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集成電路設(shè)計基礎(chǔ)范文第1篇

關(guān)鍵詞:計算機(jī)電路基礎(chǔ)；課程建設(shè)；教學(xué)方法；專業(yè)基礎(chǔ)課；高職

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)11-2544-02

Exploration on Course Construction of Computer Circuit Foundation

JIANG Xiao-yan

(Nanjing Technical College of Spacial Education, Nanjing 210038, China)

Abstract: "Computer Circuit Foundation" as an important professional basic course of computer specialty, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire students’thinking, improve the ability of innovation will play an important role. Taking computer specialty of Nanjing Technical College of Special Education as example, this paper analyze problems in "Computer Circuit Foundation" course teaching. Also, it elaborates the course construction thinking" Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking." Computer Circuit Foundation of computer specialty" as an important professional basic course, the basic concepts, basic theory and analysis method, to inspire student thinking, improve the ability of innovation will play an important role to play. Taking Nanjing Technical College of Special Education computer specialty as example, analysis of computer circuit foundation course teaching problems, from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and means and so on elaborated " Computer Circuit Foundation" course construction thinking. from the aim of course construction, teaching contents, teaching methods and so on.

Key words: computer circuit foundation; course construction; teaching method; specialized basic course; vocational collegeVocational school

“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程是高職院校計算機(jī)類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,是學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。通過該門課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)地分析問題、解決問題的能力以及理工科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？梢?，該門課程的教學(xué)意義重大，作用明顯。因此，如何提高此門課程的教學(xué)質(zhì)量，合理地進(jìn)行課程建設(shè)是一個十分有意義的課題。

1課程教學(xué)中存在的問題

作者對南京特殊教育職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這兩個專業(yè)進(jìn)行了教學(xué)研究，從近幾年學(xué)生“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程考核結(jié)果來看，成績很不理想，不及格率不僅要比其他專業(yè)基礎(chǔ)課程高，而且學(xué)生的平均分也不高。分析其原因主要有以下幾個方面：

1.1學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識不夠、自信心不足

學(xué)生普遍反映“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容很抽象、難學(xué)，缺乏一定的學(xué)習(xí)興趣，甚至有一些在中學(xué)畏懼物理課的學(xué)生一看到課程名就產(chǎn)生了恐懼感，更不用說興趣了，也有一些學(xué)生不清楚其重要的專業(yè)基礎(chǔ)地位，沒有意識到學(xué)習(xí)該門課程的重要性，學(xué)習(xí)該門課程時缺乏主動性。以上這些原因增加了教師的教學(xué)難度。

1.2課時少與教學(xué)內(nèi)容多的一對矛盾

“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程具有很強(qiáng)的理論性和工程實踐性，其內(nèi)容包含了模擬電子、數(shù)字電子、電路原理等方面的知識。在電類專業(yè)學(xué)科里，這三部分知識一般是分為三門課程專門學(xué)習(xí)的，然而限于培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)課時等客觀因素，我院計算機(jī)類專業(yè)將這三部分知識提煉融合為一門課程學(xué)習(xí)，課時僅有72學(xué)時，其中理論學(xué)時54，實驗學(xué)時18。因此，要想讓學(xué)生在有限的課時里掌握三部分知識，確實對教師和學(xué)生均提出了很高的要求。

1.3主講教師針對高職學(xué)生特征不夠，教學(xué)目標(biāo)不夠明晰

總體來說，高職學(xué)生的形象思維一般強(qiáng)于邏輯思維，動手能力強(qiáng)于思辨能力，教師很難將較深的內(nèi)容傳授給學(xué)生。因此，如果教師在教學(xué)過程中忽略了學(xué)生的這些特征，按照本科院校學(xué)生教學(xué)的話，則容易影響教學(xué)效果，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)信心不足，教學(xué)目標(biāo)也未能突出應(yīng)有的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。所以，我們需要在對高職院校學(xué)生特征了解的基礎(chǔ)上，明晰教學(xué)目標(biāo)，合理地進(jìn)行課程建設(shè)。

2課程建設(shè)思路

2.1課程建設(shè)目標(biāo)要適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)

課程建設(shè)首先要明確其建設(shè)的目標(biāo)。根據(jù)高職教育規(guī)律，突出實踐環(huán)節(jié)教學(xué)以及計算機(jī)類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、崗位需求、后續(xù)課程等，“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程定位為專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。因此，“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的一切建設(shè)與改革要按照計算機(jī)類專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在保證學(xué)生掌握基本理論知識的前提下，以學(xué)生理解與應(yīng)用知識為目標(biāo)，理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用電路知識的能力。

2.2課程內(nèi)容安排要符合高職教育特點

根據(jù)高職學(xué)生的一般特征，學(xué)生的基礎(chǔ)知識、就業(yè)崗位、和學(xué)習(xí)時間，以及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容要以應(yīng)用為目的、以夠用為尺度。適當(dāng)刪除內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部工作原理等理論性過強(qiáng)的內(nèi)容以及一些陳舊的內(nèi)容，減少模擬電路內(nèi)容，增加數(shù)字集成電路和實用電路分析，增加實驗實訓(xùn)內(nèi)容等，這樣既使教學(xué)內(nèi)容反映了學(xué)科的系統(tǒng)性，又適應(yīng)了高職高專的教育特點，既提高了學(xué)生的實踐能力，又拓寬了知識面。

