超大规模集成电路设计导论考试题及答案

招聘集成电路设计岗位笔试题与参考答案(某大型集团公司)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、在集成电路设计中，以下哪种类型的设计通常负责处理数字逻辑功能？A、模拟集成电路B、数字集成电路C、混合信号集成电路D、射频集成电路2、以下哪种技术用于在集成电路设计中实现晶体管间的连接？A、光刻技术B、蚀刻技术C、键合技术D、离子注入技术3、在CMOS工艺中，P型MOSFET的阈值电压通常会随着温度的升高而：A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少4、下列哪一项不是减少互连延迟的有效方法？A. 使用更细的金属线B. 使用更高介电常数的绝缘材料C. 减少金属层之间的距离D. 使用铜代替铝作为互连线材料5、集成电路设计中，以下哪种工艺主要用于制造CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑电路？A. 双极型工艺B. 金属氧化物半导体工艺C. 双极型/金属氧化物半导体混合工艺D. 双极型/CMOS混合工艺6、在集成电路设计中，以下哪个参数通常用来描述晶体管的开关速度？A. 饱和电压B. 输入阻抗C. 开关时间D. 集成度7、在集成电路设计中，用于描述电路逻辑功能的硬件描述语言不包括以下哪一种？A. VerilogB. VHDLC. C++D. SystemVerilog8、下列选项中，哪一个不是ASIC（专用集成电路）设计流程中的一个阶段？A. 逻辑综合B. 布局布线C. 系统集成D. 物理验证9、以下哪种工艺技术通常用于制造高性能的集成电路？A. 混合信号工艺B. CMOS工艺C. GaN（氮化镓）工艺D. BiCMOS工艺二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、在CMOS工艺中，关于阱（well）的概念，下列说法正确的有：A. NMOS晶体管通常位于P型阱中B. PMOS晶体管通常位于N型阱中C. N阱用于隔离不同区域的晶体管，防止电流泄露D. P阱可以与N阱共存于同一层硅片上而不会相互影响2、关于集成电路版图设计中的DRC（Design Rule Check）规则，下列哪些陈述是正确的？A. DRC规则是为了确保电路性能优化B. DRC规则定义了最小特征尺寸、最小间距等制造限制C. 违反DRC规则可能会导致制造缺陷，如短路或开路D. DRC规则在所有半导体制造工艺中都是相同的3、关于集成电路设计，以下哪些是典型的电路设计类型？（）A、模拟电路设计B、数字电路设计C、混合信号电路设计D、射频电路设计E、光电子电路设计4、在集成电路设计中，以下哪些因素会影响电路的功耗？（）A、晶体管的工作状态B、电源电压C、电路的复杂度D、芯片的温度E、外部负载5、在集成电路设计过程中，下列哪些技术用于提高电路的性能？A. 使用更先进的制程技术B. 优化电路布局减少信号延迟C. 增加电源电压以提升速度D. 减少电路层数降低制造成本E. 应用低功耗设计方法6、下列哪些是实现CMOS逻辑门时需要考虑的关键因素？A. 输入电平的阈值B. 输出驱动能力C. 功率消耗D. 静态电流消耗E. 电路的工作频率7、以下哪些技术或方法属于集成电路设计中的模拟设计领域？（）A. 信号处理算法B. 逻辑门电路设计C. 模拟电路仿真D. 功耗分析E. 版图设计8、在集成电路设计中，以下哪些步骤是进行版图设计的必要阶段？（）A. 电路原理图设计B. 布局规划C. 逻辑分割D. 布局布线E. 版图检查9、在CMOS工艺中，影响MOSFET阈值电压的因素有哪些？A. 氧化层厚度B. 衬底掺杂浓度C. 栅极材料类型D. 源漏区掺杂浓度E. 温度F. 器件尺寸三、判断题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、集成电路设计岗位的工程师需要具备扎实的数学基础和电子工程知识。

