数字集成电路原理与设计课程大纲
章节 课时 知识点 重要性
第1章 绪论 2 内容摘要：对课程进行简单介绍，介绍了集成电路的重要性、发展历史、发展规律，以及未来的发展方向和遇到的挑战。
知识点：集成电路的重要性，集成电路的发展历史，摩尔定律，等比例缩小定律、未来的发展和挑战。
第2
章 集成电路基本结构和制作工艺 6 内容摘要：讲解基本的n阱CMOS结构和工艺过程以及典型的SBC双极工艺过程。介绍深亚微米CMOS电路在器件结构和工艺上的改进，先进的双极器件结构和实现工艺。介绍了SOICMOS和BiCMOS结构和工艺，分析了n阱CMOS工艺的版图设计规则。
知识点：平面工艺的3种基本操作、阱区、二氧化硅的作用、LOCOS隔离、硅栅自对准；沟槽隔离、双阱、两种硅栅、SDE、Salicide、铜互连；pn结隔离，SBC结构、多晶硅发射极；闩锁效应、SOICMOS、BiCMOS；版图设计规则。
第3章 集成电路中的元器件 6 内容摘要：讲解MOS晶体管的基本原理和SPICE模型参数，双极晶体管的基本原理和SPICE模型参数，集成电路中电阻和电容元件的设计，集成电路中互连线的寄生效应。
知识点：阈值电压、MOSFET电流方程、导电因子、level
2模型、双极晶体管电流方程、饱和压降、EM模型、寄生效应；集成电阻、集成电容、互连线的寄生电阻和寄生电容、互连线的RC延迟。
第
4章
MOS反相器 4 内容摘要：CMOS反相器的直流特性和瞬态特性的分析，CMOS反相器的设计，NMOS与CMOS电路的性能比较。
知识点：直流电压传输特性、逻辑阈值、噪声容限、可恢复逻辑、上升时间和下降时间、传输延迟时间、最高工作频率、有比电路和无比电路。
静态CMOS逻辑电路 6 内容摘要： CMOS与非门和或非门的性能分析和设计，复杂逻辑门的分析和设计，类NMOS电路和传输门电路的结构特点和电路特性。
知识点：CMOS与非门、CMOS或非门、CMOSAOI门、等效反相器、CMOS逻辑门的设计、CMOS异或电路、类NMOS电路、传输门的逻辑特点、阈值损失、传输门阵列。
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第一章 数字集成电路介绍
第一个晶体管,Bell实验室，1947
第一个集成电路，Jack Kilby ，德州仪器，1958 摩尔定律：1965年，Gordon Moore预言单个芯片 上晶体管的数目每18到24个月翻一番。（随时间 呈指数增长）
抽象层次：器件、电路、门、功能模块和系统 抽象即在每一个设计层次上，一个复杂模块的内 部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代 替。这一模型含有用来在下一层次上处理这一模 块所需要的所有信息。
固定成本（非重复性费用） 与销售量无关；设计 所花费的时间和人工；受设计复杂性、设计技术 难度以及设计人员产出率的影响；对于小批量产 品，起主导作用。
可变成本（重复性费用）与产品的产量成正比； 直接用于制造产品的费用；包括产品所用部件的 成本、组装费用以及测试费用。 每个集成电路的
成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。 可变成本=（芯片成本+芯片测试成本+ 封装成本） /最终测试的成品率。
一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限 NM （低电平
噪声容限）和NM （高电平噪声容限）来度量的。 为使一个数字电路能工作，噪声容限应当大于零， 并且越大越好。NM = V°H - V IH NML = VlL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级 后逐渐收敛回到额定电平中的一个。
一个门的VTC应当具有一个增益绝对值大于 1的 过渡区（即不确定区），该过渡区以两个有效的区 域为界，合法区域的增益应当小于 1。
理想数字门特性：在过渡区有无限大的增益；门 的阈值位于逻辑摆幅的中点；高电平和低电平噪 声容限均等于这一摆幅的一半；输入和输出阻抗 分别为无穷大和零。
传播延时、上升和下降时间的定义
