中大规模集成电路及应用(总结)

《大规模集成电路应用》论文**:**学号: ******** 学院: 计算机与信息工程学院专业班级: 自动化3班大规模集成电路的体会摘要：信息飞速发展时代，半导体、晶体管等已广泛应用，大规模集成电路也成为必要性的技术，集成电路诞生以来，经历了小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）的发展过程，目前已进入超大规模（VLSI）和甚大规模集成电路（ULSI）阶段，进入片上系统（SOC)的时代。

关键字：大规模集成；必要性；体会；1 大规模集成的重要性集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。

而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。

在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。

如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。

集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。

我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。

国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。

市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。

大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。

大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。

2 集成电路测试的必要性随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。

在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。

如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。

集成电路的分类与应用作为现代电子领域中的重要组成部分，集成电路具有广泛的应用。

本文将介绍集成电路的分类和其在各个领域的应用。

一、集成电路的分类1. 按集成度分类集成电路按照集成度的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。

小规模集成电路由几十个晶体管或几百个逻辑门组成，功能相对简单；中规模集成电路由几百个到几千个晶体管或逻辑门组成，功能较为复杂；大规模集成电路由几千个到数万个晶体管或逻辑门组成，适用于复杂的逻辑电路和存储电路；超大规模集成电路则含有数十万甚至上百万个晶体管或逻辑门，可用于高性能计算和存储等领域。

2. 按功能分类按照功能的不同，集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路。

数字集成电路主要处理离散信号，将逻辑电路等功能集成到芯片上，广泛应用于计算机、通信、自动化等领域；模拟集成电路则用于处理连续信号，主要用于音频、视频等信号的处理和放大。

3. 按制造工艺分类根据制造工艺的不同，集成电路可分为硅基集成电路、化合物半导体集成电路和绝缘体半导体集成电路。

硅基集成电路是最常见的一种，其制造工艺成熟、成本相对较低，被广泛应用于各个领域；化合物半导体集成电路由化合物半导体材料制成，具有较高的电子迁移率和截止频率，适用于高频电路和光电子器件；绝缘体半导体集成电路利用绝缘层作为衬底，具有较低的功耗和更好的隔离性能，可用于低功耗和高信噪比的应用。