VLSI复习题型：缩写5题10分简答12题60分计算3题30分Chapter 011.How to evaluate performance•Cost•Reliability•Speed (delay, operating frequency)•Power dissipation2.Regenerative property3.Delay :Chapter 021.Inverter layout2.Photolithography process1)Oxidation layering(氧化层)2)Pthotoresist coating（涂光刻胶）3)Stepper exposure（光刻机曝光）4)Photoresist development and bake(光刻胶的显影和烘干)5)Acid etching（酸刻蚀）6)Spin, rinse, and dry（旋转，清洗和干燥）7)Various process steps：Ion implantation（离子注入）Plasma etching（等离子刻蚀）Metal deposition（金属沉淀）8)Photoresist removal( or ashing) 去除光刻胶（即“沙洗”）Chapter 031.Linear/ Saturation mode2.Long channel vs short channel3.Capacitances= structure capacitances+channel capacitances+MOS diffusion capacitances4.Resistance=MOS sructure resistance+source and drain resistance+cantact resistance+wiringresistanceWith silicidation R方块ˆ is reduced to the range 1 to 4 Ω/方块（source and drain resistance）Chapter 041.C wire = C pp + C fringe + C interwire2.Dealing with resistance:1)Use better interconnect materials2)More interconnect layers3.RC Mode•Lumped RC model–total wire resistance is lumped into a single R and total capacitance into a single C–good for short wires; pessimistic and inaccurate for long wires•Distributed RC model–circuit parasitics are distributed along the length, L, of the wire4.DelayDelay of a wire is a quadratic function of its length, LThe delay is 1/2 of that predicted (by the lumped model)5.Reflection coefficient【画传输图（or 波形），计算题】Chapter 051.V M∝(W/L)p/(W/L)nIncreasing the width of the PMOS moves V M towards V DD,‰Increasing the width of theNMOS moves V M towards GND.2.Delay3.Power in CMOS1.Dynamic power consumption: charging and discharging capacitors;Not a function of transistor sizes;Need to reduce C L,Vdd,and f to reduce power.2.Short circuit currents: short circuit path supply rails during switching;Keep the input and output rise/fall times the same;If Vdd<Vtn+|Vtp|,then short-circuit power can be eliminated.3.Leakage: leaking diodes and transistors4.Technology scaling modelsFull scalingFixed voltage scalingGeneral scalingChapter 061.Static CMOS- output connected to either Vdd or GND via a low-resistance path⏹High noise margins⏹Low output impedance, high input impedance⏹No steady state path between Vdd and GND⏹Delay is a function of load capacitance and transistor resistanceDynamic CMOS--relies on temporary storage of signal values on capacitance of high-impedance circuit nodes.⏹Simpler, faster gates⏹Increased sensitivity to noise2.Static vs dynamic circuit⏹In static circuit at every point in time (except when switching) the output is connectedto either GND or V DD via a low resistance path.--fan-in of N requires 2N devices⏹Dynamic circuits rely on the temporary storage of signal values on the capacitance ofhigh impedance nodes--requires only N+2 transistors--takes a sequence of precharge and conditional evaluation phases to realize logicfunctions.●conditions on output1) once the optput of a dynamic gate is discharged, it cannot be charged again until thenext precharge opreation.2) Inputs to the gate can make at most one transition during evaluation.3) Output can be in the high impedance state during and after evaluation(PDN off), stateis stored in C L.●Properties of Dynamic Gates1)Logic function is implemented by the PDN only–number of transistors is N + 2 (versus 2N for static complementary CMOS)–should be smaller in area than static complementary CMOS2)Full swing outputs (VOL = GND and VOH = VDD)3)Nonratioed--sizing of the devices is not important for proper functioning (only for performance)4) Faster switching speeds5) Power dissipation should be better- consumes only dynamic power –no short circuit power consumption since the pull- up path is not on when evaluating-lower C L--both C int(since there are fewer transistors connected to the drain outpu t) and C ext(since there the output load is one per connectedgate, not two) -by construction can have at most one transition per cycle – no glitching6) Needs a percharge clockbinational vs Sequential logic4.Why PMOS in PUN and NMOS in PDN?Threshold drops5.Ratioed logic: Pseudo-NMOS→Small area and load, but static power dissipationChapter 07tch vs Register⏹Latch: level sensitive----As for positive: passes inputs to Q when the clock is high----transparent mode;When clock is low----hold mode⏹Flip-flop: edge sensitive2.Bistable circuit:The cross coupling of two inverters results in a bistablecircuit (a circuit with two stable states)⏹Have to be able to change the stored value by making A (or B) temporarily unstable byincreasing the loop gain to a value larger than 1Done by applying a trigger pulse at Vi1 or Vi2the width of the trigger pulse need be only a little larger than the total propagation delayaround the loop circuit (twice the delay of an inverter)⏹Two approaches used1.cutting the feedback loop (mux based latch)2.overpowering the feedback loop (as used in SRAMs)3.MS ET timing properties⏹Set-up time: time before rising edge of clk that D must be valid⏹Propagation delay: time for QM to reach Q⏹Hold time: time D must be stable after rising edge of clk4.Pipelining5.Schmitt Trigger(rise—P; fall—N)Chapter 091.Cross Talk: An unwanted coupling from a neighboring signal wire to a network nodeintroduces an interference that is generally called cross talk.2.Dealing with Capacitive Cross Talk•Avoid floating nodes•Protect sensitive nodes•Make rise and fall times as large as possible•Differential signaling•Do not run wires together for a long distance•Use shielding wires•Use shielding layers3.Cross Talk and Performance: when neighboring lines switch in opposite direction of victimline, delay increases.4.Impact of resistance is commonly seen in power supply distribution:–IR drop–Voltage variationsChapter 101.Clock Nonidealities:⏹Clock skew: Spatial variation in temporally equivalent clock edges;⏹Clock jitter: Temporal variations in consecutive edges of the clock signal⏹Variation of the pulse width2.Clock Uncertainties----Source of clock uncertainty（图形填空）（重点）简答题：•Clock‐Signal Generation (1)•Manufacturing Device Variations (2)•Interconnect Variations (3)•Environmental Variations (4 and 5)•Capacitive Coupling (6 and 7)3.Impact of Positive/Negative Clock Skew and Clock jitter (重点)1.Positive clock skew:Clock and data flow in the same direction2.Negative clock skew: Clock and data flow in opposite directions3.Jitter cause T to vary on a cycle-by-cycle basisCombined impact of skew and jitter:Constraints on the minimum clock period (positive)4.To reduce dynamic power, the clock network must support clock gating (shutting down(disabling the clock ) units)5. Clock distribution techniques--Balanced paths(H-tree network, matched RC trees)--Clock grids: minimize absolute delay6.Matched RC trees, represents a floor plan that distributes the clock signal so that the interconnections carrying the clock signals to the functional subblocks are of equal length.7. 彩图9：The unbalanced load creates a large skew, by careful tuning of the wire width, the load is balanced, minimizing the skew.8. Dealing with Clock Skew and Jitter•To minimize skew, balance clock paths using H-treeor matched-tree clock distribution structures. •If possible, route data and clock in opposite directions;eliminates races at the cost of performance.•The use of gated clocks to help with dynamic power consumption make jitter worse.•Shield clock wires (route power lines –VDD or GND –next to clock lines) to minimize/eliminate coupling with neighboring signal nets.•Use dummy fills to reduce skew by reducing variations in interconnect capacitances dueto interlayer dielectric thickness variations.•Beware of temperature and supply rail variations and their effects on skew and jitter. •Power supply noise fundamentally limits the performance of clock networks.Chapter 111.Full adder(P=A+B)2.Static vs dynamic Manchester Carry ChainStatic dynamic3.Square Root Carry Select Adder (PPT 24)4.Wallace‐Tree Multiplier(PPT 32)5.Logarithmic ShifterChapter 121.Semiconductor Memory Classification2.Bit line & word line3.Memory Timing(DRAM vs SRAM)DRAM: Multiplexde AddressingSRAM: Self-timed Address Switching/Changing 4.MOS OR ROM5. SRAM vs DRAM6. DRAM Timing7. SRAM ATD(Address Transition Detection)Chapter 131.Two Important Test Properties•Controllability ‐measures the ease of bringing anode to a given condition using only the input pins•Observability ‐measures the ease of observing thevalue of a node at the output pins2.Test Approaches•Ad‐hoc testing•Scan based test•Self test3.Scan Register11。

中南大学大规模集成电路考试及答案合集————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：---○---○--- 学 院专业班级学 号姓 名………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封中南大学考试试卷 时间110分钟题 号一 二 三 合 计得 分评卷人2013 ~2014 学年一学期大规模集成电路设计课程试题 32学时，开卷，总分100分，占总评成绩70 %一、填空题(本题40分，每个空格1分)1. 所谓集成电路，是指采用 ，把一个电路中所需的二极管、 、电阻、电容和电感等元件连同它们之间的电气连线在一块或几块很小的 或介质基片上一同制作出来，形成完整电路，然后 在一个管壳内，成为具有特定电路功能的微型结构。

