中實(shí)踐環(huán)節(jié)和獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)（集成電路EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)、微處理器設(shè)計(jì)實(shí)踐）以及課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)內(nèi)容的組織上將軟件無(wú)線電（SDR）系統(tǒng)（包括算法、體系結(jié)構(gòu)、集成電路）設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的科研成果融入教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)四年工程實(shí)踐訓(xùn)練不斷線，體現(xiàn)課程體系的工程性和實(shí)踐性。同時(shí)通過(guò)下一代無(wú)線通信系統(tǒng)的核心器件――SDR系統(tǒng)處理芯片設(shè)計(jì)為牽引，設(shè)置通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐相關(guān)課程，采用世界主流EDA廠家先進(jìn)EDA工具完成集成電路EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)以及集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)課程體系的先進(jìn)性和實(shí)用性。
（四）教學(xué)內(nèi)容組織思路
以“高級(jí)語(yǔ)言程序匯編語(yǔ)言程序機(jī)器指令序列計(jì)算機(jī)組成（CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出、數(shù)據(jù)通路與控制單元）計(jì)算機(jī)部件設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)部件（FPGA和專用集成電路）實(shí)現(xiàn)整機(jī)（FPGA或?qū)Ｓ眉呻娐罚?shí)現(xiàn)面向通信、信號(hào)處理領(lǐng)域系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字集成電路、模擬集成電路）設(shè)計(jì)與應(yīng)用”為主線組織教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)知識(shí)的連貫性，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、集成電路設(shè)計(jì)能力。通過(guò)通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐（包括數(shù)字集成電路工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐、嵌入式SoC工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐、模擬集成電路工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐等），將軟件無(wú)線電（SDR）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的科研項(xiàng)目成果融入課堂教學(xué)，貫徹我?！敖萄薪y(tǒng)一”辦學(xué)理念，突顯我校信息通信行業(yè)優(yōu)勢(shì)特色，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。
四、結(jié)論
課程體系設(shè)置是專業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵核心問(wèn)題，對(duì)人才的培養(yǎng)質(zhì)量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)多學(xué)科交叉融合、工程實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，結(jié)合我校本專業(yè)在通信專用集成電路設(shè)計(jì)、專用處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)特色，形成了通信、計(jì)算機(jī)與集成電路設(shè)計(jì)相結(jié)合、理論教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合的課程體系。以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以集成電路設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)融合為主線組織教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的集成電路設(shè)計(jì)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子技術(shù)應(yīng)用、微系統(tǒng)設(shè)計(jì)）能力，通過(guò)面向通信領(lǐng)域的集成電路與嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)：