二、集成电路的应用1. 通信领域集成电路在通信领域有着广泛的应用，如移动通信网络、卫星通信系统和光纤通信系统等。

集成电路可以实现信号的调制解调、信号的放大和滤波等功能，使得通信系统更加稳定和高效。

2. 汽车电子随着汽车电子化的快速发展，集成电路在汽车电子领域扮演着重要角色。

集成电路可以实现车载娱乐系统、导航系统、车身控制系统等功能，提升汽车的智能化和安全性能。

3. 工业控制集成电路在工业自动化控制中有着广泛应用，如PLC（可编程逻辑控制器）、传感器和执行器控制等。

集成电路技术发展与应用集成电路技术是当今科技领域中的一项重要技术，在现代工业的各个方面都有着广泛的应用。

随着技术的不断进步，越来越多的领域开始应用集成电路技术。

本篇文章将从零件数量统计、工艺制造等方面分析集成电路技术的发展与应用，并讨论其未来的发展趋势。

一、零件数量的统计在过去的几十年中，集成电路技术已经发展得越来越成熟，其重要性不断提高。

在过去，每个芯片中只能集成数千甚至数万个元器件，但现在，每个芯片上集成了数亿个元器件组成的电路。

对于集成电路技术的核心部件——晶体管，其数量的飞速增长给计算机的性能带来了显著的提升。

二、工艺制造的进展在集成电路技术的制造上，制造商们采用了越来越先进的技术。

在集成电路的制造工艺方面，制造企业采用了更加精确的光刻技术、机器人技术、微电机技术等。

现在，主流的制造工艺都是在7nm以下，甚至出现了5nm的工艺技术，令人惊叹。

三、集成电路技术的应用随着科技的发展，集成电路技术得到越来越广泛的应用。

例如，在通讯领域，几乎所有的通信设备都依赖于芯片技术。

这些设备包括手机、路由器、基站等。

在计算机领域，CPU、显卡、内存等主要部件也都是使用芯片技术制造的。

在智能家居领域，各种家电制造商也开始应用芯片技术，例如智能灯具、智能烤箱、智能扫地机器人等。

同样，集成电路技术也在医疗、军事、航天等领域得到了广泛的应用。

例如，医疗领域采用了植入式芯片技术，用于监测患者的健康状况。

在军事领域，集成电路应用于各种军用装备，例如雷达、导弹控制系统等。

四、集成电路技术的未来发展趋势随着人工智能、云计算等技术的发展，集成电路技术的未来发展趋势将主要体现在以下几个方面：1. 更加高效的设计工具。

未来，集成电路设计将更加倾向于自动化。

利用AI等技术，可以实现更快速、更高效的芯片设计。

2. 更加精密的芯片制造技术。

未来的芯片工艺将会达到2nm以下的水平。

这不仅涉及到芯片设计和制造技术，还需要各种清洗、刻蚀、附着等制造工艺和装备的支持。

中规模通用集成电路及其应用串行进位二进制并行加法器T692:由全加器级联构成，高位的进位输出依赖于地位的进位输入。

结构框图：特点：二进制加法器是一种能产生两个二进制数算术和的组合逻辑部件.被加数和加数的各位能同时并行到达各位的输入端，而各位全加器的进位输入则是按照由低位向高位逐级串行传递的，各进位形成一个进位链。

由于每一位相加的和都与本位进位输入有关，所以，最高位必须等到各低位全部相加完成并送来进位信号之后才能产生运算结果。

显然，这种加法器运算速度较慢，而且位数越多，速度就越低。

? 为了提高加法器的运算速度，必须设法减小或去除由于进位信号逐级传送所花的时间，使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而不需依赖低位进位。

根据这一思想设计的加法器称为超前进位(又称先行进位)二进制并行加法器。

四位二进制并加法器T692，T693管脚排列：特点：加法器是运算电路的核心。

计算机中实现减法、乘法和除法都要最终转化成加法来运算二进制译码器MSI,T1438：二进制码译码器也称最小项译码器，N中取一译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码。

管脚排列：特点：二进制译码器是一种由编码的输入信号触发后选择一条输出线信号有效的器件。

通常情况下，输入的是一个n位二进制数，最多会有2n条输出线。

编码器8421码编码器74ls48：分段式数码由分布在同一平面上若干段发光的笔画组成，如半导体显示器。

半导体数码管——BS201A半导体数码管是分段式半导体显示器件，其基本结构是PN结，即用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字。

这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或LED七段显示器。

BCD---七段显示译码器(74LS48)因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。

我们把能够将计算机输出的BCD 码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”。

超大规模集成电路制造技术的发展与应用随着电子技术的不断发展，集成电路的应用越来越广泛。

作为集成电路的核心部件，超大规模集成电路在现代电子产品中具有重要地位。

它的出现不仅使电子产品的体积更小、功耗更低，而且使电子产品的性能更加优良、功能更加丰富。

在这篇文章中，我们将重点探讨超大规模集成电路制造技术的发展与应用。

一、超大规模集成电路的定义超大规模集成电路（Very Large Scale Integration Circuit，简称VLSI）是指在微电子设备上集成的电子元器件数量达到数百万级别的集成电路。

它相对于大规模集成电路（LSI）和小规模集成电路（SSI）而言，属于比较高级的产品。

VLSI 技术基于微影技术制备，通过不断提高集成度，达到了在同一晶片上集成更多电路的目的。

二、超大规模集成电路制造技术的发展历程VLSI 技术的发展历程可分为四个阶段。

第一阶段是1960年代到1970年代初期，主要是使用掩模划线法（photolithographicmasking）的逐步发展。

第二阶段是1970年代中期至1980年代初期，主要是应用化学蚀刻技术和新型蒸镀等技术，从而实现更高的集成度。

1980年代至1990年代初期是 VLSI 技术的第三个阶段，主要是采用更先进的工艺技术，如离域技术（LOCOS）和化学机械抛光技术（CMP）等，从而实现更高的集成度和性能。

进入21世纪，第四阶段，VLSI 技术的主要发展方向是采用三维堆叠集成技术、光刻技术、超快激光及超快电子束等新技术，以实现高集成度、低功率、高性能的超大规模集成电路。

三、超大规模集成电路制造技术的技术特点在现代 VLSI 制造技术中，首要要求是至少3μm的微处理器。

此外，必须有单晶硅片、金属线、层间绝缘材料和硅晶体焊接等技术。

为了实现更高的集成度和更先进的工艺效果，各种新材料、新工艺技术和新设备不断涌现。

比如说，现代微电子器件通常采用堆栈式封装技术，即采用多层线路板、层间填充物和封装材料。

大中积体电路（实用版）目录1.大规模集成电路的概述2.大规模集成电路的发展历程3.大规模集成电路的应用领域4.大规模集成电路的未来发展趋势正文一、大规模集成电路的概述大规模集成电路（LSI，Large Scale Integration）是指在单个芯片上集成大量晶体管、电阻、电容等元件，实现多种功能的电路。