2. 请写出以下与集成电路相关的专业术语缩写的英文全称：ASIC ： ASSP ： LSI ： 3. 同时减小 、 与 ，可在保持漏源间电流不变的前提下减小器件面积，提高电路集成度。

因此，缩短MOSFET 尺寸是VLSI 发展的趋势。

4. 大规模集成电路的设计流程包括：需求分析、 设计、体系结构设计、功能设计、 设计、可测性设计、 设计等。

5. 需求规格详细描述系统顾客或用户所关心的内容，包括 及必须满足的 。

系统规格定义系统边界及系统与环境相互作用的信息，在这个规格中，系统以 的方式体现出来。

6. 根据硬件化的目的（高性能化、小型化、低功耗化、降低成本、知识产权保护等）、系统规模/性能、 、 、 等确定实现方法。

7. 体系结构设计的三要素为： 、 、 。

8. 高位综合是指从 描述自动生成 描述的过程。

与人工设计相比，高位综合不仅可以尽可能地缩短 ，而且可以生成在面积、性能、功耗等方面表现出色的电路。

9. 逻辑综合就是将 变换为 ，根据 或 进行最优化，并进行特定工艺单元库 的过程。

1．集成电路的发展过程经历了哪些发展阶段？划分集成电路的标准是什么？集成电路的发展过程:•小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)•中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)•大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)•超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)•特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)•巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）划分集成电路规模的标准2．超大规模集成电路有哪些优点？1. 降低生产成本VLSI减少了体积和重量等,可靠性成万倍提高,功耗成万倍减少.2.提高工作速度VLSI内部连线很短,缩短了延迟时间.加工的技术越来越精细.电路工作速度的提高,主要是依靠减少尺寸获得.3. 降低功耗芯片内部电路尺寸小,连线短,分布电容小,驱动电路所需的功率下降.4. 简化逻辑电路芯片内部电路受干扰小,电路可简化.5.优越的可靠性采用VLSI后，元件数目和外部的接触点都大为减少，可靠性得到很大提高。

6.体积小重量轻7.缩短电子产品的设计和组装周期一片VLSI组件可以代替大量的元器件,组装工作极大的节省,生产线被压缩,加快了生产速度.3．简述双阱CMOS工艺制作CMOS反相器的工艺流程过程。

1、形成N阱2、形成P阱3、推阱4、形成场隔离区5、形成多晶硅栅6、形成硅化物7、形成N管源漏区8、形成P管源漏区9、形成接触孔10、形成第一层金属11、形成第一层金属12、形成穿通接触孔13、形成第二层金属14、合金15、形成钝化层16、测试、封装，完成集成电路的制造工艺4．在VLSI设计中，对互连线的要求和可能的互连线材料是什么？互连线的要求低电阻值：产生的电压降最小；信号传输延时最小（RC时间常数最小化）与器件之间的接触电阻低长期可靠工作可能的互连线材料金属（低电阻率），多晶硅（中等电阻率），高掺杂区的硅(注入或扩散)（中等电阻率）5．在进行版图设计时为什么要制定版图设计规则？—片集成电路上有成千上万个晶体管和电阻等元件以及大量的连线。

1、MOS集成电路的加工包括哪些基本工艺？各有哪些方法和工序？答：（1）热氧化工艺：包括干氧化法和湿氧化法；（2）扩散工艺：包括扩散法和离子注入法；（3）淀积工艺：化学淀积方法：1 外延生长法；2 热CVD法；3 等离子CVD 法；物理淀积方法：1 溅射法；2 真空蒸发法（4）光刻工艺：工序包括：1 涂光刻胶；2 预烘干；3 掩膜对准；4 曝光；5 显影；6 后烘干；7 腐蚀；8 去胶。

2、简述光刻工艺过程及作用。

答：（1）涂光刻胶：为了增加光刻胶和硅片之间的粘附性，防止显影时光刻胶的脱落，以及防止湿法腐蚀产生侧向腐蚀；（2）预烘干：以便除去光刻胶中的溶剂；（3）掩膜对准：以保证掩模板上的图形与硅片上已加工的各层图形套准；（4）曝光：使光刻胶获得与掩模图形相同的感光图片；（5）显影：将曝光后的硅片浸泡在显影液中，使正光刻胶的曝光部分和负光刻胶的未曝光部分被溶解掉；（6）后烘干：使残留在光刻胶中的有机溶剂完全挥发掉，提高光刻胶和硅片的粘接性及光刻胶的耐腐蚀性；（7）腐蚀：以复制在光刻胶上图形作为掩膜，对下层材料进行腐蚀，将图形复制到下层材料中；（8）去胶：除去光刻胶。

3、说明MOS晶体管的工作原理答：MOS晶体管有四种工作状态：（1）截止状态：即源漏之间不加电压时，沟道各电场强度相等，沟道厚度均匀，S、D之间没有电流I ds=0；（2）线性工作状态：漏源之间加电压Vds时，漏端接正，源端接负，沟道厚度不再均匀，在D端电位升为V d，栅漏极电位差为Vgs-Vtn，电场强度变弱，反型层变薄，并在沟道上产生由D到S的电场E ds，使得多数载流子由S端流向D端形成电流I ds，它与V ds变化呈线性关系：I ds=βn[(V gs-V tn)-V ds/2]V ds（3）饱和工作状态：Vs继续增大到V gs-V tn时，D端栅极与衬底不足以形成反型层，出现沟道夹断，电子运动到夹断点V gs-V ds=V tn时，便进入耗尽区，在漂移作用下，电子被漏极高电位吸引过去，便形成饱和电流，沟道夹断后，（V gs-V tn）不变，I ds 也不变，即MOS工作进入饱和状态，I ds=V gs-V tn/R c（4）击穿状态：当Vds增加到一定极限时，由于电压过高，晶体管D端得PN结发生雪崩击穿，电流急剧增加，晶体管不能正常工作。

招聘集成电路设计岗位笔试题与参考答案(某大型国企)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、集成电路设计中，关于CMOS反相器的描述，以下哪项是正确的？A. CMOS反相器具有低功耗特性，但速度较慢。

