时间：2022-09-09 00:35:23
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数字集成电路设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索
中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）19-0006-02
1958年，美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路，随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展，集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点，广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子，其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。
自2006年以来，我国集成电路的产值为126亿美元，占全球产业总产值的5.1%，2013年我国集成电路的产值为405亿美元，占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%，远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。
近年来，半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速，因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要，国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程，并且取得了较好的效果，使人才缺口减小，但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养，本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题，并且根据教学的现状，探索出集成电路设计的教学改革。
一、数字集成电路设计原理教学中的现状
集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言，偏向于系统级的大规模集成电路设计，因此，微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成，避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法，能够进行一些小规模的集成电路设计，但是设计出来的产品不能用，不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。
二、数字集成电路设计原理教学改善的方法
（1）针对上述的问题，在多年教学的基础上，在教学方法上进行改进，改变传统的以教师为中心，以课堂讲授为主的教学方式，采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系，提高学生的学习兴趣，通过将一个项目拆分成几个小项目，使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解，并且将课程的主要内容相互衔接与融合，形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组，通过小组的方式加强了学生的相互合作能力，让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计，能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。
（2）通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中，通过跟踪课内外学生设计中反应的问题，对项目难易度的进行调整，提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域，对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法，使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。
（3）开展校企合作的方式，进一步提高教学质量和学生的综合素质，促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补，资源共享，培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才，也能够让学校和企业形成无缝对接。
三、小结
随着大规模集成电路设计的发展，更多的设计工具和设计方法出现，因此，使用最新的设计工具，合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容，可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索，改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式，充分发挥了学生的能动性和协作能力，使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。
参考文献：
[1]殷树娟，齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-65.
[2]王铭斐，王民，杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术， 2012，8（9）：4671-4672.
一、完善课程设置
合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。
二、变革教学理念与模式
CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突[4]。在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（SARADC）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。
三、加强EDA实践教学
首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要[5]。其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。
四、搭建校企合作平台
近年来，北京电子协会着手主办了“全国大学生集成电路设计大赛”，为各高校的在校大学生提供了一个集成电路设计专业竞赛的良好平台。通过大赛的举办，不仅提高了本科教学工作的积极性和教学质量，更加有利了提高学生的实践能力和创新能力。同时，大赛以集成电路产业为背景，联合各高校与企业参与其中，促进了高校间和校企间的交流与合作，并且通过大赛可以帮助企业发掘有潜力的优秀专业人才，而对于参赛学生而言亦是为其就业拓宽了渠道。2012—2015年期间，黑龙江大学连续参加多届“全国大学生集成电路设计大赛”，本科生及研究生组都分别取得过特等奖和一、二、三等奖的好成绩，并获得了华润上华0.35umCMOS工艺的多次流片机会，这对于本科阶段的学生来说是弥足珍贵的学习和积累经验的机会。通过参加大赛，学生不仅积累了实践操作经验，完善了知识结构，更对竞技精神有了一种新的认识与体会，增强了创新创业的意识和能力。同时，在竞赛过程中，令学生对自身的优势和劣势有了明确的认识，对于其专业能力和发展潜质也是一次很好的发掘。在今后的赛事中，我们会借鉴以往的大赛经验，对参赛的本科生和研究生进行合理的培训和实践训练，成员以高年级带低年级、老队员带新队员、理论型学生与实践性学生相结合的模式组队，以实现经验传承、知识共享与交流、创新实践、团队合作等优势，有利于专业的发展以及各届学生专业能力和创新能力的提高。
作者：卜丹 邱成军 窦雁巍 单位：黑龙江大学
【关键词】数字 FPGA集成 电路验证
对于数字集成电路而言，其涉及到的工作都是比较复杂的，自身的功能也比较多样，为了在验证方面获得较高的提升，必须在验证指标、验证手段上进行优化。对于数字集成电路FPGA验证而言，其本身就是重要的组成部分，而在参数的验证和功能的分析方面，都表现出了一定的复杂特点，传统的模式无法满足现阶段的需求。所以，我们要针对数字集成电路FPGA验证的特点、目的、要求，完成各项工作的不断提升。在此，本文主要对数字集成电路FPGA验证展开讨论。
1 FPGA概述
在数字集成电路当中，FPGA所发挥的作用是非常积极的，现如今已经成为了不可或缺的重要组成部分。从应用的角度来分析，FPGA是一种现场编程门阵列，它主要是在可编程器基础上，进一步发展的产物。可编程器主要包括PAL、GAL、CPLD等等。FPGA在具体的应用过程中，具有较强的针对性，其主要是作为专用集成电路领域的服务，并且自身所代表的是一种半制定的电路。从客观的角度来分析，FPGA的出现和应用，不仅在很多方面解决了定制电路所表现出的不足，同时又在很大程度上克服了原有的问题，主要是克服了编程器件门电路数有限的缺点。由此可见，数字集成电路在应用FPGA以后，本身所获得的进步是非常突出的，并且在客观上和主观上，均创造了较大的效益，是非常值得肯定的。
2 FPGA器件介绍
随着数字集成电路的不断发展，FPGA的应用效果也越来越突出。目前，关于数字集成电路FPGA验证，业界内展开了大量的讨论。对于FPGA验证而言，需从客观实际出发。FPGA器件，是验证数字集成电路的主要工具，因此首先要在该方面做出足够的努力。在芯片流片之前，对数字集成电路的整体设计，开展有效的FPGA验证，能够针对数字集成电路的实际工作情况，进行深入的了解和分析；针对遇到的问题，可以采取有效的方案来解决，避免造成较大的损失。
相对而言，采用FPGA进行验证的过程中，硬件环境的标准是比较高的。首先，我们在验证工作之前，必须设计出相应的PCB板，完成相关系统的验证和构建。其次，在验证的过程中，必须充分考虑到成本的问题，与芯片的流片费用相比较，FPGA的验证成本较低，是主流的选择。第三，数字集成电路FPGA验证过程中，多数情况是由两个部分组成的，分别是FPGA和器件。器件主要包括开关、存储器、LED、转接头等等。
数字集成电路FPGA验证时，需针对不同的电路实施有效的验证。例如，在实际工作当中，如果是要验证EPA类型的芯片，必须对成本因素进行充分的考量。建议选择Spartan3 XC3S1500 FPGA进行验证处理。选择该类型的FPGA，原因在于，其芯片为150万门级，能够满足EPA的客观需求。同时，在FPGA的利用率方面，超过了90%，各方面均取得较好成果。
3 基于FPGA的验证环境
数字集成电路在目前的发展中，获得了社会上广泛的重视，并且在很多方面都表现出了较强的高端性。为了在FPGA验证方面取得更多的进展，必须针对验证环境进行深入的分析。本文认为，一个比较完整的验证方案，其在执行过程中，必须充分的考虑到芯片的实际工作环境，考虑到理想的验证环境，考虑到二者的具体差别。尤其是在网络的工作环境方面，其包含很多复杂的数据包，将会对最终的验证造成不利的影响。例如，我们在开展EPA芯片的验证工作中，可尝试使用OVM库类验证芯片的基本通信系统、功能，再利用FPGA的辅助验证，与时钟进行同步处理，从而选择合理的验证方式，针对数字集成电路完成比较全方位的验证，实现客观工作的较大进步。
4 关于数字集成电路FPGA验证的讨论
数字集成电路FPGA的验证工作，在很多方面都表现出了较高的复杂性和较强的技术性，现阶段的部分工作虽然得到了较大的进步，但也有一些问题，还没有进行充分的解决，这对将来的发展，会产生一定的威胁和不良影响。例如，FPGA基于查找表结构，有固定的设计约束和要求，以及定义明确的标准功能，而ASIC基于标准单元和宏单元，按照一般IC设计流程进行设计，并采用标准的工艺线进行流片，在设计时存在的选项以及需要考虑的问题往往比FPGA多很多，所以在将FPGA设计转化为ASIC设计时，需要考虑如何转化并了解这些转化可能带来的相关风险。
5 总结
本文对数字集成电路FPGA验证展开讨论，从目前的工作来看，FPGA在验证过程中，表现出的积极效果还是非常值得肯定的，各项工作均未出现恶性循环。今后，应在数字集成电路以及FPGA验证两方面，开展深入的研究，健全工作体系的同时，加强操作的简洁性。
参考文献
[1]陈玉洁，张春.基于EDA平台的数字集成电路快速成型系统的设计[J].实验技术与管理，2012，09：101-102+107.