它具有体积小、成本低、性能稳定等优点，是现代电子技术的重要基石。

二、大规模集成电路的发展历程1.1971 年，Intel 公司推出了世界上第一款微处理器 4004，标志着大规模集成电路技术的诞生。

2.1973 年，Intel 推出 8080 处理器，它是一款 8 位的微处理器，被广泛应用于计算机和嵌入式系统。

3.1980 年代，随着计算机技术的飞速发展，大规模集成电路技术得到了迅猛的推进。

此时期，集成电路的晶体管数量已经达到了数十万甚至数百万。

4.1990 年代至今，大规模集成电路进入了深亚微米时代，晶体管尺寸不断缩小，集成度不断提高。

目前，最先进的集成电路已经实现了 7 纳米甚至 5 纳米的制程技术。

三、大规模集成电路的应用领域1.计算机：大规模集成电路在计算机领域有着广泛的应用，包括 CPU、GPU、内存、硬盘等关键部件。

2.通信：手机、基站等通信设备中，大规模集成电路技术同样发挥着重要作用。

3.汽车电子：现代汽车中，大量的电子设备都需要依赖大规模集成电路技术，例如发动机控制、刹车辅助、车载娱乐等系统。

4.消费电子：电视、音响、相机等消费电子产品中，大规模集成电路也是不可或缺的组成部分。

四、大规模集成电路的未来发展趋势1.集成度继续提高：随着制程技术的进步，未来大规模集成电路的晶体管数量将会继续增加，实现更高的集成度。

2.新型材料应用：例如硅锗 (SiGe)、氮化镓 (GaN) 等，这些材料具有更好的导电性和更高的工作频率，有助于提高大规模集成电路的性能。

3.三维集成电路：传统的二维集成电路由于面积限制，难以满足日益增长的集成需求。

YUNNAN NORMAL U NIVERSITY本科学生综合性实验报告学号____ 姓名 _______学院 ______ 专业、班级电子信息实验课程名称中规模集成电路及其应用 ______教师及职称）______________开课学期2011 至2012学年二学期填报时间一2012 年―4 _________ 月 ____ 27—日云南师范大学教务处编印实验设计方案 实验序号 二二二实验名称 中规模集成电路及其应用 实验时间2012年4月27日实验室数电实验室(1) 了解并掌握74LS283的逻辑功能及其应用。

(2) 会使用74LS85数值比较器设计电路比较数值大小。

(3) 使用74LS138译码器设计电路，分析其逻辑功能。

(4) 会使用数据选择器 74LS151设计电路，了解并掌握其逻辑功能。

2. 实验原理、实验流程或装置示意图 74LS283管子引脚图B2B2 A2 A2 LI AIDi Di C O C OGND GND VCC A4 E4□C4B3 A3 B4 74LS283实现数字加密原理图X174LS283实现8421BCD码转余三码原理图X1 X2 X4 X3 VCC2.5 V 2.5 22.5 Q2.5 V0.5 sec 1 secJ30.5 sec 1 secJ4 VCC ec 1 sec34A4SUM 4A3SUM 3A2SUM_2A1SUM_1B4B3B2B1C0C41013149U15-------- 6-1~7774LS85管子引脚图数期输入B3I：116级联输入<C 215级联输入A=B 匚3oc14级联输入4龙!3输出A〉B 匚512输出A二匚611谕出A<B710 GND匚89□VCC J A33 B2 3 A2 3 A1□BI 3 A0 3 B074LS85数值比较器实现X > 5原理图X1 X2 X3O 2.5 V O 2.5 V O 2.5 V0.5 sec 1 sec74LS283管子引脚图用74LS138实现Y=A+B原理图U10.5 sec 1 secJ40.5 sec 1 sec151314A3 OAGTBB3 OAEQBA2 OALTBB21211J5C.5 sec 1 sec5610947J8A1B1A0B0AGTBAEQBALTB74LS85DG2AG2B匚Gl EY7匚GNDCVCC□Y0□YI□Y2□Y3J10.5 secj3 secvcc X12.5 VJ15V2.5 V7430NA Y0 1B Y1 [ CY2 L Y3 r G1 Y4 f ~G2A Y5 [ ~G2BY6 L Y6U261 2 3 Key = SpacecC 45 石 7V D D rk D A B C6 51- n - 2 1091—_^l74LS151管子引脚图12345678D3L D2匚DI匚74LS151数据选择器实现Y=A+B 原理图图表法6.参考文献数字电路实验讲义电路与电子技术Multisim仿真软件使用方法X42.5 VX1 X2 X3输入0001时结杲为下图X2X3 VCC5VJ1Key = AJ2X12.5 V 2.5 VX4o2.5 VVCCKey = BKeyj= Cq --------- ifliKey = D输入0010结杲为下图1115262374121435A4SUM 4A3SUM 3A2SUM 2A1SUM_1B4B3B2B1C0C4U174LS283D■6------- 7~8VCC5VVCCJ1Key = AJ2Key = BJ3档---------- dKeyj= CKey = D输入0100时结杲如下图VCC5VJ1Key = AA4SUM 4A3SUM_3A2SUM 2A1SUM 1B4B3B2B1C0C4U1735262.5 V2.5 V 2.5 VX12.5 VX2 X32.5 V^\2.5 VX42.5 V VCCJ2Key = BKeyj= CKey = D输入1000时结杲如下图A4SUM 4A3SUM 3A2SUM 2A1SUM_1B4B3B2B1C0C4U1774LS283D2635■62.5 V74LS85数值比较器运行结果，下图是 A > B时的结果2.5 V F图是A=B的结果vccF 图是A vB 的运行结果2.5 V2.5 V74LS138译码器实现Y=A+B 的运行结果2.5 V74LS 数据选择器实现 Y=A+B 的运行结果ccV5VccVD0BD2raD4reD6MABCA=0, B=174LS151DJ3Key = B2.5 VA=1 , B=02.5 V A=1 , B=12.5 V2 •对实验现象、实验结果的分析及其结论（1）由实验运行结果可知使用74LS283做8421BCD码转为余3码时，其输出结果时输入的数值与二进制0011进行相加，然后就得到输出的余3码。