B. CMOS反相器具有高速度特性，但功耗较高。

C. CMOS反相器具有低功耗特性，且速度较快。

D. CMOS反相器具有高速度特性，但功耗较低。

2、在集成电路设计中，以下哪个因素对电路的性能有重要影响？A. 晶圆尺寸B. 制造工艺C. 电路规模D. 所有上述因素3、在集成电路设计中，以下哪个因素对电路性能的影响最大？A. 电源电压B. 地线宽度C. 电阻值D. 电容值4、在CMOS工艺中，以下哪种器件主要用于实现电流放大功能？B. NMOSC. 二极管D. 反相器5、（关于集成电路设计基础）以下关于集成电路设计的描述中，哪项是正确的？A. 集成电路设计完全依赖于自动化工具，无需人工干预。

B. 集成电路设计过程中，版图设计是第一步。

C. 集成电路设计主要关注电路的功能实现，而不考虑其物理实现。

D. 在集成电路设计中，功耗和性能同样重要，需要平衡考虑。

6、（关于数字集成电路设计）在数字集成电路设计中，关于时序分析，以下说法错误的是？A. 时序分析是确保电路在规定的时钟周期内正确工作的关键步骤。

B. 时序分析只关注组合逻辑部分，不涉及时序逻辑部分。

C. 时序分析包括建立时序和保持时序的分析。

D. 时序分析是确保芯片性能的重要手段之一。

7、在集成电路设计中，以下哪个因素对电路性能的影响最大？A. 电源电压B. 地址线宽度C. 数据总线宽度D. 输入输出接口8、在CMOS工艺中，以下哪个器件用于实现电流隔离？A. 晶体管C. 互斥开关D. 绝缘层9、下列哪个选项是集成电路设计中常用的EDA工具软件？A. AutoCADB. SolidWorksC. Altium DesignerD. MATLAB 10、在集成电路设计中，关于CMOS工艺的特点描述正确的是？A. CMOS工艺只能用于数字电路的设计B. CMOS工艺功耗大，不适合低功耗应用C. CMOS工艺可以同时实现数字与模拟电路的设计D. CMOS工艺不兼容其他集成工艺类型二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、关于集成电路设计的基础知识中，下列哪些说法是正确的？（）选项：A. 集成电路设计主要涉及到模拟电路、数字电路和混合信号电路设计。

集成电路设计复习题绪论1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。

2．集成电路分类情况如何？集成电路设计1．层次化、结构化设计概念，集成电路设计域和设计层次2．什么是集成电路设计？集成电路设计流程。

（三个设计步骤：系统功能设计逻辑和电路设计版图设计）3．模拟电路和数字电路设计各自的特点和流程4．版图验证和检查包括哪些内容？如何实现？5．版图设计规则的概念，主要内容以及表示方法。

为什么需要指定版图设计规则？6．集成电路设计方法分类？（全定制、半定制、PLD）7．标准单元/门阵列的概念，优点/缺点，设计流程8．PLD设计方法的特点，FPGA/CPLD的概念9．试述门阵列和标准单元设计方法的概念和它们之间的异同点。

10．标准单元库中的单元的主要描述形式有哪些？分别在IC设计的什么阶段应用？11．集成电路的可测性设计是指什么？Soc设计复习题1.什么是SoC？2.SoC设计的发展趋势及面临的挑战？3.SoC设计的特点?4.SoC设计与传统的ASIC设计最大的不同是什么？5.什么是软硬件协同设计？6.常用的可测性设计方法有哪些？7. IP的基本概念和IP分类8.什么是可综合RTL代码?9.么是同步电路，什么是异步电路，各有什么特点？10.逻辑综合的概念。

11.什么是触发器的建立时间（Setup Time），试画图进行说明。

12.什么是触发器的保持时间（Hold Time），试画图进行说明。

13. 什么是验证，什么是测试，两者有何区别？14.试画图简要说明扫描测试原理。

绪论1、 画出集成电路设计与制造的主要流程框架。

2、集成电路分类情况如何？集成电路设计1． 层次化、结构化设计概念，集成电路设计域和设计层次分层分级设计和模块化设计．将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设计级别，⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS双极型单片集成电路按结构分类集成电路这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别；这样的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低，也就是说，能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系统。

