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1、VLSI设计基础,电子工程系 安胜彪 A 0311-88613171,第一章 VLSI设计基础概述,1.1 VLSI设计技术基础与主流制造技术 器件设计基础 -晶体管原理 工艺技术基础 -半导体集成电路工艺原理 逻辑与电路设计基础 -数字、模拟集成电路原理 版图设计基础 -晶体管设计、集成电路设计原理 计算机辅助设计基础 -集成电路设计软件应用 器件、工艺、版图、电路、逻辑分析能力 VLSI制造的主流技术-MOS（CMOS）工艺技术,1.2 VLSI设计方法与设计技术,VLSI系统的设计通常采用自顶向下（Top Down）和由底向上（Bottom Up）的设计方法。 自顶向下设计是一种逐级分解
2、、变换，将系统要求转变为电路和版图的过程。是指从系统的行为、功能、性能以及允许的芯片面积和成本要求开始，进行结构设计，同时，根据结构特点，将其逐级分解为接口清晰，相互关系明确，尽可能简单的子结构。接着，将结构转换为逻辑，亦即逻辑设计。下一步是电路设计，逻辑图被细化为电路图。最后进行版图设计，至此，自顶向下的过程结束。 由底向上设计，是在系统划分和分解的基础上，先进行单元设计，在精心设计的单元基础上，逐级向上完成功能块、子系统设计，直至到最终的系统完成。,对于VLSI系统，希望尽量采用模块化的设计和规则化的结构，目的是降低系统实现的复杂程度。 VLSI的设计理念是将集成电路或系统的分析计算部分和
3、信息接口部分分开进行设计。分析计算部分（即内部电路）采用高度规则的结构以降低版图设计的难度，提高设计效率；与外部信息交换的接口采用高度优化的单元以提高电路或系统的性能与可靠性。,设计软件的发展经历了三个主要的发展阶段：,分散的辅助设计软件-以行命令的形式运行 集成的设计软件环境-多进程的集成运行模式 具有自动综合能力的设计系统-高度自动化的运行模式,版图设计的三种形式：,图形编辑完成版图的设计 调用版图单元库完成版图的设计 采用自动生成的形式完成版图的设计,1.4 ASIC和VLSI 市场的需要、VLSI技术的进步为ASIC的发展提供了舞台，超大规模集成成为ASIC的必然。 1.5 VLSI的版图结构和设计技术 1.5.1 VLSI的版图总体结构,1.3 新技术对VLSI的贡献,尺寸的缩小 新结构、新材料的引入 设计方法、设计手段的强化和进步,晶体管规则阵列-以晶体管为基本元件 门阵列-以基本逻辑门为基本元件 标准单元-以标准单元为基本元件 宏单元、积木块-以积木单元为基本元件,1.5.2 VLSI版图的内部结构,在一个集成系统中，常常是上述结构的综合体,