[2]张娓娓，张月平，吕俊霞.常用数字集成电路的使用常识[J].河北能源职业技术学院学报，2012，03：65-68.
[3]吕晓春.数字集成电路设计理论研究[J]. 就业与保障，2012，12：32-33.
[4]伍思硕，唐贤健.数字集成电路的应用研究[J].电脑知识与技术，2014，19：4476-4477.
[5]闫露露，王容石子，尹继武.基于AT89C51的数字集成电路测试仪的设计[J].电子质量，2010，08：7-9.
作者简介
于维佳 （1982-），男，广西壮族自治区柳州市人。硕士学位。现为柳州铁道职业技术学院讲师。研究方向为智能检测与控制技术。
作者单位
1.柳州铁道职业技术学院 广西壮族自治区柳州市 545616
【关键词】微电子专业实验 教学改革
【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）02（a）-0019-01
引言：
微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。现代社会是一个信息社会，信息技术发展的方向是多智能化、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。
目前我国的微电子行业领域正以日新月异的速度高速向前发展，但是微电子专业学生往往理论强于实践，成为制约我国微电子行业发展的最大障碍。为了培养出合格的微电子专业毕业生，在微电子教学过程中必须理论和实践并重。
我们在结合我校多年微电子专业实验教学的实践工作以及目前微电子行业的现状和前景，提出了在本科阶段微电子专业实验改革实验内容――抓好两大平台建设；革新实验课程教学体系的新思路――因人而宜，因材施教，学生为主，教师为辅。
微电子专业实验改革实验内容：
在实验改革中主要分成两大主要平台：集成电路设计平台和集成电路测试平台。
集成电路设计平台：
实验室是开展研究性教学、培养和提高学生创新能力的重要阵地。微电子实验所涉及的一些必要的实验装备往往价格不菲，而一些综合性、设计性、研究探索性实验以及课程综合设计所需要的系统级先进设备和测试仪表更是价格惊人，在本科教学实验室中根本无法配置。为了解决这一矛盾，我们在实验室建设中引进先进的EDA软件，包括ECAD和TCAD软件构建集成电路设计模块。在这个模块中学生可以完成（1）数字IC和模拟IC的设计：进行数字集成电路、模拟集成电路和片上系统SoC的设计实验；（2）可以完成版图设计：进行数字集成电路版图设计、模拟集成电路版图设计；（3）还可以完成器件和工艺设计：进行微电子器件、纳电子器件和光电子器件的结构设计、性能仿真、工艺设计、参数优化和虚拟制造的实验。利用这些软件学生不仅可以完成一些过去因条件限制根本无法完成的综合性、设计性实验和课程设计，更主要的是学生在开展科技创新训练和复杂程度高的系统级毕业设计中，可以首先利用这些软件平台进行设计、仿真分析、反复修改，在获得正确设计和初步结果后再利用实验设备和测试仪器进行实验验证。这样做不仅减少了研究工作和实验工作的盲目性，而且降低了运行成本和设备维修率，提高了设备利用率。
集成电路测试平台：
该平台是针对微电子技术本科专业中关于半导体器件物理、固体电子导论、微电子器件设计、半导体基础实验、集成电路测试等课程的教学要求，完成以下几个模块设计实验：（1）半导体材料测试模块。通过四探针测试仪（包括电脑、软件）、导电类型鉴别仪、半导体霍尔效应测试仪和少子寿命测试仪可进行半导体材料（硅片）的导电类型、电阻率、电导率和少子寿命测试等实验和研究。（2）半导体器件测试模块。通过晶体管特性测试测试仪、数字万用表、半导体特性分析仪和CV特性测试仪可进行二极管、NPN、PNP、MIS和MOS晶体管的特性测试和参数提取的实验和研究。（3）IC在晶圆测试模块。通过STl03A手动探针台、数字示波器和逻辑分析仪可进行集成电路和半导体器件性能的在晶圆测试的实验和研究。（4）版图分析与电路提取模块，利用大平台显微镜、计算机和数字摄像头可进行集成电路的版图分析、图形测量和电路提取实验和研究。
微电子专业实验课程新教学体系：
为了培养高素质的、有创新能力的、符合新时代要求的学生，我们制定了新的微电子教学实验大纲。新大纲具有以下特点：（一）内容覆盖范围广，包括大部分微电子专业课程内容：半导体器件物理、固体物理、集成电路版图和工艺设计、集成电路CAD和微电子器件等等；（二）对实验者水平要求更高，编排结构更合理。大部分实验包含基本验证性和综合分析性，要求学生掌握扎实的基本知识，突出对学生能力培养和素质教育；（三）大纲规定了必做实验和选做实验两种类型实验，必做类型要求所有学生都要完成，而选做实验主要是针对部分学生开设的能力提高型实验，做到“因人而宜，因材施教”。
与此同时，根据大纲的修订，我们对《微电子专业实验》讲义进行了重新编排，以了解新知识，掌握新技能，培养新能力为重点。通过大纲和讲义的修订和编排都为微电子专业实验的教学改革奠定了基础。
“数字集成电路前端设计就业班”已于2005―2006年成功举办三期，学员有来自高校研究生、在职工作人员、应届毕业理工科学生等，实践性的课程使学员完成从对IC设计的陌生到熟悉的过程，亲历IC设计整个前端流程。开班以来得到学员的广泛认可，学员在本课程中学到的技术在求职中起到了关键性作用，先后有多名学员就职于国内知名IC设计公司，包括威盛、华大、六合万通、华为等，受到用人单位的好评。同时，在实践过程中积累的经验和新的方法，将在第四期中得到提升和发展。
如果您正在为就业发愁，正在苦苦寻找一份高薪工作在北京.上海这些大城市大展宏图；
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那本课程将会带你踏上这条充满前途的金光大道，您的职业人生将从此与众不同……
课程特色
教授IC前端设计全部流程
最实用、最常用的IC前端技术和方法
真实实践环境，先进设计平台，实际项目设计、亲自动手制作
课程大纲:
1. Unix/Linux操作系统使用
3. 数字电路技术基础
4. 半导体电路和工艺基础
5. 数字逻辑
6. 数字集成电路设计流程
7. 硬件描述语言和电路设计
8. 电路验证技术
9. 项目设计实践
10. 电路设计进阶
11. ASIC和SOC设计导论
12. FPGA设计和验证初步
13. 微处理器结构
14. 逻辑综合初步
15. 可测性设计技术
16. 项目设计实践
招生对象
电子、计算机、通信等相关专业大学应届本科毕业生和低年级研究生
参加工作不久，需要提升技术水平和熟悉设计流程的在职工程师
或其它理工科背景有志于IC设计工作的转行人员
开课时间 2006年8月 16日.
