《集成电路课程设计》教学大纲

PAGE88PAGE91《集成电路课程设计》教学大纲课程英文名IntegratedCircuitCurriculumDesign课程代码F0712Z53学分3总学时3周理论学时0实验/实践学时3周课程类别集中实践环节课程性质必修先修课程《数字集成电路设计》《可编程逻辑器件》《模拟集成电路设计》适用专业电子科学与技术开课学院光学与电子科技学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位《集成电路课程设计》课程是微电子科学与工程的教学实践环节。本课程旨训练学生使初步具有利用主流EDA工具完成电路仿真、电路优化、等定制设计。训练学生使初步具有利用主流EDA工具完成逻辑综合、逻辑仿真、自动布局布线等半定制集成电路设计能力。为学生今后从事集成电路的设计、制造和应用研究等工作打下坚实基础。（二）课程目标1、通过工程应用实例和项目的设计制作培养学生运用理论知识、计算机软/硬件技术分析、设计和制作微电子领域的给定工程要求的基本测量和控制系统，解决实际问题的初步能力（对应毕业要求3、4）；2、初步建立微电子领域的测量与控制等复杂工程问题的方案创新与设计能力（对应毕业要求5）。3、通过实验教学中的实验设计、项目制作环节，以小组合作的方式让学生如何根据工程需求提出诸如测量与控制系统的设计方案、模块划分、工具软件仿真与控制程序设计、可行性分析、法律与道德需求等，培养学生市场调研与分析能力、问题发现与解决能力，书面表达与答辩能力、团队合作与个人分工能力（对应毕业要求8、9、10）；4、培养学生自主学习的能力和终身学习的意识（对应毕业要求12）。二、课程目标达成的途径与方法本课程学习数字集成电路设计的方法，运用已学习过的电路知识、集成电路理论知识及其未学习过的误差理论与数据处理等知识，通过完成一个项目，将学习过的和需自学的知识统一应用。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2.2毕业要求3.3毕业要求4.3毕业要求9.3课程目标1HM课程目标2H课程目标3MM课程目标4H注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求1、设计题目（除全定制设计的③以外其它题目每个学生选做其一）全定制设计：①全加器的设计②D触发器的设计（必选）③CMOS运算放大器的设计（任选）半定制设计：①信号发生器（正弦波、三角波、方波）的设计（必选）②8位移位相加硬件乘法器设计（必选）③步进电机细分驱动控制电路的设（必选）④VHDL状态机A/D采样控制电路的设计（必选）⑤低功耗转换电路的前端设计（第七届全国集成电路设计大赛赛题）（必选）2、学生设计的内容内容包括：①数字集成电路设计包括组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计②模拟集成电路的设计如单级和二级CMOS运算放大器的设计③基于可编程逻辑器件PLD的半定制设计和基于晶体管级的全定制设计。3、报告的要求与内容本课程设计的题目采取统一选题与自由选题相结合的方法。要求学生综合运用集成电路设计课程中所学到的理论知识独立完成一个设计任务；自学与设计题目有关的参考资料，培养独立分析和解决实际问题的能力；学生针对给出的任务与要求，先进行总体方案论证、设计与选择，再进行单元电路设计、单元电路级联，并在计算机上完成总电路的仿真和版图设计、验证工作，完成设计任务。本课程为设计实践课，学生在设计期间要求每天作好记录，设计完毕，要求写出设计总结报告。日记和总结要全面、真实、客观反映自己在整个设计阶段的表现和情况。报告的内容包括：①基于全定制的设计：设计题目名称；设计任务和要求；方案选择与论证；逻辑电路的设计；电路仿真结果；设计版图；版图验证的日志文件和设计总结等部分。②基于PLD的半定制设计：设计题目名称；设计任务和要求；方案选择与论证；逻辑电路的设计；电路仿真结果；逻辑综合结果；RTL级电路图；硬件验证结果和设计总结等部分。五、教学安排与教学方法序号主要进程教学内容时间分配1理论教学阶段通过课堂讲解和学生查阅相关书籍，使学生了解系统的总体设计方法。对《数字集成电路设计》的相关知识进行介绍。给出本课程的设计题目，并对各题目进行粗略的讲解，使学生明确各设计题目的内容和指标要求，为学生能够尽快进入角色做好铺垫。该阶段约占总学时的15％2设计阶段（前端设计）该阶段要求学生在已有知识的基础上，查阅资料，完成选题的方案设计和方案对比，使用计算机辅助设计软件cadence软件、Synospsy和hspice，QuartusII软件等工具完成整体架构、电路设计，并编制程序，整体的仿真，性能的优化该阶段约占总学时的30％。3后端设计与调试该阶段为本课程设计的实施和调试阶段，其中包括全、程序下载，硬件和软件调试等，调试成功后，记录测量数据和功能，全定制设计还需要完成版图设计和验证。该阶段要求学生熟练操作设计软件，学会在实践过程中分析问题、解决问题。该阶段约占总学时45％。4总结该阶段为本课程设计的数据处理和分析总结阶段，要求学生对测量结果进行处理，给出系统的实际指标，与系统的设计指标进行比较，总结本次课程设计的经验、整理实验数据并写出书面报告。该阶段约占总学时的10%。六、课程考核与成绩评定考核类别考查考核形式实物制作成绩评定平时成绩：20%实物验收：60%报告：20%成绩登记方式五级制注：由主讲教师在开课前公布详细的成绩评定细则。各部分占总成绩的比率，任课教师可根据不同的教学安排作适当调整，但须事先报专业负责人批准并向学生公布。七、课程目标达成评价 1、各考核项对应课程目标权重分配如下表：平时过程和功能性能报告课程目标10.30.7课程目标20.20.60.2课程目标30.20.50.3课程目标40.20.60.22、课程目标达成度计算公式：达成值八、推荐教材与主要参考书1、推荐教材（1）《集成电路原理与设计》甘学温等编著北京大学出版社，2006年（2）《可编程逻辑器件PLD实验讲义》董艳燕、孙一翎、陈亮编著，中国计量学院，2008年6月（3）《可编程逻辑器件与VHDL语言》程云长编著，科学出版社，20052、主要参考书（1）甘学温、赵宝瑛等，集成电路原理与设计，北京大学出版社，2006；（2）JanMRabaey等，周润德等，译，“数字集