2.3注重教材建設(shè)

教材建設(shè)是課程建設(shè)的重要組成部分，在教材建設(shè)工作中，要合理選用符合高職高專教學(xué)內(nèi)容的教材，對于重點及難點的內(nèi)容要多補充給學(xué)生輔導(dǎo)材料。此外，由于各高職院校計算機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的不同，計算機(jī)電路基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容也有所差異，教師可以將教材編寫納入課程建設(shè)，編寫適合所在院校專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的教材。

2.4教學(xué)方法與手段靈活多樣

“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”的教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)、實踐教學(xué)等環(huán)節(jié)，針對高職教育的特點，使學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上，重點加強(qiáng)實踐性環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，突出動手能力，將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化組合的同時，也要采取一定的教學(xué)方法與手段以提高教學(xué)效果。

2.4.1運用多媒體輔助課堂教學(xué)

主講教師充分發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道作用，充分運用多媒體輔助教學(xué)手段進(jìn)行課程教學(xué)。制作多媒體課件，運用EWB、multisim電路仿真軟件仿真，使得課堂教學(xué)變得豐富多彩，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使難懂、理論性很強(qiáng)的課程變?yōu)樯鷦有蜗蟮膶嵺`性為主的課程，同時還大大提高了教學(xué)效率。

2.4.2采用多種教學(xué)形式

在課堂教學(xué)中，可以采用多種教學(xué)形式，提高課堂學(xué)習(xí)氛圍。如對于一些以記憶和應(yīng)用為主的知識單元，采用以學(xué)生自學(xué)、練習(xí)為主，教師精講相結(jié)合的教學(xué)方法。比如，對于“邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡”這部分內(nèi)容，學(xué)生完全可以通過自學(xué)掌握內(nèi)容，老師僅需稍加指點和講解即可。這樣，就使得這門課程課時少、內(nèi)容多的矛盾得到一定程度的緩解，同時也培養(yǎng)了學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力和積極性。在課堂上適當(dāng)增設(shè)討論課、習(xí)題課，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，對熱點、難點問題進(jìn)行深入的討論，讓學(xué)生將學(xué)習(xí)中遇到的問題及時提出來，不讓問題積累。通過習(xí)題課加強(qiáng)對所學(xué)理論知識的理解。

2.4.3構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺

充分利用網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺，建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。教師制作多媒體教學(xué)資料，包括教學(xué)大綱、電子教案、電子習(xí)題集、電子計算機(jī)行業(yè)的新技術(shù)的介紹等，進(jìn)一步向?qū)W生提供更加豐富實用的課后輔導(dǎo)、習(xí)題庫等內(nèi)容，為學(xué)生自學(xué)提供完全的解決方案。

2.5加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實踐性教學(xué)是“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容的重要部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的課堂。教師在實踐教學(xué)中要注重突出創(chuàng)新、技能培養(yǎng)，把理論知識融入到實踐教學(xué)中，使得實驗已不再僅僅是驗證性的一種形式，而是學(xué)生通過實驗，自主學(xué)習(xí)理解其理論。此外，在實踐中把技能培養(yǎng)作為核心，從萬用表的使用開始，到復(fù)雜的電路設(shè)計，使學(xué)生的技能逐漸提高。

2.6加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)

在課程建設(shè)中，建設(shè)高素質(zhì)的教師隊伍是關(guān)鍵，一支高素質(zhì)的教師隊伍直接影響著課程建設(shè)任務(wù)的實現(xiàn)。只有教師具有先進(jìn)的教學(xué)理念、合理的知識結(jié)構(gòu)、較好的能力素養(yǎng),才能促進(jìn)課程建設(shè)。同樣，“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程建設(shè)必須重視教師隊伍建設(shè)，要引導(dǎo)和鼓勵教師積極參加教學(xué)研究、科學(xué)研究，特別要注重教師的工程實踐鍛煉，進(jìn)一步提高教學(xué)水平和科研能力。同時也要加強(qiáng)與其他高?？蒲泻献鹘涣鳎瑢W(xué)習(xí)吸取先進(jìn)經(jīng)驗，進(jìn)一步提高課程建設(shè)的水平。

3結(jié)束語

“計算機(jī)電路基礎(chǔ)”課程建設(shè)促進(jìn)了計算機(jī)類各專業(yè)建設(shè)，其內(nèi)容除了文章提到的幾個方面外，還包含很多方面，它是一個長期、不斷探索的過程，需要我們不斷探索。（下轉(zhuǎn)第2548頁）

參考文獻(xiàn):

[1]張春梅.《計算機(jī)電路基礎(chǔ)》課的教學(xué)方法及對專業(yè)的支撐作用[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報,2009,11(6):93-94, 131.

[2]余輝晴.模擬電子技術(shù)課程建設(shè)探索[J].中外企業(yè)家，2011(9)(下):120.