课时数共 110学时
上课时间
每周一、三、五晚18:30～21:30 ，每周日下午13：00～17：00
每周二、四、六自修及作业
上课地点 清华大学东主楼9区103
费用 报名费100元
学费4500元，包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等，食宿自理。
优惠
2006年8月10日前报名，免收报名费，可享受优惠价4300元！
在校学生2006年8月10日前报名，免收报名费，可享受优惠价4000元!
5人以上团体报名可九折优惠！
联系方式
电话：010-58815958转601/602
邮件：.cn
网址：.cn
第二期数字集成电路前端设计提高班'
北京第五日IC设计培训中心独家推出数字集成电路前端设计就业班，在最短的时间里让学员学习数字IC设计流程，设计方法，常用EDA工具，更以实际专题项目带领学员完成一个从最初的设计规范到门级网表实现的整个前端设计流程，手把手带领学员完成实际项目作品，使学员在领会IC设计知识的同时具备IC设计经验，并学会IC设计公司的团队分工与合作。学成后可以胜任IC设计公司一般性设计工作，最终的专题设计和作品更可以做为求职和职位提升的有力证明。
本课程在"数字集成电路前端设计提高班第一期"成功举办的基础上，更近一步完善课程，更好的把握课程的进度，目标直指培养较高水平IC设计工程师，在保证学员获得IC前端设计全部技术要点的同时，重点锻炼学员的实际动手能力，跨度近两个月的时间内，学生将以一个简单标量流水线处理器的设计为核心，进行RTL设计、逻辑综合、时序分析、芯片测试、综合验证、以及高级技术和设计优化的技术学习和项目实践。学员可以选择参与处理器设计或系统芯片IP模块设计，要求至少参与完成此处理器芯片或独立完成一个系统芯片IP模块从设计规范到网表实现的整个前端设计过程，最终的设计是可以拿去layout和流片的。
如果你具有相关专业学历，但缺乏一定的项目实践机会；
如果你面对学习或工作挑战，感觉压力很大；
如果你对芯片设计充满兴趣，希望用最短的时间学到人家需要两三年才能跨越的技术；
那么本课程将会成为你提升技术水平、跻身IC设计高级人才的最佳选择！
课程特色
教授IC前端设计全部流程
最实用、最常用的IC前端技术和方法
真实实践环境，先进设计平台，实际项目设计、亲自动手制作
课程大纲:
1. 电路设计进阶
2. ASIC和SOC设计导论
3. FPGA设计和验证初步
4. 微处理器结构
5. 逻辑综合初步
6. 可测性设计技术
7. 项目设计实践
8. RTL设计和验证
9. SOC设计平台
10. 总线和IO IPs
11. 形式验证技术
12. 逻辑综合技术
13. 静态时序分析
14. 芯片规划和设计
15. 专题技术讨论
16. 项目设计实践
招生对象
电子、通信、计算机等相关专业本科毕业,一年以上工作经验的在职工程师；
电子、通信、计算机等相关专业较高年级在读研究生；
一般高校需要项目经验的任课教师
开课时间 2006年9月 10日
课时数共120学时
上课时间
每周日或周六全天上午9：00～12：00 下午13：00～17：30 周一到周五 自修及作业
上课地点 清华大学东主楼9区103
费用 报名费100元
学费5200元，包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等，食宿自理。
优惠
2006年9月1日前报名，免收报名费，可享受优惠价5000元！
在校学生2006年9月1日前报名，免收报名费，可享受优惠价4680元!
5人以上团体报名可九折优惠！
联系方式
电话：010-58815958转601/602
邮件：.cn
网址：.cn
复芯微电子八月份
半导体技术精品课程
随着中国半导体产业已进入了一个高速发展的阶段，各个相关产业也在不断完善，同时，半导体专业知识的及时更新也越来越受到业界人士的重视。北京清华大学信息学院微电子学研究所与上海复芯微电子技术咨询公司联合举办针对微电子行业高层次人才的技术培训及研讨班。根据目前工艺的最新发展情况，我们邀请了业内知名专家龚正教授为大家介绍“65纳米CMOS工艺及其应用”；“高压器件设计与制程技术”，课程注重基础与实践能力的提高，相信会使参加者受益匪浅。
课程简介：
65纳米CMOS工艺及其应用
65纳米CMOS工艺经过多年研发已经逐渐进入量产阶段，本课程将逐一介绍实际可行的工艺。内容包括前端闸极设计、信道结构、源汲极浅结构，以及后端铜导线工艺整合等项目，并且以一些在特定电路应用内的范例为学员解惑。
高压器件设计与制程技术
功率集成电路及组件在相关电机电子产品领域中应用日渐增多，但功率组件的设计制造及工作条件则有别于一般的传统IC组件，故本课程的宗旨即在阐述功率组件的基本物理结构及相关的高压技术，涵盖的组件包含Power Rectifiers，Bipolar Transistors，Thyristors，Power MOSFET，以及 IGBT。
师资介绍：
龚正
教育背景: 美国佛罗里达大学电机系博士
工作经历:
中国台湾清华大学电机系/电子研究所教授
中国台湾实验室认证体系电性测试领域评鉴技术委员会委员
中国台湾实验室认证体系校正领域评鉴技术委员会委员兼副召集人
中国台湾实验室认证委员会委员
中国电机工程学会电机名词审议委员会委员
中国电机工程学会大学院校电机与信息相关系所学门评鉴委员
中国原子能委员会核能研究所科技顾问
中国台湾工业技术研究院电子工业研究所顾问
中国台湾工业技术研究院能源与资源研究所顾问
中山科学研究院顾问
联华电子股份有限公司顾问
复芯微电子专聘讲师
专精：
半导体组件物理; 半导体组件特性量测; 半导体组件电子杂讯分析; 功率半导体组件
曾经培训企业：
应用材料（中国）有限公司
英特尔产品（上海）有限公司
中芯国际集成电路制造有限公司
上海华虹NEC电子有限公司
上海先进半导体制造股份有限公司
上海宏力半导体制造有限公司
上海贝岭股份有限公司
杭州士兰集成电路有限公司
中纬积体电路（宁波）有限公司
首钢日电电子有限公司
安靠封装测试（上海）有限公司
星科金朋（上海）有限公司
威宇科技测试封装（上海）有限公司
上海松下半导体有限公司
上海凯虹电子有限公司
飞索半导体（苏州）有限公司
【关键词】逻辑设计；目标定位；教学内容；模式手段
一、逻辑设计课程目标与定位
1、课程目标