电路性能：PROBLEM 1. Consider an isolated 2mm long and 1μm wide M1(Metal1)wire over a silicon substrate driven by an inverter that has zero resistance and parasitic output capccitance. How will the wire delay change for the following cases? Explain your reasoning in each case.a. If the wire width is doubled.b. If the wire length is halved.c. If the wire thickness is doubled.d. If thickness of the oxide between the M1 and the substrate is doubled. PROBLEM 2. A two-stage buffer is used to drive a metal wire of 1 cm. The first inverter is of minimum size with an input capacitance C i=10 fF and an internalpropagation delay t p0=50 ps and load dependent delay of 5ps/fF. The width of the metal wire is 3.6 μm. The sheet resistance of the metal is 0.08 Ω, the capacitance value is 0.03 fF/μm2 and the fringing field capacitance is0.04fF/μm.a. What is the propagation delay of the metal wire?b. Compute the optimal size of the second inverter. What is the minimum delay through the buffer?PROBLEM 3. An NMOS transistor is used to charge a large capacitor, as shown the following Figure. The minimum size device, (0.25/0.25) for NMOS and (0.75/0.25) for PMOS, has the on resistance 35 kΩ.a. Determine the t pLH of this circuit, assuming an ideal step from 0 to 2.5V at the input node.b. Assume that a resistor R S of 5 kΩ is used to discharge the capacitance toground. Determine t pHL.c. The NMOS transistor is replaced by a PMOS device, sized so that k p is equal to the k n of the original NMOS. Will the resulting structure be faster? Explain why or why not.PROBLEM 4．The figure below assembles a RTL circuit where the active device is a NMOS transistor which has a resistive load. Assume the switch model behavior of the NMOS transistor. When V in <1.25V, the resistance of the transistor is infinite. When V in ≥1.25V, the transistor can be modeled as having a resistance of 150 ohms.A. Determine the values for V OH and V OL . Explain your answer.B. Calculate t pLH and t pHL to obtain the average propagation delay, t p .Solution:Vin 50fFPROBLEM 5. The next figure shows two implementations of MOS inverters. The first inverter uses only NMOS transistors.a. Calculate V OH, V OL, V th for each case.b. Find V IH, V IL, N ML and N MH for each inverter and comment on the results. How can you increase the noise margins and reduce the undefined region? 0.25um CMOS工艺(L=Lmin) MOS管参数Problem 6: We want to design a minimum sized CMOS inverter with 0.25um process( =0.12um). The minimum sized NMOS transistor ’s layers are listed and shown below in Figure below.A. Determine and list the following:a. Minimum Transistor Lengthb. Minimum Transistor Widthc. Minimum Source/Drain Aread. Minimum Source/Drain PerimeterPlease list the design rules you come across that lead to your results.B. We desire the minimum sized CMOS inverter with a symmetrical VTC (V Th =V DD /2) in the 0.25um technology. Calculate the following for the pull-up PMOS transistor in the design.a. Minimum Transistor Lengthb. Minimum Transistor Widthc. Minimum Source/Drain Aread. Minimum Source/Drain PerimeterAssume the following:V DD = 2.5V, and refer to the tables in the below.C. Using the same minimum size inverter from part B, determine the input capacitance (i.e. the load it presents when driven) and the total load capacitance that the inverter presents.D. Calculate t pLH and t pHL to obtain the average propagation delay, t p .Rules are:i) Poly minimum width = 0.24umii) Minimum active width = 0.36umiii) Minimum contact size = 0.24um*0.24umiv) Minimum spacing from contact to gate = 0.24umv) Active enclosure of contact = 0.12umAnswer:A:a. L = 0.24umb. W = 0.48umc. L drain = 0.24um+0.24um+0.12um = 0.6umA D =A S = 0.48 * 0.6um = 0.288 um 2d. P D =P S =0.6um*2+0.48um = 1.68umB:2n T0,Th Th p T0,DD p n R R R p T0,DD n T0,Th V V V V V k k 得出k k 11k 1)V (V V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+==+⋅++=查表得出一下参数：V T0p = -0.43V V T0n = 0.4V K n ’=115×10-6 A/V 2 K p ’=30×10-6A/V 2 另：L=0.24um, W n =0.48um带入上述公式计算得出：K R =0.965 W p =1.907umWe assume u n =2.5u p and can calculatea. Lp=0.24µmb. W p = 1.907 µmc. A D = 1.907µm *0.6µm =1.1442 µm 2d. P D = 2*0.6µm +1.2µm =3.107 µmC:NMOS:C gn = C ox L n W n = 0.6912 fFNMOS 管衬底接0V ，输出从1→0(V 1=-2.5V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]()()()[]0.615264fFC C C fF0.2869940.61281.68K C P C 0.44m 0.61V φV φm)(1V V φK fF 32832057022880K C A C 0.5m 0.57V φV φm)(1V V φK dbsw db dbn1eqsw j D dbsw m 11bsw m 12bsw 12m bsw eq eq j D db m 11b m 12b 12m b eq =+==⨯⨯====---⋅----==⨯⨯====---⋅----=----.0侧壁：...底部：输出从0→1(V 1=0V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]()()()[]fF0.836064C C C fF0.3810240.81281.68K C P C 0.44m 0.81V φV φm)(1V V φK fF 0.455040.7920.288K C A C 0.5m 0.79V φV φm)(1V V φK dbsw db dbn2eqsw j D dbsw m 11bsw m 12bsw 12m bsw eq eq j D db m 11b m 12b 12m b eq =+==⨯⨯====---⋅----==⨯⨯====---⋅----=----.0侧壁：底部：PMOS:C gp = C ox L p W p ) =2.74608 fFPMOS 管衬底接2.5V ，输出从1→0(V 1= 0V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]()()()[]fF2C C C fF0.58784440.8622K C P C 0.32m 0.86V φV φm)(1V V φK fF 10.7911K C A C 0.48m 0.79V φV φm)(1V V φK dbsw db dbp1eqsw j D dbsw m 11bsw m 12bsw 12m bsw eqsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eq 3052886..0109.3侧壁：7174442.9.1442.=+==⨯⨯====---⋅----==⨯⨯====---⋅----=----底部：输出从0→1(V 1=-1.25V 变为V 2= -2.5V)：()()()[]()()()[]fF1.7614342C C C fF0.4787860.70.223K C P C 0.32m 0.7V φV φm)(1V V φK fF 10.591.91K C A C 0.48m 0.59V φV φm)(1V V φK dbsw db dbp2eqsw j D dbsw m 11bsw m 12bsw 12m bsw eqsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eq =+==⨯⨯====---⋅----==⨯⨯====---⋅----=----109.侧壁：2826482.1442.底部：如果m 以0.5计算：NMOS 管衬底接0V ，输出从1→0(V 1=-2.5V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]0.596448fFC C C fF0.268120.57281.68K C P C fF 32832057022880K C A C 0.57V φV φm)(1V V φK K dbsw db dbn1eqsw j D dbsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eqsw eq =+==⨯⨯===⨯⨯===---⋅----==--.0...底部： 输出从0→1(V 1=0V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]fF0.826656C C C fF0.3716160.79281.68K C P C fF0.455040.7920.288K C A C 0.79V φV φm)(1V V φK K dbsw db dbn2eqsw j D dbsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eqsw eq =+==⨯⨯===⨯⨯===---⋅----==--.0底部：PMOS 管衬底接2.5V ，输出从1→0(V 1= 0V 变为V 2=-1.25V)：()()()[]fF 2C C C fF0.54034420.7922K C P C fF1.71744420.79911K C A C 0.79V φV φm)(1V V φK K dbsw db dbp1eqsw j D dbsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eqsw eq 2577884..0109.3.1442.=+==⨯⨯===⨯⨯===---⋅----==--底部：输出从0→1(V 1=-1.25V 变为V 2= -2.5V)：()()()[]fF 1.6290372C C C fF0.38986860.570.22K C P C fF10.571.91K C A C 0.57V φV φm)(1V V φK K dbsw db dbp2eqsw j D dbsw eq j D db m 11b m 12b 12m b eqsw eq =+==⨯⨯===⨯⨯===---⋅----==--109.32391686.1442.底部：D ：C load 计算：C load =C wire +C g +C gd,n +C gd,p +C db,n +C db,p≈C g +C db,n +C db,pC g = C gn + C gp =0.6912+2.74608=3.43728 fF输出从1→0(V 1= 0V 变为V 2=-1.25V)：C load≈C g +C db,n +C db,p =6.3578326 fF16.32ps1V )V 4(V ln V V 2V )V (V k C A/V 10230k L W k DD T0n DD T0n DD T0n T0n DD n load PHL 26'n nn n =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+--=⨯=⨯=-τ 输出从0→1(V 1=-1.25V 变为V 2= -2.5V)：C load≈C g +C db,n +C db,p =6.0347782 fF15.33ps 1V )V 4(V ln V V V 2)V (V k C A/V 10238.375k L W k DD T0p DD T0pDD T0p T0pDD p load PLH 26'p p p p =⎥⎥⎦⎤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎢⎢⎣⎡--=⨯=⨯=-τ如果以m=0.5，则：输出从1→0(V 1= 0V 变为V 2=-1.25V)：C load≈C g +C db,n +C db,p =6.2915162 fF16.147ps1V )V 4(V ln V V 2V )V (V k C DD T0n DD T0n DD T0n T0n DD n load PHL =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+--=τ 输出从0→1(V 1=-1.25V 变为V 2= -2.5V)：C load≈C g +C db,n +C db,p =5.8929732 fFps 1V )V 4(V ln V V V 2)V (V k C DD T0p DD T0p DD T0p T0pDD p load PLH 97.14=⎥⎥⎦⎤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+⎢⎢⎣⎡--=τ PROBLEM 7．We want to design a minimum sized CMOS inverter with 0.25um process(λ=0.12um) and desire the inverter with a symmetrical VTC (V Th =V DD /2) . The minimum sized NMOS transistor’s layers are shown as problem 6. Assume the following:V DD = 2.5V, and refer to the tables in the below.A. Determine the input capacitance (i.e. the load it presents when driven) and the total load capacitance that the inverter presents.B. Calculate t pLH and t pHL to obtain the average propagation delay, t p .PROBLEM 8. Sizing a chain of inverters.a. In order to drive a large capacitance (CL = 20 pF) from a minimum size gate (with input capacitance Ci = 10fF), you decide to introduce a two-staged buffer as shown in the following figure. Assume that the propagation delay of a minimum size inverter is 70 ps. Also assumethat the input capacitance of a gate is proportional to its size. Determine the sizing of the two additional buffer stages that will minimize the propagation delay.b. If you could add any number of stages to achieve the minimum delay, how many stages would you insert?What is the propagation delay in this case?c. Describe the advantages and disadvantages of the methods shown in (a) and (b).PROBLEM 9. Consider a CMOS inverter with the following parameters:V T0,n=1.0V V T0,p=-1.2V μn C ox=45uA/V2μp C ox=25uA/V2 (W/L)n=10 (W/L)p=20The power supply voltage is 5V, and the output load capacitance is 1.5pF.a. Calculate the rise time and the fall time of the output signal using average current method.b. Determine the maximum frequency of a periodic square-wave input signal so that the output voltage can still exhibit a full logic swing from 0V to 5V in each cycle.c. Calculate the dynamic power dissipation at this frequency.d. Assume that the output load capacitance is mainly dominated by fixedfan-out component( which are independent of W n and W p). We want tore-design the inverter so that the propagation delay times are reduced by 25%. Determine the required channel dimensions of the nMOS and the pMOS transistors. How does this re-design influence the switching (inversion) threshold?PROBLEM 10. Consider the following low swing driver consisting of NMOS devi ces M1 and M2. Assume that the inputs IN and IN’ have a 0V to 2.5V swing and that V IN = 0V when V IN’ = 2.5V and vice-versa. Also assume thatthere is no skew between IN and IN’ (i.e., the inverter delay to derive IN from IN is zero).a. What voltage is the bulk terminal of M2 connected to?b. What is the voltage swing on the output node as the inputs swing from 0V to2.5V. Show the low value and the high value.c. Assume that the inputs IN and IN have zero rise and fall times. Assume a zero skew between IN and IN’. Determine the low to high propagation delay for charging the output node measured from the the 50% point of the input to the 50% point of the output. Assume that the total load capacitance is 1pF, including the transistor parasitics.MOS管参数参照题4。