集成電路設(shè)計基礎(chǔ)范文第2篇

關(guān)鍵詞：出城口道路，路燈，供電電源，電纜，節(jié)能

中圖分類號：TU113．64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

出城口道路是聯(lián)系城、鄉(xiāng)兩元結(jié)構(gòu)的過渡性道路，與一般公路存在較大的差別，更接近于城市射線道路，但是在道路功能上兼具公路(對外交通)與城市道路(城市交通)的雙重功能。目前，出城口道路一般按照市政道路標(biāo)準(zhǔn)新建或改建，區(qū)別于城區(qū)道路，配套建設(shè)的道路照明工程有如下特點:供電屬性不同、供電距離長、下火點少、夜間節(jié)能要求高等。根據(jù)已建設(shè)或改造完畢的出城口道路的設(shè)計、施工和后期運管經(jīng)驗，對前期照明設(shè)計關(guān)鍵點及解決方案分析如下。

1路燈供電屬性

出城口道路供電單位常常會由于所轄區(qū)域不同，導(dǎo)致供電管理部門不同，設(shè)計時應(yīng)充分考慮不同單位供電區(qū)域劃分，明確供電界限，同一供配電系統(tǒng)不得越界，以方便道路交付使用后供電管理和用電計量。案例:合肥市G206(南崗至上派段)道路工程，道路起于長江西路，終于合安路，方興大道段紅線寬70m，湯口路段紅線寬60m。項目照明供電由合肥供電公司和肥西供電公司分段管理和收費。

2路燈供電電源下火點設(shè)計

道路的供電電源一般由路燈專用變壓器或市政公用變壓器，就近自10kV高壓線下火引入，0．38kV電源分別引自變壓器低壓出線回路。出城口道路由于其定位和使用功能的特殊性，周邊地塊多為城郊農(nóng)田，供電輸配電設(shè)施匱乏，可提供照明下火的10kV配電線路極少。針對此種現(xiàn)象，一般解決措施如下。

2．1增大供電半徑

一般市政照明供電半徑選取可以參考供電企業(yè)的供電半徑的設(shè)置，具體應(yīng)結(jié)合設(shè)計燈具容量、桿數(shù)、電纜規(guī)格和直徑等參數(shù)，核算回路末端壓降小于規(guī)范要求的10%即可。一般市區(qū)內(nèi)10kV下火點較多，為保證供電質(zhì)量，一臺配電控制箱有400m～600m的供電半徑，可以控制800m～1200m的路燈。出城口道路可提供高壓下火的10kV線路較少，設(shè)計時對可下火點的10kV線路應(yīng)有效利用，增大供電半徑，為滿足規(guī)范對于線路末端電壓降要求，一般供電電纜規(guī)格選用比平常大一級別，例如市區(qū)內(nèi)正常道路設(shè)計電纜相線截面為25mm2，出城口道路電纜相線截面可取到35mm2。計算壓降參數(shù)由回路單燈負(fù)荷、串聯(lián)路燈桿數(shù)、路燈平均間距、電纜材質(zhì)、電纜規(guī)格和最大供電半徑等參數(shù)確定，設(shè)計對參數(shù)調(diào)整時，在滿足末端壓降不大于10%的要求下［1］，盡量增大供電半徑。

2．2加長饋電線

在現(xiàn)狀下火點間距超過2．5km且不到3km時，可通過延長箱變饋電線的方式保證兩個配電節(jié)點的間距小于2．5km，可通過第一種增大供電半徑的手段解決5km之內(nèi)的照明供電，饋電線可選擇鎧裝電纜或增設(shè)公稱直徑至少100mm的鍍鋅鋼套管保護(hù)。

2．3增設(shè)架空桿

在現(xiàn)狀下火點間距超過3km時，不宜將饋電線引出過長的條件下，可協(xié)調(diào)供電部門沿道路縱向增設(shè)電力架空桿，桿一般間距為50m，增設(shè)桿數(shù)在滿足供電下火設(shè)計條件下，須征得供電部門意見，雙方達(dá)成一致后執(zhí)行。

2．4利用供電預(yù)排穿纜供電

一般出城口道路按城市市政道路修建，管線綜合得到規(guī)劃部門批準(zhǔn)后，供電排管在規(guī)劃批準(zhǔn)的管位下提前預(yù)埋，在上種情況增設(shè)電力架空桿有困難時，有電力預(yù)排通道的前提下，可考慮占1孔預(yù)排空間，穿10kV電纜至設(shè)計箱變位置，利用電力預(yù)排可同時達(dá)到保護(hù)高壓輸電線路的相關(guān)要求。