使学生具备本专业的高素质技术应用型人才所必需的电子电路逻辑设计基本知识和灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的基本技能；为学生全面掌握电子设计技术和技能，提高综合素质，增强职业变化的适应能力和继续学习能力打下一定基础；通过项目的引导与实现，培养学生团结协作、敬业爱岗和吃苦耐劳的品德和良好职业道德观。本课程目标具体包括知识目标、能力目标和素质目标。
（1）知识目标：熟悉数字电子技术的基本概念、术语，熟悉逻辑代数基本定律和逻辑函数化简；掌握门电路及触发器的逻辑功能和外特性；掌握常用组合逻辑电路和时序电路的功能及分析方法，学会一般组合逻辑电路的设计方法（用SSI和MSI器件），学会同步计数器的设计方法；熟悉脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用；了解A/D，D/A电路及半导体存储器、PLA器件的原理及其应用。
（2）能力目标：具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力；具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力；具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力；具有数字电路设计初步的能力。
（3）素质目标：培养学生学习数字电路的兴趣；培养学生团结合作的意识，培养学生自己查找资料能力。
2、课程定位
《逻辑设计》是计算机应用技术专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课，其理论性和实践性很强，尤其强调工程应用。是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的和集成电路设计的基础。在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成。通过本课程学习，熟悉小中大规模数字集成电路分析与应用，突出数字电子技术应用性，获得数字电子技术必要的基本理论基本知识和基本技能；了解数字电子技术的应用和发展概况，为后继课程及从事相关工程技术工作和科研与设计工作打下一定基础。《逻辑设计》在电子信息专业课程的地位，表现在其先导课程为《电工电子技术》，要求学生掌握由分立元器件组成的电子电路的识别与检测、与基本分析方法，掌握有关晶体管以及晶体管电路的分析方法等；其后续课程有《微机原理与接口技术》、《单片机技术应用》、《EDA技术应用》等。学习集成电路芯片在计算机及相关电子设备中的应用与作用。
二、逻辑设计课程教学内容
1、教学内容选取依据
（1）以培养高素质技能型人才为目标，教学内容选择与组织突出“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目主体--任务贯穿”为总体设计要求，在内容的选取上，首先立足于打好基础。在确保基本概念、基本原理和基本教学方法的前提下，简化集成电路内部结构和工作原理的讲述，减少小规模集成电路的内容，尽可能多地介绍中大规模集成电路及其应用。以能力培养为主线，以应用为目的，突出思路与方法阐述，力求反映当今数字电子技术的新发展。
（2）在教材内容编排上精心组合，深入浅出，做到概念清晰，逻辑设计思想严谨。教学实施中注重重点突出，层次分明，相互衔接，逻辑性强，以利于教学做一体化的整合。在讲义上力求简洁流畅，通俗易懂，便于学生自学。
（3）以实训项目为载体，采取任务驱动教学做一体化的实施，体现理论指导实践，实践深化理论的素质养成目的。
（4）依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。
（5）知识学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“理解”用于表述原理性知识的学习程度，“能”或“会”用于表述技能的学习程度。
2、教学具体内容安排
表决器电路设计与制作，抢答器电路设计与制作，同步计数器电路设计与制作，方波发生器电路设计与制作，数字钟电路设计与制作。
三、逻辑设计课程教学模式与手段
1、教材编写
教材编写体现项目课程的特色与设计思想，教材内容体现先进性、实用性，典型产品的选取科学，体现地区产业特点，具有可操作性。呈现方式图文并茂，文字表述规范、正确、科学。
2、教学模式
采取项目教学，以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣，教学过程中要注重创设教育情境，采取“教学做”一体化的教学模式，将知识、能力、素质的培养紧密结合，进一步加强职业教育教学改革研究，优化完善我校应用型人才培养体系。
3、教学方法
从教学手段、教案设计、教学思路、语言表述、教学资源等方面着手，对如何在课堂教学中提高学生的学习主动性和兴趣开展教研。教学过程有进行项目引导，任务贯穿，“提出问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”，把握课程的进度，活跃课堂气氛，使大多数学生能够获得尽可能大的收获。采用“发现法”教学方式，使学生建立科学的思维方法与创新意识。学习内容的掌握依赖于学习者的实践，课程组加强了对教师教学及学生学习过程的管理；为使学生理解和有效掌握课程内容，在坚持课外习题练习、辅导答疑等教学环节的基础上，增加随堂练习、单元测验等即时性练习环节，督促学生复习和掌握已学知识点。
4、教学手段
充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段，发挥网络突破空间距离限制的优势，让学生能够最大限度的利用学习资源，自主地学习和提高，弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。教学过程中相应教学班成立课程提高学习小组，任课教师课外指导该小组进行拓展学习及课外科技活动指导，达到因材施教的目的；一方面教师指导有兴趣能力强的学生进行课外学习，特别是对数字系统设计知识的答疑指导，为能力强的学生提供发展空间，解决因课时数限制而无法在课堂上深入讲授特定工程应用专题的矛盾。也加强了教师与学生的互动，教师可以第一手了解学生对教学过程的反馈，改进教学方法，利用学习好的学生带动整个班级的学习，促进良好班风学风的形成。探讨当前教学环境下，培养学生课外学习能力的新模式。