第1题 3.19（b ）（f ）（f ） 解：x x V I -曲线图如下示：由于M2为的栅、源等相位，故在10x DD T V V V ≤≤-时，M2总工作在饱和区。

（1）当0x V =时，2221()()2x DD T WI Cox V V Lμ=--； （2）当10x b T V V V <<-时，M1处于线性工作区，如图中区域1示； （3）当12b T x DD T V V V V V -<<-时，M1达到饱和，如图区域2示；（4）当2DD T x DD V V V V -<<时，M2截止，此时M1仍工作与饱和区，且当2x DD T V V V =-时，2111()()2x b T WI Cox V V Lμ=-如图区域3示。

（b ）解：x x V I -曲线图如下示：（1）当0x V =时，此时M3接DD V 使其饱和，而M1、M2漏源所加电压为零，工作于线性工作区。

当x V 上升至21b T V V -时，M1达到饱和，故当210x b T V V V <<-时，M1、M2工作于线性工作区，M3处于饱和状态，电流变化曲线如区域1所示；（2）随着x V 的继续升高，Y V 也将升高，且当其等于33b T V V +时，此时的M3将由饱和区转为线性工作区，设此时对应的x V 记为xY V ，因此当21b T x xY V V V V -<<时，M1、M3工作于饱和区，M2工作与线性放大区，如图中区域2示。

由于Y V 的变化幅度各个MOS 管的参数有很大的关系，因此此区域的面积有很大的可变性；（3）M3工作于饱和的临界条件为12x b T V V V =-，因此当12xY x b T V V V V <<-时，M1、M2工作于饱和区，M3处于线性工作区，如图中区域3示；（4）当12b T x DD V V V V -<<时，M2关断，M1处于饱和，M3工作于线性放大区，如图中区域4示。

《超大规模数字集成电路》试题B第 1 页共 2 页内蒙古科技大学2015/2016学年第二学期《超大规模数字集成电路》考试试题B课程号：671180800考试方式：闭卷使用专业、年级：电子信息工程、通信工程2013 任课教师：侯海鹏考试时间：2016年9月备注：一、选择题（共12题，每题2分，共24分）1.下面（）不是硅材料在集成电路技术中起着举足轻重的作用的原因。