3電纜防盜

出城口道路兼具公路性質(zhì)，周邊人口稀少，存在電纜偷盜現(xiàn)象，不易管理。電纜防盜在設(shè)計時應(yīng)予以充分考慮。

3．1選用新型鋁合金電纜代替銅芯電纜

銅芯電纜因其電阻率低，延展性好，強(qiáng)度高，電壓損失低等本質(zhì)優(yōu)點，取代鋁芯電纜廣為應(yīng)用，近年來，由于國家對銅資源缺乏，導(dǎo)致銅的價格較高，銅制品尤其是銅芯電纜，易被偷盜。對于人口稀少的出城口道路區(qū)域，管理尤為困難。設(shè)計應(yīng)在滿足技術(shù)條件下，首先考慮新型材料電纜，近年來，鋁合金電纜作為新型材料電纜，其應(yīng)用也在全國范圍逐漸推廣，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)也達(dá)到國外同標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。鋁合金電力電纜是以鋁合金材料為導(dǎo)體，采用特殊緊壓工藝和退火處理等先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的新型材料電力電纜。合金電力電纜彌補了以往純鋁電纜的不足，雖然沒有提高電纜的導(dǎo)電性能，但彎曲性能、抗蠕變性能和耐腐蝕性能等卻大大提高，能夠保證電纜在長時間過載和過熱時保持連續(xù)性能穩(wěn)定。鋁合金的導(dǎo)電率是最常用基準(zhǔn)材料銅IACS的61．8%，載流量是銅的79%，優(yōu)于純鋁標(biāo)準(zhǔn)。但在同樣體積下，鋁合金的實際重量大約是銅的1/3。因此，相同載流量時鋁合金電纜的重量大約是銅纜的1/2。采用鋁合金電纜取代銅纜，可以減輕電纜重量，降低安裝成本，減少設(shè)備和電纜的磨損，使安裝工作更輕松。通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)對比，在滿足同等電氣性能的前提下，使用鋁合金電纜的重量是銅芯電纜的1/2，其截面是傳統(tǒng)銅芯電纜的1．1倍～1．25倍，價格比傳統(tǒng)的銅芯電纜低15%～30%［2］?？勺鳛槌龀强诘缆氛彰鞯脑O(shè)計電纜，在滿足經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下從根本上解決了傳統(tǒng)銅芯電纜易被偷盜的問題。案例:合肥G206公路改建工程，設(shè)計范圍南崗至上派段，規(guī)劃紅線70m和60m，為城市主干路標(biāo)準(zhǔn)?？紤]道路位于城郊，電纜偷盜現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)高新區(qū)管委會要求，設(shè)計電纜采用新型鋁合金電纜，滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，解決電纜偷盜問題并節(jié)約造價。

3．2減少電纜手井

電纜手井作為日常檢修維護(hù)的設(shè)施設(shè)計上是必要的，但在出城口道路應(yīng)用上，存在防盜和排水的雙重問題，設(shè)計上盡量減少手井設(shè)置。每桿路燈穿線不設(shè)手井檢修，在每套燈具接線箱內(nèi)穿線檢修，接線箱位置設(shè)專門的防盜型蓋板，可由廠家專門定做，在有效解決路燈電纜防盜問題的同時投資成本也可以控制到最低。燈桿的檢修門及路燈配電箱，均應(yīng)使用專用工具開啟的閉鎖防盜裝置，例如設(shè)置偏心螺栓，螺栓頂頭采用中間圈凹陷，偏心凸出的結(jié)構(gòu)方式，此方式使得開啟工具必須使用定制的專業(yè)工具，否則不在破壞接線門的情況下無法開啟電氣門。設(shè)計照明回路布置時，應(yīng)避免小于90°的電纜套管轉(zhuǎn)角，在不設(shè)手井的條件下，可以保障電纜的順利穿管施工。案例:合肥市G206(南崗至上派段)道路工程，所有燈具不專門配手井接線，僅在回路電纜出線和分線處設(shè)置手井檢修，電纜套管采用直線敷設(shè)和鈍角轉(zhuǎn)彎，便于施工和后期穿纜。

4路燈節(jié)能

4．1全半夜燈控制

出城口道路下半夜交通量減少，照明可采用間隔熄滅的照明方式，通過全半夜回路間隔控制燈具的點亮和熄滅，可保證夜間功率降低30%～50%，達(dá)到節(jié)電效果。技術(shù)上可通過雙回路供電(見圖1)、分相線供電來實現(xiàn)。

4．2節(jié)能電子鎮(zhèn)流器

通過采用具有中國節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證的智能調(diào)光高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，不但能使功率因數(shù)達(dá)到0．9以上，比普通電感鎮(zhèn)流器節(jié)能40%以上，而且能使燈具在設(shè)定的時間內(nèi)降容工作，以實現(xiàn)半夜燈控制，但對此類鎮(zhèn)流器技術(shù)要求較高，否則會產(chǎn)生頻閃和“鬼火”現(xiàn)象。

4．3節(jié)能控制柜

通過加裝在每個配電箱總控或箱變低壓出線后端的路燈專用型節(jié)電裝置，采用微電磁調(diào)壓穩(wěn)壓和電子感應(yīng)技術(shù)，對供電進(jìn)行實時檢測與跟蹤，根據(jù)現(xiàn)場電壓和設(shè)定好的工作檔位，節(jié)電器自動平滑地調(diào)節(jié)電路的輸出電壓和電流幅度，以降低燈具的功率和線路的工作溫度，優(yōu)化供電狀態(tài)，減少損耗，提高發(fā)光效率，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，延長燈具的使用壽命，減少維護(hù)成本。一般市場上此類產(chǎn)品節(jié)電率可達(dá)15%～40%，延長燈具使用壽命至1．5倍以上［3］。

5結(jié)語

出城口道路是聯(lián)系城、鄉(xiāng)兩元結(jié)構(gòu)的過渡性道路，對于此類道路的路燈照明設(shè)計，有其典型的特點。本文通過總結(jié)典型出城口道路照明設(shè)計遇到的問題，提出照明設(shè)計的關(guān)鍵點及有針對性的解決措施，體現(xiàn)“和諧交通”的指導(dǎo)思想，可為相關(guān)設(shè)計和施工提供參考。

參考文獻(xiàn):

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集成電路設(shè)計基礎(chǔ)范文第3篇

關(guān)鍵詞：課程體系改革；教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化；集成電路設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2000年，國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而，我國的集成電路設(shè)計水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年，全國進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進(jìn)口。2014年3月5日，國務(wù)院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)，明確指出，要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn)，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月，國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，加快推進(jìn)我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年，我國芯片設(shè)計人員達(dá)不到需求的10%，集成電路設(shè)計人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國內(nèi)高等院校的一個迫切任務(wù)[1]。為滿足市場對集成電路設(shè)計人才的需求，2001年，教育部開始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。