5、课程资源的开发与利用
整理并开发具有职教特色的自编教材，编写学生实训指导用书，引导学生查阅网络资源，要注重利用仿真软件的辅助设计功用。
参考文献
关键词：集成电路版图；CD4002B；芯片解析
作者简介：王健（1965-），男，辽宁沈阳人，沈阳化工大学信息工程学院，副教授；樊立萍（1966-），女，山东淄博人，沈阳化工大学信息工程学院，教授。（辽宁 沈阳 110142）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0050-02
“集成电路版图设计”是一门讲授集成电路版图版图工作原理、设计方法和计算机实现的课程，是电子科学与技术专业及相关电类专业课程体系中一门重要的专业课。[1]该课程一般以“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”和“半导体器件”为先修课程，主要讲授集成电路双极工艺和CMOS工艺的基本流程、版图基本单元的工作原理和结构特点，以及布局布线的设计方法。[2]其目的是指导学生掌握集成电路版图分析与设计技术，提高学生实践能力和综合解决问题的能力。由于集成电路芯片外层有封装，学生在学习该课程前对版图无直观认识，很多版图设计教材是先讲授工艺流程，然后讲授单元版图，最后论述布局布线等内容，这样教学有悖于从感性到理性的认知过程，有碍教学效果。[3]有的教材在版图解析方面做了有益尝试，但由于当时技术条件限制，采用绘制图代替芯片解析照片，实践性欠佳。为了在有限的学时中能够尽快引导学生入门，在版图解析与设计两个方面的能力都有所提高，笔者将芯片CD4002B解析并应用到“集成电路版图设计”课程教学实践中，效果良好。
一、版图逆向解析
集成电路的设计包括逻辑（或功能）设计、电路设计、版图设计和工艺设计。通常有两种设计途径：正向设计、逆向设计。[2]
逆向设计的作用为仿制和获得先进的集成电路设计。逆向设计的流程为：提取横向尺寸，提取纵向尺寸和测试产品的电学参数。[2]
对于本科电子科学与技术专业教学，版图的逆向设计主要是提取芯片的横向尺寸。提取芯片横向尺寸方法为：打开封装，进行拍照、拼图；由产品的复合版图提取电路图、器件尺寸和设计规则；进行电路模拟和画版图。
二、CD4002B版图解析
CD4002B是两个四输入或非门芯片，封装为双列14针塑料封装，根据芯片编号规则判断为CMOS工艺制造。该电路具有器件类型全面、电路典型的特点，适用于教学实践。
1.CD4002B芯片版图拍照
首先将芯片放到浓硝酸中加热，去掉封装，用去离子水冲洗、吹干后在显微镜下拍照铝层照片。再将芯片放到盐酸溶液中漂洗去掉铝层，用去离子水冲洗、吹干后放到氢氟酸溶液中去掉二氧化硅层，经去离子水冲洗、吹干后用染色剂染色，杂质浓度高部分颜色变深，冲洗、吹干后在显微镜下对无铝层（有源层）芯片拍照。
采用图形编辑软件分别对两层照片进行拼接，获得版图照片。
2.芯片版图分析
通过对CD4002B两层（铝层和有源层）照片进行分析研究表明：解析的芯片为是一层铝，且铝栅极，P阱工艺。该芯片铝线宽度最小为9微米，栅极宽度为6微米。芯片包含的单元为NMOS、PMOS、反相器、四输入与非门、电阻、二极管等。
该芯片由两个四输入或非门组成，其中一个或非门电路图如图1所示，其中9、10、11、12管脚为输入端，14管脚为电源端，13管脚为输出端和7管脚为地端。四个输入端首先分别经过一个反相器，然后接入一个四输入与非门，最后经过一个反相器输出。逻辑关系经过推导和仿真验证为或非门关系。
为了实现静电保护，在输入、输出和电源端分别构造静电保护。输入端静电保护电路由四个二极管和一个限流电阻构成；输出端静电保护电路由二个二极管和一个限流电阻构成；电源端静电保护电路由一个二极管构成。
下面以芯片中四输入与非门版图和输入静电保护电路说明版图特点。
该芯片的四输入与非门版图如图2所示。N14、N15、N16、N17为NMOS管，共用一个P阱，从铝层分析四个NMOS管为串联关系。为了节省面积，相邻器件源极和漏极共用，即上一个管子源极是邻近管子漏极；P14、P15、P16、P17为PMOS管，从铝层分析四个NMOS管为并联关系，四个器件源极相连和漏极相连，提取的电路图见图1。
该芯片的输入管脚都有静电保护电路，如图3所示。其中D5-1、D5-2为两个以P阱为P区的二极管，该管N区接输入端，P区接地；R5为基区电阻；D5-3、D5-4为以基区电阻为P区，衬底为N区的二极管，其中P区接电阻，N区接电源。提取的电路图见图1。
三、课程教学改革
1.教学大纲的改革
本科生教学既要注重实践教学又要兼顾理论教学，不仅要掌握单元的版图设计和软件使用，还应该掌握版图结构原理。为此确立该课程的基本目标为：电路的分析及应用，能够读懂电路的线路图，并能进行正确分析；版图识读和常见基本器件的版图设计；布局布线与验证修改；[4]掌握版图的失效机理，并能掌握特殊器件版图的设计方法。
根据电子科学与技术的课程体系，参考几种教材制定了特色显著的教学大纲。该大纲主要内容包括：模拟和数字集成电路基本单元电路和工作原理；双极工艺、CMOS工艺和BICMOS工艺的介绍；集成电路的失效机理和防护措施；三种工艺的中的NPN和PNP晶体管、NMOS和PMOS晶体管、电阻、电容和电感等器件的版图和工作原理；特殊器件的版图及工作原理；[5]版图布局、布线和标准单元设计的基本规则；逆向版图的识别方法；[2]集成电路设计软件的使用方法。[6]
【关键词】模拟电路;数字电路;区别辨析
Abstract：With the rapid development of science and technology，electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger，so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories，digital circuit and analog circuit，according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly，so as to improve the design and optimization of electronic circuit.