(A) 原材料来源丰富 (B) 技术成熟 (C) 价格低廉 (D) 硬度高2.下面（）不是芯片电感的实现结构。

(A) 匝线圈 (B) 叉指金属结构 (C) 螺旋形多匝线圈 (D) 传输线结构3.P,Q,R 都是4bit 的输入矢量，下面（）的表达形式是正确的。

(A)input [3:0]P,[3:0]Q,[0:3]R; (B) input P,Q,R[3:0]; (C) input P[3:0],Q[3:0],R[3:0]; (D) input [3:0] P,Q,R; 4.根据以下两条语句，下列选项中（）是正确的。

reg [7:0] B; B=8'bZ0;(A) 8'0000_00Z0 (B) 8'bZZZZ_0000 (C) 8'b0000_ZZZ0 (D) 8'bZZZZ_ZZZ0 5.在Verilog HDL 中，下列语句中（）不是分支语句。

(A) if-else (B) case(C) casez(D) repeat6.在下列标识符中，（）是不合法的标识符。

(A) 9moon(B) State0(C) Not_Ack_0 (D) signall7.Verilog HDL 中并行块语句的关键字是（）(A) module…endmoudle (B) begin …end (C) fork …join (D) if …else 8.已知“a =1b ’1; b=3b’100;”那么{a,b}＝（）(A)4b ’0100(B) 3b ’110(C) 4b ’1100(D) 3b ’1009.在下列表达式中，正确的是（）。

集成电路试题库半导体集成电路典型试题绪论1、什么叫半导体集成电路？【答案：】通过⼀系列的加⼯⼯艺，将晶体管，⼆极管等有源器件和电阻，电容等⽆源元件，按⼀定电路互连。

集成在⼀块半导体基⽚上。

封装在⼀个外壳内，执⾏特定的电路或系统功能。

2、按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英⽂缩写【答案：】⼩规模集成电路（SSI），中规模集成电路（MSI），⼤规模集成电路（VSI），超⼤规模集成电路（VLSI），特⼤规模集成电路（ULSI），巨⼤规模集成电路（GSI）3、按照器件类型分，半导体集成电路分为哪⼏类？【答案：】双极型（BJT）集成电路，单极型（MOS）集成电路，Bi-CMOS型集成电路。

4、按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪⼏类？【答案：】数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路。

5、什么是特征尺⼨？它对集成电路⼯艺有何影响？【答案：】集成电路中半导体器件的最⼩尺⼨如MOSFET的最⼩沟道长度。

是衡量集成电路加⼯和设计⽔平的重要标志。

它的减⼩使得芯⽚集成度的直接提⾼。

6、名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？【答案：】7、分析下⾯的电路，指出它完成的逻辑功能，说明它和⼀般动态组合逻辑电路的不同,分析它的⼯作原理。

【答案：】该电路可以完成NAND逻辑。

与⼀般动态组合逻辑电路相⽐，它增加了⼀个MOS管M kp，它可以解决⼀般动态组合逻辑电路存在的电荷分配的问题。

对于⼀般的动态组合逻辑电路，在评估阶段，A=“H” B=“L”, 电荷被OUT处和A处的电荷分配，整体的阈值下降，可能导致OUT的输出错误。

该电路增加了⼀个MOS管M kp，在预充电阶段，M kp导通，对C点充电到V dd。

在评估阶段，M kp截⾄，不影响电路的正常输出。

8、延迟时间【答案：】时钟沿与输出端之间的延迟第1章集成电路的基本制造⼯艺1、四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作⽤【答案：】减⼩集电极串联电阻，减⼩寄⽣PNP管的影响2、在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响【答案：】电阻率过⼤将增⼤集电极串联电阻，扩⼤饱和压降，若过⼩耐压低，结电容增⼤，且外延时下推⼤3、简单叙述⼀下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤【答案：】第⼀次光刻：N+隐埋层扩散孔光刻第⼆次光刻：P隔离扩散孔光刻第三次光刻：P型基区扩散孔光刻第四次光刻：N+发射区扩散孔光刻第五次光刻：引线孔光刻第六次光刻：反刻铝4、简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤【答案：】P阱光刻，光刻有源区，光刻多晶硅，P+区光刻，N+区光刻，光刻接触孔，光刻铝线5、以p阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些不⾜【答案：】NPN晶体管电流增益⼩，集电极串联电阻⼤，NPN管的C极只能接固定电位6、以N阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进⽅法【答案：】⾸先NPN具有较薄的基区，提⾼了其性能：N阱使得NPN管C极与衬底断开，可根据电路需要接任意电位。

5大规模数字集成电路习题解答(总9页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除自我检测题1．在存储器结构中，什么是“字”什么是“字长”，如何表示存储器的容量解：采用同一个地址存放的一组二进制数，称为字。

字的位数称为字长。

习惯上用总的位数来表示存储器的容量，一个具有n字、每字m位的存储器，其容量一般可表示为n×m位。

2．试述RAM和ROM的区别。

解：RAM称为随机存储器，在工作中既允许随时从指定单元内读出信息，也可以随时将信息写入指定单元，最大的优点是读写方便。

但是掉电后数据丢失。

ROM在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速、随时地修改或重新写入数据，内部信息通常在制造过程或使用前写入，3．试述SRAM和DRAM的区别。

解：SRAM通常采用锁存器构成存储单元，利用锁存器的双稳态结构，数据一旦被写入就能够稳定地保持下去。

动态存储器则是以电容为存储单元，利用对电容器的充放电来存储信息，例如电容器含有电荷表示状态1，无电荷表示状态0。

根据DRAM的机理，电容内部的电荷需要维持在一定的水平才能保证内部信息的正确性。

因此，DRAM在使用时需要定时地进行信息刷新，不允许由于电容漏电导致数据信息逐渐减弱或消失。

4．与SRAM相比，闪烁存储器有何主要优点解：容量大，掉电后数据不会丢失。

5．用ROM实现两个4位二进制数相乘，试问：该ROM需要有多少根地址线多少根数据线其存储容量为多少解：8根地址线，8根数据线。

其容量为256×8。

6．简答以下问题：（1）CPLD和FPGA有什么不同FPGA可以达到比 CPLD更高的集成度，同时也具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

FPGA更适合于触发器丰富的结构，而 CPLD更适合于触发器有限而积项丰富的结构。

在编程上 FPGA比 CPLD具有更大的灵活性；CPLD功耗要比 FPGA大；且集成度越高越明显；CPLD比 FPGA有较高的速度和较大的时间可预测性，产品可以给出引脚到引脚的最大延迟时间。