大规模集成电路（VLSI）介绍应用和发展大规模集成电路（VLSI）介绍应用和发展电子元件知识5月8日讯，集成电路(integratedcircuit，港台称之为积体电路)是一种微型电子器件或部件。

采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。

它在电路中用字母IC(也有用文字符号N等)表示。

超大规模集成电路(VeryLargeScaleIntegratedcircuits：VLSI)在一块芯片上集成的元件数超过10万个，或门电路数超过万门的集成电路，称为超大规模集成电路。

超大规模集成电路是20世纪70年代后期研制成功的，主要用于制造存储器和微处理机。

64k位随机存取存储器是第一代超大规模集成电路，大约包含15万个元件，线宽为3微米。

目前超大规模集成电路的集成度已达到600万个晶体管，线宽达到0.3微米。

用超大规模集成电路制造的电子设备，体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。

利用超大规模集成电路技术可以将一个电子分系统乃至整个电子系统集成在一块芯片上，完成信息采集、处理、存储等多种功能。

例如，可以将整个386微处理机电路集成在一块芯片上，集成度达250万个晶体管。

超大规模集成电路研制成功，是微电子技术的一次飞跃，大大推动了电子技术的进步，从而带动了军事技术和民用技术的发展。

超大规模集成电路已成为衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志，也是世界主要工业国家，特别是美国和日本竞争最激烈的一个领域。

VlSI测试技术展望。

大规模集成电路技术及其应用前景大规模集成电路（Large-scale integrated circuit，LSI）是指一种集成度较高的电子器件，即将许多电子元器件（包括晶体管、二极管、电容等）和电路功能集成于极小空间内。

大规模集成电路技术（LSI Technology）拥有三大特点：高集成度、高性能、低成本，成为电子工业发展的关键之一。

在当今越来越发达的信息化时代，大规模集成电路技术应用广泛，被广泛应用于计算机、通信、消费电子、工业控制等领域。

一、大规模集成电路技术的发展历程MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）及CMOS（互补型金属氧化物半导体）工艺，是大规模集成电路技术的基础，它们的发明奠定了大规模集成电路技术发展的基础。

20世纪60年代后期，MOSFET被用于特定集成电路的制造，当时的集成度普遍低于几千个晶体管。

随着半导体加工技术的飞跃性进步，70年代初，CMOS工艺的发明，使得大规模集成电路的集成度得以大幅提高，同时功耗问题也得到了有效的解决。

此后，随着MOSFET 及相关技术的发展和优化，集成电路的集成度和性能得到了大幅提升。

二、大规模集成电路技术的应用前景目前，大规模集成电路技术已经被广泛应用于各个领域，下面从三个方面展示它的应用前景。

1、计算机领域在计算机领域，大规模集成电路技术被广泛应用于CPU、内存、芯片组等器件的制造。

它们的高性能、高效能、低功耗特性，使得现代计算机的速度和处理能力得到了大幅度提升。

而在云计算、大数据时代，这些特点又使其成为支持高容量数据处理的重要基石，为处理大量数据、支持高性能计算提供基础支持。

2、通信领域在通信领域，大规模集成电路技术被广泛应用于通信协议芯片、移动通信芯片、网络芯片等领域。

不仅如此，大规模集成电路技术的提高，也带来了无线通讯的快速发展，打破了传统短距离线缆约束，实现了远距离通讯要求，发挥了智能手机、IoT、5G等技术的重要作用。

3、消费电子领域在消费电子领域，大规模集成电路技术被广泛应用于手机、平板电脑、电子游戏器等产品的制造。