Key words：analog circuit;digital circuit;difference
随着科学技术的突飞猛进，电子电路的自身功能不断增强，晶体管的尺寸不断减小，系统规模不断扩大，应用领域不断拓展，与人类生产、生活的密切度不断提升。电子电路按照功能可以分为数字电路和模拟电路两大类。模拟电路是处理连续函数形式的模拟信号的电子电路。数字电路是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，又称数字逻辑电路（以“开”、“关”两种状态或者以高、低电平来对应“1”和“0”二进制数字量）。模拟电路和数字电路有着显著的区别。
1.信号变化的特点不同
模拟信号的大小是随着时间连续变化的，即模拟信号在时间和数值上是连续的，幅值可由无限个数值表示。而数字信号在时间和数值上是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。因此，模拟电路更加关注电压、电流的具体值，而数字电路则更加关注电平的高低。
2.处理信号的手段不同
模拟电路和数字电路都是信号变化的载体，对模拟信号能够执行的操作，如滤波、放大、限幅等都可以对数字信号进行操作。
模拟电路对信号的处理主要是通过场效应管的放大特性来实现的，当然还包括电阻、电容、二极管、双极型晶体管等元器件的特性，最终利用一定的数学模型所组成的运算网络来实现。处理方式有测量电桥、信号放大、信号滤波、调制解调、信号变换和AD变换。而数字电路对信号的传输主要是通过场效应管的开关特性来实现操作的，并由场效应管构成与或非等基本门电路、触发器、寄存器、编码/译码器、算术逻辑单元等完成复杂的算术与逻辑操作。
尽管模拟电路和数字电路对信号的处理方式不同，但其实从根本上来说，所有的数字电路都是模拟电路，其基本的电学规律、电学原理，都与模拟电路一致。例如，用PMOS管和NMOS管可以构成互补式CMOS电路，其对称且互补的结构，恰好使其能处理高低数字逻辑电平。
3.信号抗扰动能力的强弱不同
通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声，把来自外部原因的扰动称为干扰，干扰有一定的规律性，可以减少或消除。
在模拟电路中，由于信号几乎完全将真实信号按比例表现为电压或电流的形式，造成模拟电路对于噪声的影响比数字电路更加敏感，模拟电路系统中各个不同部分的偏差积累起来，使得偏差量的负面影响变得较为显著。模拟信号在多次处理和长距离传输的过程中，波形会发生改变，若处理不当，将造成信息损失，具体表现为图像、声音失真，严重时甚至会出现信号中断现象。通过使用屏蔽导线，或者在电路中引入低噪声运算放大器，可以尽量缓解噪声的负面影响。而数字电路是由许多的逻辑门组成的电路，信息只取决于高低电平，只要信号的偏差在一定范围内，就不会造成误码。
因此，从信号处理的角度看，对信息进行量化的数字电路系统比模拟电路系统抵御噪声的能力、信号抗干扰能力更强，信号的精度更高。
4.电路设计的难易程度不同
模拟电路的设计常常需要更多的手工运算，其设计过程的自动化程度低于数字电路，因此模拟电路的设计通常比数字电路的设计更难，对设计人员的水平和能力要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。但是因为自然界的大多数实际信号是模拟的，所以数字式电子设备、电子产品要在真实的物理世界中得到应用，就离不开一个模拟的接口。例如，数字电视机的基本原理就是将电视台送出的图像及声音信号数字化后调制发送，由数字电视接收后，解调还原出原来的图像及声音。因为全程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。
目前电路设计自动化程度日益上升，常用的电子电路设计和分析软件主要有：EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我们根据软件功能分为以下几类：
（1）电子电路设计与仿真工具
包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它们可以进行各类电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出，并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
（2）PCB设计软件
包括Protel、Autium Designer等。这两者功能类似，都包含了原理图绘制、印刷电路板设计、模拟电路与数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计等功能，界面友好、使用方便，目前主要用于电路设计和PCB设计。
（3）IC设计软件
Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC设计领域相当有名的软件供应商，提供的软件都非常适用于深亚微米的IC设计。对于模拟电路而言，普遍使用HSPICE，是因为它的模型最多，仿真的精度也最高，可以满足大多数设计者的需要。
（4）PLD设计工具
PLD是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD和FPGA。由于PLD的在线编程能力和强大开发软件（如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus）的存在，工程师可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内，大大缩小了电路的尺寸以及开发周期。
5.总结
模拟电路和数字电路有着诸多显著的区别，辨析清楚两者的区别对电子电路的改进、设计和研发有着十分重要的意义。
人类电子学发展史上第一个被发明出来并得到大规模生产的器件是模拟的。后来随着微电子学的发展，数字技术的成本大大降低，加之计算机对于数字信号的要求，使得数字式的方法在人机交互等领域具有可行性和较高的性价比。当然，尺有所长，寸有所短，模拟电路和数字电路有着各自的优缺点，适用的方向也不同。电子电路的发展，经历了从模拟到数字的进步，但不等于数字电路可以完全取代模拟电路，也不能简单地说哪一个更实用、更有效。我们设计电路时，应该扬二者之长，避二者之短，使两者融为一体、交相辉映（如数模混合电路、数字模拟电路、模拟数字电路），从而达到电路体积更小、功能更强、功耗更低、成本更低、集成度更高、稳定性更好、可靠性更高的理想效果。
参考文献
[1]逄亚清.模拟电路与数字电路区分及实用知识的探讨[J].山东工业技术，2013，12：155.
[2]苏成富.模拟电路与数字电路[J].电子制作，1998，02：17.
2.课程设计理念
以企业真实项目为依托，从企业的真实项目中提炼出与本课程相关的一些项目，如八路抢答器，直流数字电压表等项目，以培养学生职业能力和职业素养为目标，以企业实际生产工作过程为主线，企业参与的多方评价机制。
3.学生基础和智能特点分析
本课程的授课对象为电子信息工程技术专业的大一学生，该学生来源复杂，有理科生、文科生及对口生，该学生的特点是基础和动手能力参差不齐，但有很高的学习热情。基于以上学生基本特点，我们采取的措施主要是：在教学过程中，将学生分成若干个学习小组，每个小组兼有理科生、文科生及对口生，充分发挥理科生逻辑思维较强，文科生语言表达清晰，对口生计算机应用能力较好的优势。以取长补短，实现优势互补。
4.课程内容的选取和教学组织安排
本课程安排了5个综合性的实训项目，声光控制灯电路的制作、八路抢答器电路的制作、电子生日蜡烛电路的制作、流水彩灯电路的制作及直流数字电压表的制作。以上5个实训项目在知识目标和能力目标上都是逐级递深的，这一点也符合我们的认知规律。教学组织安排：对于每个实训项目，都包含知识目标、能力目标以及子任务，在这里，我就不再一一赘述了。
5.教学模式及教学方法手段