1．集成电路的发展过程经历了哪些发展阶段？划分集成电路的标准是什么？集成电路的发展过程:•小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)•中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI)•大规模集成电路(Large Scale IC，LSI)•超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI)•特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI)•巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI）划分集成电路规模的标准2．超大规模集成电路有哪些优点？1. 降低生产成本VLSI减少了体积和重量等,可靠性成万倍提高,功耗成万倍减少.2.提高工作速度VLSI内部连线很短,缩短了延迟时间.加工的技术越来越精细.电路工作速度的提高,主要是依靠减少尺寸获得.3. 降低功耗芯片内部电路尺寸小,连线短,分布电容小,驱动电路所需的功率下降.4. 简化逻辑电路芯片内部电路受干扰小,电路可简化.5.优越的可靠性采用VLSI后，元件数目和外部的接触点都大为减少，可靠性得到很大提高。

6.体积小重量轻7.缩短电子产品的设计和组装周期一片VLSI组件可以代替大量的元器件,组装工作极大的节省,生产线被压缩,加快了生产速度.3．简述双阱CMOS工艺制作CMOS反相器的工艺流程过程。

1、形成N阱2、形成P阱3、推阱4、形成场隔离区5、形成多晶硅栅6、形成硅化物7、形成N管源漏区8、形成P管源漏区9、形成接触孔10、形成第一层金属11、形成第一层金属12、形成穿通接触孔13、形成第二层金属14、合金15、形成钝化层16、测试、封装，完成集成电路的制造工艺4．在VLSI设计中，对互连线的要求和可能的互连线材料是什么？互连线的要求低电阻值：产生的电压降最小；信号传输延时最小（RC时间常数最小化）与器件之间的接触电阻低长期可靠工作可能的互连线材料金属（低电阻率），多晶硅（中等电阻率），高掺杂区的硅(注入或扩散)（中等电阻率）5．在进行版图设计时为什么要制定版图设计规则？—片集成电路上有成千上万个晶体管和电阻等元件以及大量的连线。

2024年招聘集成电路设计岗位笔试题及解答(某大型国企)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、集成电路设计的主要目的是实现以下哪种功能？A、数据存储B、数据传输C、信号放大D、逻辑运算2、在CMOS工艺中，以下哪一项不是晶体管的工作状态？A、线性放大区B、饱和区C、截止区D、存储区3、在CMOS逻辑电路中，当输入信号从低电平变为高电平时，NMOS晶体管的工作状态会如何变化？A. 从导通变为截止B. 保持导通C. 从截止变为导通D. 保持截止4、在数字集成电路中，同步复位与异步复位的主要区别在于：A. 同步复位只在时钟边沿有效，而异步复位则与时钟无关。

B. 异步复位比同步复位更节省电力。

C. 同步复位需要额外的外部信号来触发。

D. 异步复位可以实现更快的数据处理速度。

5、集成电路设计中，以下哪种类型的逻辑门在数字电路中应用最为广泛？A. OR门B. AND门C. NOT门D. XOR门6、在集成电路设计中，以下哪个术语用于描述在模拟电路中，由于温度、电源电压等因素变化而导致的电路性能变化？A. 时钟抖动B. 静态功耗C. 温度系数D. 信号完整性7、在CMOS工艺中，哪种场效应管使用最为广泛？A、NMOS管B、PMOS管C、NMOS2管D、CMOS管8、在高速运算电路中，如何减小延迟时间？A、增加晶体管尺寸B、降低电源电压C、优化布局布线D、提高环境温度9、题目：下面哪个选项描述的是集成电路设计中常见的半导体材料？A. 硅和锗B. 钨和钼C. 氮气和氢气D. 金和银 10、题目：在集成电路设计中，下面哪个术语描述的是电路中模拟信号转换为数字信号的过程？A. 编译器B. 读取操作C. 模数转换（A/D转换）D. 命令二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、关于CMOS逻辑门电路的描述，哪些是正确的？（多选）A. CMOS逻辑门在静态情况下几乎不消耗电流。

（答案要注明各个要点的评分标准）一、设计题（50分）AES 解密状态机用于产生解密过程中所使用的控制信号，已知AES 解密状态机由12个状态试建立AES解密状态机的Verilog RTL模型。

解：module decryfsm(clk,rst,stadec,keyadsel,mixsel,reginsel,wrregen,rdkrfaddr,decrdy,state); output wrregen,mixsel,reginsel,decrdy,state;output [1:0] keyadsel;output [3:0] rdkrfaddr;input clk,rst,stadec;reg [3:0] state,next_state,rdkrfaddr;reg wrregen,decrdy,reginsel;reg [1:0] keyadsel;always @(posedge clk)beginif(rst)state<=4'd0;elsestate<=next_state;endalways @ (state or stadec)case(state)4'd0: if(stadec == 1)next_state = 4'd1;elsenext_state = 4'd0;4'd1: next_state = 4'd2;4'd2: next_state = 4'd3;4'd3: next_state = 4'd4;4'd4: next_state = 4'd5;4'd5: next_state = 4'd6;4'd6: next_state = 4'd7;4'd7: next_state = 4'd8;4'd8: next_state = 4'd9;4'd9: next_state = 4'd10;4'd10: next_state = 4'd11;4'd11: next_state = 4'd0;default: next_state = 4'd0;endcasealways @ (state)case(state)4'd0: wrregen=0;4'd1: wrregen=1;……4'd11: wrregen=1;default: wrregen=0;endcasealways @ (state)case(state)4'd0: reginsel=0;4'd1: reginsel=0;4'd2: reginsel=1;......4'd10: reginsel=1;4'd11: reginsel=0;default: reginsel=0;endcaseassign mixsel=reginsel;always @ (state)case(state)4'd0: keyadsel=2'b00;4'd1: keyadsel=2'b00;4'd2: keyadsel=2'b11;……4'd11: keyadsel=2'b11;default: keyadsel=2'b00;endcasealways @ (state)case(state)4'd0: rdkrfaddr=4'd0;4'd1: rdkrfaddr=4'd10;4'd2: rdkrfaddr=4'd9;……4'd10: rdkrfaddr=4'd1;4'd11: rdkrfaddr=4'd0;default: rdkrfaddr=4'd0;endcasealways @ (state)case(state)4'd0: decrdy=1;default: decrdy=0;endcaseendmodule二、仿真题（50分，仿真结果需主考教师现场确认）对第一题中建立的AES解密状态机的Verilog RTL模型进行功能仿真。