传播延时tp定义了它对输入端信号变化的响应有 多快。它表示一个信号通过一个门时所经历的延 时，定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时 间。
数字电子技术简明教程教案
第一章：数字电路基础
1.1 数字电路的基本概念
了解数字电路的定义、特点和分类
掌握数字信号与模拟信号的区别
1.2 数字逻辑基础
学习逻辑代数的基本概念和运算规则
熟悉逻辑函数的表示方法及其相互转换
1.3 逻辑门电路
掌握与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门电路的原理和应用
学习逻辑门电路的组合和实现方法
第二章：组合逻辑电路
2.1 组合逻辑电路的基本概念
了解组合逻辑电路的定义和特点
掌握组合逻辑电路的分析和设计方法
2.2 常用组合逻辑电路
学习编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常用组合逻辑电路的原理和应用
掌握组合逻辑电路的实现方法
2.3 组合逻辑电路的设计方法
学习组合逻辑电路的设计步骤和技巧
练习组合逻辑电路的设计案例 第三章：时序逻辑电路
3.1 时序逻辑电路的基本概念
了解时序逻辑电路的定义和特点
掌握时序逻辑电路的分类和特点
3.2 触发器
学习基本触发器（如RS触发器、D触发器、JK触发器等）的原理和应用
掌握触发器的动态表和真值表
3.3 时序逻辑电路的设计方法
学习时序逻辑电路的设计步骤和技巧
练习时序逻辑电路的设计案例
第四章：数字电路仿真与实验
4.1 数字电路仿真软件的使用
学习使用常见的数字电路仿真软件（如Multisim、Proteus等）
熟悉仿真软件的基本操作和功能
4.2 数字电路实验
了解数字电路实验的目的和内容
掌握数字电路实验的基本步骤和技巧
4.3 实验案例分析
分析实验结果，解决实验中遇到的问题
讨论实验中的注意事项和改进方案
第五章：数字系统设计
5.1 数字系统概述 了解数字系统的定义、分类和特点
掌握数字系统的设计方法和流程
5.2 数字系统设计工具
学习使用数字系统设计工具（如Verilog、VHDL等）
熟悉设计工具的基本语法和功能
5.3 数字系统设计案例
学习数字系统设计案例，掌握设计方法和技巧
数字集成电路物理设计
作者:陈春章 艾霞 王国雄
出版社:科学出版社 出版日期:2008年1月
页数:285 装帧:
开本:16 版次:
商品编号:2022071 ISBN:703022031 定价:36元
丛书序
前言
第1章集成电路物理设计方法
1.1数字集成电路设计挑战
1.2数字集成电路设计流程
l.2.1展平式物理设计
1.2.2硅虚拟原型设计
1.2.3层次化物理设计
1.3数字集成电路设计收敛
1.3.1时序收敛
1.3.2功耗分析
1.3.3可制造性分析
1.4数字集成电路设计数据库
1.4.1数据库的作用与结构
1.4.2数据库的应用程序接口
1.4.3数据库与参数化设计
1.5总结
习题
参考文献
第2章物理设计建库与验证
2.1集成电路工艺与版图
2.1.1 CMOS集成电路制造工艺简介
2.1.2 CMOS器件的寄生闩锁效应
2.1.3版图设计基础
2.2设计规则检查
2.2.1版图设计规则
2.2.2 DRC的图形运算函数
2.2.3 DRC在数字IC中的检查
2.3电路规则检查
2.3.1电路提取与比较
2.3.2电气连接检查
2.3.3器件类型和数目及尺寸检查
数字集成电路物理设计
2.3.4 LVS在数字IC中的检查 2.4版图寄生参数提取与设计仿真
2.4.1版图寄生参数提取
2.4.2版图设计仿真
2.5逻辑单元库的建立
2.5.1逻辑单元类别
2.5.2逻辑单元电路
2.5.3物理单元建库与数据文件
2.5.4时序单元建库与数据文件
2.5.5工艺过程中的天线效应
2.6总结
习题
参考文献
第3章布图规划和布局
3.1布图规划
3.1.1布图规划的内容和目标
3.1.2 I/0接口单元的放置与供电
3.1.3布图规划方案与延迟预估
3.1.4模块布放与布线通道
3.2电源规划
3.2.1电源网络设计
3.2.2数字与模拟混合供电
3.2.3时钟网络