在教学实施过程中，综合采用了多种教学方法：项目教学法、演示法、小组讨论法、角色扮演法、实践教学法及汇报展示法。下面我以项目教学法为例，具体介绍一下该教学法在教学实施过程中的应用。本课程安排了5个综合性的实训项目，每个项目都以企业真实项目为依托，通过项目教学法，可以使学生对知识的理解实现从量的变化到质的飞跃，还可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。在教学过程中，我们根据内容的不同，灵活采用不同的教学方法，以满足教学。教学手段包括：多媒体教学与传统板书教学有机结合，可以提高师生之间的互动；利用实训室进行实践教学，提高学生的动手能力；利用仿真软件进行教学，提高教学的直观性。
6.课程对教学条件的要求
师资方面：本课程专任教师共5名，均有丰富的信息类行业企业生产一线的工作阅历，且都具有高级无线电调试师职业资格和电子产品生产调试能力；兼职教师共3名，均有三年以上电子信息类的行业企业生产一线的工作阅历和熟练的电子产品生产调试能力，具有教师基本素质。实训条件方面：我们有数字电子技术实训室，可供学生进行电路搭建，还有EDA实训室，学生可以进行电路仿真，电子工艺实训室可以给学生提供电路焊接及调试的场所；校外实训基地有河北先控电源设备有限公司、河北鼎尚电子设备有限公司、河北方圆测控有限公司以及京华电子实业有限公司，为学生提供了岗位认知及顶刚实习的校外场所。学习资源方面：我们选用的教材为高职高专教材，是由本课程专任教师与企业合作开发的校企合作课程，另外还提供了三本参考教材，给教师教学和学生学习提供了很好的辅助作用，网络资源方面，首先包括《数字电子产品设计与制作》精品课建设，已经通过了学院的遴选，现在正在建设期，目前可提供的资料有课程标准、授课计划、项目评分标准、教学课件、习题及参考答案及数字集成电路资料等。
二、教学单元设计
下面我以项目二“八路抢答器电路的制作”这一项目为例，介绍一下教学单元设计。知识目标：
1.能了解数制与数码的种类及运算；
2.能对较复杂的组合逻辑电路进行分析；
3.会用门电路进行电路设计，实现相应的逻辑功能；
4.了解常用的组合逻辑电路的功能；
5.能分析8路抢答器电路的工作原理。能力目标：
1.按要求用常用的集成门电路实现较复杂的逻辑功能；
2.能对常用组合逻辑集成电路进行测试；
3.用组合逻辑集成电路设计制作8路抢答器。子任务：
1.用门电路制作简单逻辑电路；
2.编码器的逻辑功能测试；
3.译码器的逻辑功能的测试；
4.八路抢答器的制作与调试。教学组织实施过程包括五个环节：资讯、计划、准备、实施及评价环节。在资讯环节，首先明确学习目标要求，教师对项目所能实现的功能进行演示，学生通过观摩学习，阅读并分析参考资料、工艺文件等相关资料，讨论其功能，激发兴趣，明确项目任务，用时1课时。在资讯环节主要采用了演示教学法。在计划环节，班组长先组织小组讨论，然后交流对工作任务的认识及相关知识的分析，将工作任务进行分解，初步制订工作计划，用时1课时。在计划环节主要采用了小组讨论教学法。在准备环节，主要是知识的准备：采用讲授法、演示法、分组讨论等教学方法，使得学生获得相关知识，用时4课时。在实施环节，首先对电路进行设计，利用仿真软件对电路进行仿真调试，观察和测量电路的性能指标，并调整部分元器件参数，从而达到各项指标的要求，用时4课时。然后是材料、工具准备：工具人手一套，芯片等元器件利用课余时间分组去市场购买。接着进行搭建电路、焊接、调试、检查，用时10课时。在评价环节，主要包括四方面的评价：
1.项目积分50%
芯片的使用和检测；电路制作；汇报演讲。
2.课堂表现10%
课堂纪律；学习态度10%。
3.能力表现10%
动手实践；电路分析及调试。
4.企业评价30%
【关键词】电工电子 网络课程 系统仿真 EDA
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2009）02－0013－02
一、电工学课程的定位
《电工学》是大学理工科非电专业学生必修的一门重要技术基础课。主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作奠定电工技术与电子技术的理论基础，并使他们受到必要的基本技能训练。［1、2］不仅使学生获得完整和扎实的电工和电子方面必要的基础理论、基本知识和基本技能，还可以培养学生严密的逻辑思维能力、计算能力、综合分析和解决问题的能力、初步的科学实验能力。
二、国外重点大学电工学讲授的内容
根据国内的实际情况和技术课程要指导实践，服务于社会的原则，国内外重点大学所讲授的电工学的基本内容有很大的不同，下面就美国普林斯顿大学和莫斯科、彼得堡的重点大学以及国内重点大学所讲授的内容比较：
1．国外教学内容
根据美国J.R.Cogdell著《电气工程学概论》内容反映出在美国电工学所讲授的主要内容该书主要分4部分：［3］第I部分 电路32%（第1章 基本电路理论；第2章 直流电路分析；第3章 动态电路；第4章 交流电路分析；第5章 交流电路中的功率；第6章 电力系统。）第II部分电子技术23%（第7章 半导体器件与电路；第8章 数字电子技术；第9章 模拟电路。）第Ⅲ部分 系统18%（第10章 测试设备系统；第11章 通信系统；第12章 线性系统；第13章 机电学物理基础。）第Ⅳ部分 电动机27%（第14章 磁结构与变压器；第15章 同步电机；第16章 异步电动机；第17章 直流电动机；第18章 功率电子系统。）
美国加州大学圣地亚哥分校（University of California, at San Diego，简称UCSD）电气与计算机工程系（Electrical and Computer Engineering Department, ECE）在讲授电工学时，分低、高年级开设课程具体情况是：［4］
低年级的一级公共课程中与电工学相关的课程：
（1）电气工程导论（Introduction to Electrical Engineering I/II）：主要介绍电路基本定律、半导体器件、基本模拟电路和数字电路。
（2）电气工程基础（Fundamentals of Electrical Engineering I/II）：讲解有源和无源电路的分析和设计、模拟和数字系统的分析和设计。
（3）电路与系统（Circuits and Systems I/II）：讲解电路原理、电路和网络的分析。
（4）电路与系统实验（Circuits and Systems Laboratory）：通过实验对实际的有源和无源电路进行建模、仿真和设计。
低年级的二级公共课程中与电子技术相关的课程：
（1）有源电路设计导论（Introduction to Active Circuit Design）：相当于国内的模拟电子技术基础课程。
（2）数字电路（Digital Circuit）：相当于国内的数字电子技术基础课程。
ECE系的专业课程分为10个方向的系列课程，学生可选修1～2个方向的系列课程。
高年级与电子电路和系统（Electronics Circuits and Systems）方向相关的课程：
（1）电子电路和系统（Electronic Circuits and Systems）。
（2）模拟集成电路设计（Analog Integrated Circuit Design）。
（3）数字集成电路设计（Digital Integrated Circuit Design）。
（4）高级数字设计项目（Advanced Digital Design Project）。
（5）计算机接口（Computer Interfacing）。
（6）数字信号处理导论（Introduction to Digital Signal Proces
sing）。
（7）数字信号处理I（Digital Signal Processing I）。
（8）微波系统和电路（Microwave Systems and Circuits）。
加州大学伯克利分校（UC Berkeley）电气工程与计算机科学系（Electrical Engineering and Computer Science Department, EECS）。
低阶段的三门课程：
（1）微电子电路导论（Introduction to Microelectronic Circuits）、全系必修