我校2002年開設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，期間，由于專業(yè)調(diào)整，暫停招生。2012年，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生，主要專業(yè)方向為集成電路設(shè)計。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提出了集成電路設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求，從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個方面對集成電路設(shè)計方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。

一、專業(yè)課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實，將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時存在較大困難，更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學(xué)得懂。但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課，開設(shè)較少課時量，學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí)；有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如，我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程，而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計”這門課程中去。

2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，前者是后者的基礎(chǔ)，后者是前者理論知識的具體應(yīng)用。并且，在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識沒學(xué)好的基礎(chǔ)上，開設(shè)后面的課程，將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂，嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如：在某些高校的培養(yǎng)計劃中，沒有開設(shè)“半導(dǎo)體物理”，直接開設(shè)“晶體管原理”，造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時沒有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ)，很難進(jìn)入狀態(tài)，學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時，如果沒有半導(dǎo)體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。

3.課程內(nèi)容理論性太強(qiáng)，嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時，過分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)，而不是側(cè)重于對結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握，使得學(xué)生（尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生）學(xué)習(xí)起來很吃力，學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業(yè)課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式：“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計CAD”；“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則，根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識，環(huán)環(huán)相扣，合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序，形成先專業(yè)基礎(chǔ)課，再專業(yè)方向課，然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。

我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，也就是三個本科專業(yè)大學(xué)一年級、二年級統(tǒng)一開設(shè)課程，主要開設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程，重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識，為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級開始，分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，大學(xué)三年級第一學(xué)期開設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識和半導(dǎo)體物理知識結(jié)合在一起，課時量為64學(xué)時，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識，又不過分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級第二學(xué)期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計”、“集成電路設(shè)計CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性，擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時間定為學(xué)期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外，“集成電路原理與設(shè)計”課程設(shè)置96學(xué)時，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計”的內(nèi)容，課時量為48學(xué)時，開設(shè)時間為6～17周；再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計”的內(nèi)容，課時量為48學(xué)時，開設(shè)時間為8～19周。大學(xué)四年級第一學(xué)期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程，并設(shè)置其為選修課，這樣設(shè)置的目的在于：對于有意向考研的同學(xué)，可以減少學(xué)習(xí)壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學(xué)，可以更多了解專業(yè)方面知識，為找到好工作提供有力保障。

2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，專業(yè)課程要在大學(xué)三年級才能開始開設(shè)，時間緊湊。為實現(xiàn)我校集成電路設(shè)計人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計人才，需要對集成電路設(shè)計方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。

在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導(dǎo)，側(cè)重于對基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí)，以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業(yè)方向課程，教師不但要講授集成電路設(shè)計方面的知識，也要側(cè)重于集成電路設(shè)計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實驗實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、實際動手能力、創(chuàng)新能力和社會適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此，在專業(yè)方向課程中要增加實驗教學(xué)的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計”課程中，總課時量為48學(xué)時不變，理論課由原來的38學(xué)時減少至36學(xué)時，實驗教學(xué)由原來的10學(xué)時增加至12個學(xué)時。36學(xué)時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個學(xué)時的實驗教學(xué)中2學(xué)時作為EDA工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生10個學(xué)時獨自進(jìn)行電路設(shè)計。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識，融會貫通，有效地促進(jìn)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會信息化的重要基礎(chǔ)，而集成電路設(shè)計人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果，分析目前集成電路設(shè)計本科專業(yè)課程體系存在的主要問題，結(jié)合我校實際情況，對我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集成電路設(shè)計方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革，提出“4+3+2”專業(yè)課程體系，并對專業(yè)課程講授內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。從而滿足我校集成電路設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求，為培養(yǎng)實用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計人才提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]方卓紅，曲英杰.關(guān)于集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)本科專業(yè)課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

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[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實踐[J].教育與教學(xué)研究，2008，（22）.

集成電路設(shè)計基礎(chǔ)范文第4篇

關(guān)鍵詞 模擬集成電路設(shè)計；理論與實踐相結(jié)合；仿真實驗

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）30-0095-02

集成電路設(shè)計相關(guān)課程體系是各高等院校電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)等工科專業(yè)核心專業(yè)課程設(shè)置的重要組成部分，為大學(xué)生深入學(xué)習(xí)掌握集成電路設(shè)計的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基礎(chǔ)。大多數(shù)理工科高校對電子類專業(yè)開設(shè)模擬集成電路設(shè)計和數(shù)字集成電路設(shè)計的課程，對學(xué)生進(jìn)行綜合培養(yǎng)。對于模擬和數(shù)字集成電路設(shè)計，如果要深入到晶體管級進(jìn)行分析和設(shè)計，那都必須進(jìn)行原理的深入學(xué)習(xí)。而在現(xiàn)實工作中，數(shù)字集成電路設(shè)計主要是通過運用高級硬件電路描述語言基于門級對電路進(jìn)行設(shè)計，晶體管級的原理分析只是理論基礎(chǔ)。模擬集成電路設(shè)計則必須完全深入晶體管級進(jìn)行分析和設(shè)計，所以模擬集成電路設(shè)計更加繁瑣和復(fù)雜，對理論分析的要求也更高。

本文通過筆者多年來在模擬集成電路設(shè)計理論和實踐教學(xué)中積累的經(jīng)驗和教學(xué)心得，對如何在繁瑣和復(fù)雜的教學(xué)中使學(xué)生更好地掌握知識體系進(jìn)行探討。

1 教材的選擇

1.1 國外經(jīng)典教材的參考

集成電路的設(shè)計國外特別是美國要領(lǐng)先中國幾十年的技術(shù)水平，如絕大多數(shù)高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI這樣的跨國巨頭所壟斷，在教學(xué)知識體系方面自然是美國的高校如斯坦福、加州大學(xué)等要比國內(nèi)高校更加系統(tǒng)和完善。美國出版的多本教材更是被奉為集成電路設(shè)計的圣經(jīng)，如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設(shè)計》、艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設(shè)計》等。但是即使是被奉為圣經(jīng)的教材，雖然經(jīng)典，也有其局限性。如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設(shè)計》對電路的理論分析非常透徹且深入淺出，卻缺乏相應(yīng)的仿真實驗來驗證其理論分析；而艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設(shè)計》雖有部分仿真實驗來驗證其理論分析，但其理論分析又不如拉扎維的教材那么透徹和深入淺出。

1.2 國內(nèi)教材的選擇

國內(nèi)的高校雖然較國外高校而言在集成電路設(shè)計領(lǐng)域起步要晚，差距也很大，但是在近些年國家政策的大力扶持下，已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。國內(nèi)也有了幾本模擬集成電路設(shè)計知識講解得比較透徹的教材，比如：清華大學(xué)王自強(qiáng)編著的《CMOS集成放大器設(shè)計》就從簡單知識入手，講解淺顯易懂；東南大學(xué)吳建輝編著的《CMOS模擬集成電路分析與設(shè)計》分析比較透徹，講解自成體系。但是國內(nèi)出版的教材也都缺乏相應(yīng)的仿真實驗來驗證其理論分析。

針對國內(nèi)學(xué)生在集成電路設(shè)計知識領(lǐng)域基礎(chǔ)比較差的現(xiàn)狀，可以選擇國內(nèi)講解得比較簡單淺顯的教材為主線，并以國外經(jīng)典教材為參考。

2 教學(xué)方法的改進(jìn)

模擬集成電路設(shè)計作為電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，比某些專業(yè)基礎(chǔ)課程如電路原理、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等要難度更大，也更為繁瑣和復(fù)雜。如果按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行講解，或者說僅僅是按照教材進(jìn)行理論分析和推導(dǎo)，那么學(xué)生很難對這門知識深入理解和掌握。因此，在教學(xué)理論知識的過程中，穿教材中沒有的、可以驗證其相應(yīng)理論的仿真實驗，這樣能夠更好地使學(xué)生理解和掌握理論知識。

2.1 以HSPICE仿真實驗為輔助

SPICE是一種可以用于電路仿真的工具，大家所熟知的有PSPICE，它是一種可以適用于分立原件的電路仿真工具，而HSPICE是在集成電路設(shè)計領(lǐng)域?qū)I(yè)使用的高精度的仿真工具。專業(yè)的集成電路設(shè)計公司和研究所都是使用UNIX或LINUX環(huán)境下的大型專業(yè)工具軟件進(jìn)行集成電路設(shè)計仿真，而筆者所在高校因為在此領(lǐng)域起步較晚，專業(yè)開設(shè)也較晚，專業(yè)實驗室也并不具備，所以并不具備很好的實驗條件來進(jìn)行實驗輔助教學(xué)。因為HSPICE具有可以在Windows環(huán)境下方便使用的小型版本的軟件，所以可以很方便地用在課堂教學(xué)中。

2.2 理論與實踐相結(jié)合教學(xué)

在繁瑣復(fù)雜理論分析和推導(dǎo)的過程中，不斷地穿HSPICE仿真，來驗證理論分析和推導(dǎo)的結(jié)果，可以讓學(xué)生顯著加深對理論的理解和掌握。HSPICE仿真部分的內(nèi)容是清華、復(fù)旦、東南大學(xué)等高校教師出版的教材里面都沒有詳細(xì)講解的內(nèi)容，也是他們課堂理論講解過程中不會涉及到的知識。而在筆者所在高校以HSPICE仿真實驗為輔助，結(jié)合理論教學(xué)后，取得了積極顯著的教學(xué)效果，學(xué)生對理論知識的理解和課程考試成績都得到了大幅度的提升。以2008級到2010級電子類專業(yè)的學(xué)生為例，模擬集成電路設(shè)計課程考試得優(yōu)率從22%提升到了43%以上，學(xué)生對此教學(xué)方法也是高度認(rèn)同。

3 結(jié)束語

在我國大力實行人才戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，筆者所在高校也響應(yīng)國家號召，加強(qiáng)本科生培養(yǎng)，實施卓越工程教育，取得積極可喜的成績。國家在近些年大力支持集成電路設(shè)計的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國內(nèi)在此領(lǐng)域也有了長足進(jìn)步，但也更加需要更多的專業(yè)人才來滿足市場需求。在此背景下，本文積極探索和提高模擬集成電路設(shè)計的教學(xué)方法，取得長足的進(jìn)步和發(fā)展，也得到學(xué)生的高度認(rèn)同。筆者希望自己的經(jīng)驗和方法可以為兄弟院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[3]王自強(qiáng).CMOS集成放大器設(shè)計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

集成電路設(shè)計基礎(chǔ)范文第5篇

為滿足集成電路方面教學(xué)和科研的需要，同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系以985三期實驗室建設(shè)、教育部修購計劃兩項經(jīng)費所購置的設(shè)備為主體，充分整合利用本系目前已有的設(shè)備，完成了一個覆蓋完整的集成電路設(shè)計平臺的構(gòu)建。依托同濟(jì)大學(xué)第8期實驗教改項目的支持，電子科學(xué)與技術(shù)系在平臺的應(yīng)用方面進(jìn)行了有益的探索：針對本科生實驗教學(xué)完成了集成電路設(shè)計系列實驗課程開設(shè)；在集成電路相關(guān)科研項目中進(jìn)行了實際應(yīng)用，為科研工作提供了良好的支撐。

【關(guān)鍵詞】

集成電路；設(shè)計平臺；實驗教學(xué)；科研

進(jìn)入21世紀(jì)之后，集成電路在我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)及教育領(lǐng)域的重要性日益凸顯。2000年6月，國務(wù)院了綱領(lǐng)性文件《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國發(fā)2000〔18號〕）[1]，明確了集成電路作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的地位。在其后的國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃等文件中，均將集成電路列為重要的發(fā)展方向，自此我國集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時期。產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展必然需要科技和教育的配合?；诖嗽?，國務(wù)院科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)實施國家科技重大專項—集成電路與軟件重大專項，其后教育部、科技部決定在國內(nèi)有相對優(yōu)勢的高等院校建立國家集成電路人才培養(yǎng)基地，分別于2003年、2004年及2009年分3批批準(zhǔn)和支持20所高校進(jìn)行人才培養(yǎng)基地的建設(shè)工作。筆者所在的同濟(jì)大學(xué)為第2批建設(shè)的6所高校之一。

同濟(jì)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)系成立于2002年，歷史較短，在集成電路方面的基礎(chǔ)較為薄弱。但自成立之初便將集成電路設(shè)計列為最重要的教學(xué)與科研方向之一，參考國際知名高校以及國內(nèi)兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗[2-4]，在課程設(shè)置等人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行了積極的探索[5]。但是，集成電路設(shè)計強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計實踐，如果缺乏相應(yīng)的設(shè)計平臺，僅以理論知識為主，會導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生與產(chǎn)業(yè)需求契合度不高。這也是諸多高校在集成電路設(shè)計的實驗設(shè)置及實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革和積極探索的原因[6-7]。我系也意識到亟須加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)的相關(guān)建設(shè)?；谝陨显?，我們充分利用985三期實驗室建設(shè)、教育部修購計劃兩項經(jīng)費的支持，在集成電路設(shè)計平臺的構(gòu)建方面進(jìn)行了積極的嘗試。

1建設(shè)方案與建設(shè)過程

1.1平臺建設(shè)的基礎(chǔ)依托985二期實驗室建設(shè)、教育部修購計劃兩項經(jīng)費為我系的教學(xué)改革提供了非常有力的支持，根據(jù)各個學(xué)科方向的統(tǒng)籌規(guī)劃，分配約150萬元用于集成電路及與系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)的設(shè)備購置。購置的設(shè)備見表1、表2。除以上兩部分設(shè)備之外，本系已經(jīng)部分購置了與集成電路設(shè)計相關(guān)的設(shè)備，如Dell服務(wù)器、SUN工作站、各類測試與信號發(fā)生設(shè)備等。因此，我系已經(jīng)初步具備了建設(shè)一個覆蓋半導(dǎo)體器件制備與分析、集成電路設(shè)計與測試、系統(tǒng)級設(shè)計驗證完整流程的專業(yè)實驗與設(shè)計平臺的基礎(chǔ)條件。

1.2總體構(gòu)想與平臺規(guī)劃基于上述基礎(chǔ)硬件設(shè)備，我系在有限的場地資源中安排了專門的場地作為半導(dǎo)體器件與集成電路設(shè)計專業(yè)實驗室，以支持集成電路設(shè)計平臺的建設(shè)。將擬建設(shè)的半導(dǎo)體與集成電路設(shè)計專業(yè)實驗室劃分為4個功能區(qū)：服務(wù)器與中央控制區(qū)、集成電路設(shè)計區(qū)、集成電路分析與測試區(qū)、系統(tǒng)級設(shè)計與驗證區(qū)。總體的規(guī)劃如圖1所示，功能與設(shè)備支撐概述如下。（1）服務(wù)器與中央控制區(qū)。主要空間用于放置3個機(jī)柜、承載兩個機(jī)架式服務(wù)器（HP、Dell）、存儲陣列（SAS15000RPM接口、初始配置7.2TB）、一個臥式服務(wù)器（超微）以及UPS電源、萬兆交換機(jī)等供電和網(wǎng)絡(luò)配件。需注意該部分噪聲較大，故應(yīng)與實驗室其他功能區(qū)隔離。提供VPN、遠(yuǎn)程配置以及各類必要的服務(wù)，配置完整的EDA工具系統(tǒng)，覆蓋集成電路設(shè)計全流程。（2）集成電路設(shè)計區(qū)。20個左右的工位，主要為HP工作站。具備兩類工作方式：作為終端登錄服務(wù)器系統(tǒng)使用；在服務(wù)器系統(tǒng)不能提供支持時獨立使用。除工作站之外，配備2～3個文件柜、工具柜。（3）集成電路分析與測試區(qū)。主要功能為集成電路（晶圓、裸片、封裝后芯片）的分析、測試。分析與測試系統(tǒng)以兩套手動探針測試臺（包括基座、卡盤、ADV顯微鏡）、超長焦金相顯微鏡（超長工作距離，2000倍放大）、4套微米級精確位移系統(tǒng)（包括探針、針臂、針座、線纜與接口）為主，并配備2臺臺式計算機(jī)以及信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、邏輯分析儀1臺、示波器1臺，用作信號發(fā)生與記錄、信號與圖像采集功能。配備兩個實驗工具柜。（4）系統(tǒng)級設(shè)計與驗證區(qū)。6個工位，配備2～3臺計算機(jī)?？紤]到面積有限，而該區(qū)功能較多，以多功能復(fù)用的方式設(shè)置工位的功能。該區(qū)的功能包括：①板級電路設(shè)計與測試。主要支撐設(shè)備為必要的計算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）。多臺邏輯分析儀、示波器、信號發(fā)生器、萬用表、穩(wěn)壓電源、必要的電子元器件及焊接設(shè)備等。②基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計。主要支撐設(shè)備為計算機(jī)系統(tǒng)（軟、硬件）、4套Virtex-5FPGA系統(tǒng)。③嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。主要支撐設(shè)備為計算機(jī)系統(tǒng)、3套VeriSOC-ARM9開發(fā)平臺、多套PSoC開發(fā)套件、多套ARM開發(fā)套件、微控制器開發(fā)套件等。④集成電路系統(tǒng)級驗證。與板級電路與測試共用各類設(shè)備。

1.3軟硬件系統(tǒng)與設(shè)計流程構(gòu)建基于新購買的存儲陣列（NetApp）、服務(wù)器（DL380G7）、交換機(jī)（CISCO），并整合本系統(tǒng)原有的兩臺服務(wù)器（一臺Dell機(jī)架式、一臺超微立式），構(gòu)成一個EDA開發(fā)服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)建方面，我們進(jìn)行了基于傳統(tǒng)的EDA開發(fā)環(huán)境架構(gòu)，以及基于虛擬化系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建的兩種嘗試。存儲結(jié)構(gòu)上基于存儲陣列，提供足夠安全的冗余備份與保護(hù)。系統(tǒng)具備負(fù)載均衡功能。最終構(gòu)建的系統(tǒng)可直接支持同一實驗室內(nèi)20臺以上HP工作站的同時接入，并提供遠(yuǎn)程登錄支持；以及通過同濟(jì)大學(xué)校園網(wǎng)，提供外網(wǎng)的VPN接入支持。在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們安裝配置了完善的EDA工具鏈，以提供覆蓋全流程的集成電路設(shè)計支持。

2教學(xué)與科研應(yīng)用

前述所構(gòu)建的集成電路設(shè)計平臺僅是基礎(chǔ)的軟硬件系統(tǒng)，如果要在實際的教學(xué)和科研工作中進(jìn)行使用，尚需進(jìn)行相關(guān)的課程大綱規(guī)劃、實驗方案設(shè)計以及實際的芯片設(shè)計檢驗。通過同濟(jì)大學(xué)第8期實驗教學(xué)改革項目的支持，我們在這些方面開展了一定的工作，主要包括以下兩個方面。

2.1教學(xué)應(yīng)用完成了實驗方案內(nèi)容建設(shè)，構(gòu)建形成了一套覆蓋集成電路設(shè)計全流程的實驗方案，并兼顧半導(dǎo)體器件、集成電路測試；設(shè)計的系列實驗應(yīng)用于新開設(shè)的“集成電路設(shè)計實驗”課程中，以豐富和擴(kuò)展該門課程的實驗內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該課程每周4學(xué)時，已經(jīng)完成2013、2014兩個學(xué)年的實驗教學(xué)工作。具體的實驗內(nèi)容包括反相器實驗（電路原理圖輸入、電路仿真、版圖設(shè)計、版圖設(shè)計規(guī)則檢查及一致性檢查、后仿真）、一位全加器系列試驗、基本模擬電路單元設(shè)計實驗、綜合定制設(shè)計實驗、硬件描述語言設(shè)計與驗證實驗（選做）、自動綜合與布局布線設(shè)計實驗（選做）。構(gòu)建的軟硬件平臺，除用于集成電路設(shè)計實驗課之外，亦用于電子系“半導(dǎo)體器件物理”“半導(dǎo)體工藝原理”等多門課程的實驗環(huán)節(jié)，以及本科生畢業(yè)設(shè)計中。與現(xiàn)有的本科生各類創(chuàng)新活動相結(jié)合，為該類活動的人員選拔與培養(yǎng)、培訓(xùn)起到了一定的輔助作用。

2.2科研應(yīng)用集成電路設(shè)計平臺除用于相關(guān)的實驗教學(xué)任務(wù)之外，亦可為相關(guān)的科研工作提供良好的支撐。在該平臺所定義的開發(fā)環(huán)境及設(shè)計流程上，我們完成了兩款65納米工藝超大規(guī)模集成電路芯片的設(shè)計工作，其中一款已經(jīng)返回，并進(jìn)行了較為完整的測試，功能及性能均符合預(yù)期，芯片如圖2、圖3所示。這些設(shè)計很好地確證了該平臺的完整性和可靠性。

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