（2）电子学导论以及电子学导论实验两门课程，为计算机专业开设高阶段核心课程：①微电子器件和电路（Microelectronic Devices and Circuits）。②电力电子学（Power Electronics）。③集成电路器件（Integrated-Circuit Devices）。
高阶段其它课程：线性和非线性电路（Linear and Nonlinear Circuits）、半导体电子学（Semiconductor Electronics）、线性集成电路（Linear Integrated Circuits）、数字集成电路导论（Introduction to Digital Integrated Circuits）。
2．国内重点大学电工学讲授的内容
国内重点大学根据各自的培养方案、教学目标，每个学校都制定有符合自己定位的电工学教学大纲，在制定教学大纲时必须明白电工学课程在非电类专业培养方案中充当的角色？涵盖所有涉及电子电气的相关学科内容？基本立足点是什么？培养方案是否要修正？弄明白这几个问题的同时才能给电工学课程两个合理的定位，基础性定位：建立电子电气工程基础理论、基本方法不应演变成大学科导论；培养电子电气工程基本技能不应演变成某些产品的应用培训。通过国内电工学的教材演变放映电工的讲授内容。
国内电工学教材的编写有一个历史的过程：［6］
上世纪五十年代至六十年代，电工学课程基本套用原苏联的教材以引进、翻译为主，主要代表有：基泰耶夫和格列夫切夫编写的“普通电工学”和罗蒙诺索夫编写的“电工学基础”。
主要内容编排为：直流电路、电场、交流电路、三相电路、电工测量及仪表、变压器、感应电动机、同步电机、直流电机、电子仪器、电热、电气照明、电力网、发电与变电。
上世纪六十年代至七十年代末，在借鉴原苏联教材基础上，自编电工学教材，内容结构基本上沿用苏联教材体系以直流和交流电路、电机、电气控制为主，电子技术成分比较少。这与当时科学技术发展现状吻合。主要代表：哈尔滨工业大学.秦曾煌.《电工学》多学时；大连工学院工业大学.蒋德川.《电工学》中学时；天津大学工业大学.姚海彬.《电工学》少学时。
上世纪八十年代，电工学课程呈现多种发展模式，百花齐放，各校在恢复招生的带动下，纷纷组织教师自编教材课程内容、学时分配等呈现较大差异。为了保障教学水平，高教部（国家教委）组织编写全国统编教材，各个部委也相继出了各自的全国统编教材，1987年国家教委制定《电工学课程教学基本要求》。
上世纪八十年代末，随着科学技术的快速发展，大量新技术、新知识的涌现，电子技术的内容及其在电工学中所占的比重发生了很大的变化。《电工学》名称的本身已经不能较好地表达其中内容所涉及的范围。为了适应科学技术本身的快速发展和相应学科专业调整、变化对于电工、电子技术的需要，教育部《电工学》课程教学指导委员会将原来得一门《电工学》课程划分为：“电工技术”和“电子技术”两门独立的课程。
1995年修订的电工学课程教学基本要求，电工学课程分为三种类型：电工技术（电工学I）（55～70学时）；电子技术（电工学II）（55～70学时）；电路和电子技术（100～110学时）。上世纪九十年代中期后，电工学课程发展更加广泛。
已经普遍认同的有以下几点：
（1）电工学实际上是面向非电类专业的电工电子技术基础系列课程。
（2）根据专业特点，应该构建多种模式的电工学课程。
（3）电工学系列课程中电子技术的比例应得到加强。
（4）新技术（如PLC）应适时补充进电工学课程教学内容。
（5）新方法（如EDA）应纳入电工学课程。
2003年教育部要求教学指导委员会研究各专业培养方案和基础课程教学基本要求：
（1）按照基础性原则分模块给出基本要求。
（2）考虑不同专业需求，给出了基本模块和可选模块。
（3）在各模块中也考专业差异设置了若干可选内容。
（4）刚性（最低要求）和柔性（可选）相结合。
基本模块：
（1）电路理论。
（2）模拟电子技术。
（3）数字电子技术。
可选模块：
（1）电机及传动控制。
（2）电工测量。
（3）安全用电。
（4）EDA技术。
三、教学方法
对于电工学的教学方法国内外随着科学技术的发展都有一个过程，大致基本相同，国内的教学方法并不落后，只是在理论教学和实践教学上有较大的区别，说明国外的大学重视学生的应用能力培养，而国内的大学则侧重于理论教育。
1．国内大学的教学方法
80年代，传统教学方法：挂图、板书、模型，该方法的特点是：
（1）教学过程的艺术性强。
（2）课堂教学信息量受限。
（3）教师个性化发挥对教学质量影响大。
（4）对教师素质要求高。
（5）不同教师差异大。
90年代以来，CAI、EDA、电子教案、多媒体、课程网站、仿真手段、网络交互，该方法的特点：
（1）计算机的引入，突破了课堂信息量限制。
（2）新手段对老教师产生冲击。
（3）媒体增多，如何协调成为问题。
（4）学校教学设施开始显得不足。
（5）计算机多媒体手段已经被广泛接受。
（6）网络课程登场（2001～2003）。
（7）“在堂”学习和“离堂”学习。
（8）课程网站突破了学习空间和时间限制。
（9）网络交互功能必不可少。
（10）学生参与还很不够，需要解决“我要学”和“要我学”的根本问题。
2．国外重点大学的教学方法
国外重点大学在教学方法上其实和国内的教学方法基本上差不多，只不过在电工学的授课学时上有很大的区别，下面就莫斯科和彼得堡的重点大学（莫斯科动力学院）的“电工理论基础”为例说明国外的教学方法，在莫斯科动力学院的电工学课程，共学3个学期（第三、四、五学期）（在莫斯科和彼得堡的重点大学，共学4个学期）。
莫斯科动力学院的电工学授课：［7］共36＋36＋36＝108个课时（在莫斯科和彼得堡的重点大学，共51＋51＋51＝153个课时）实践课学时：共36＋36＋36＝108个课时，实验课学时：共36＋36＋36＝108个课时（莫斯科动力学院的学生还将完计算机典型计算0＋0＋0＋36＝36个课时），另外，莫斯科动力学院“电工理论基础”教研室还开设有“电工学的信息技术”课程：授课18个课时；实验课程36个课时。
四、结 论
随着教育国际化的不断发展，教育信息化的进程在不断深化中，电工电子基础课程的信息化建设也将不断地被推进。面对诸多挑战，国内高校基础课教师应积极应对，树立新的教育观念，提高自身的信息素养，改变教学方法，提升科研能力，努力提高自身的综合素质。随着教育全球化进程的深化，我国的基础课教学在教学内容和教学方法上将会不断的完善和提高，全球的教育网络资源建设会越来越完善，条块分割、各自为政的局面将会得到彻底地改变，学科、院校间的交流将会不断发展。
参考文献
1 李春彪.“电工学”课程教学中的四个有力杠杆［J］.南京：电气电子教学学报，2005（4）：39～41
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【关键词】超高频 射频标签 数字电路 协议内容
射频识别（RFID）技术在我国兴起时间较晚，对应产品长期涉足于中低频领域之中，包括二代身份证、票证管理等，相比之下，对于超高频段产品，自主性开发实力严重不足，最终势必与激烈的国际市场竞争环境，产生严重冲突。相关技术人员在进行读写器和射频标签通信流程研究前提下，仍需深度结合EPCC1G2和ISO/IEC1800.6协议，以及VHDL语言等予以交互式探究解析，以确保可以针对既有电路系统结构与模块的细致化实现方式加以描述。
1 关于超高频射频识别技术标签内涵机理的客观论述
射频识别系统大多数情况下借助读写器、射频标签修缮而成。其中后者主要附着在预识别物体上，并保留特定格式的电子数据，保证和特定物品标识性信息产生积极回应；至于读写器，则能够在无接触情况下，精准地读出标签内部存储的数据信息，最终完成不同类型物品的智能化识别和管制目标。归结来讲，上述两类媒介，始终依照标准样式的通信协议内容，以及足够优质的射频技术，进行相互沟通交流。具体行为流程表现为：
（1）读写器发挥功用范围内的标签，主要负责接收其不定时传输的载波能量，上电复位，并且依照指示完成相关的操作任务。
（2）读写器进行标签识别前期，会自动发出选择和盘存命令，在与单个标签通讯情况下，其余标签则基本上维持休眠状态。随后，成功被识别的标签，会依照次序执行读写器发送的访问命令，并借助反向散射调制途径，将关键性数据信息依照原路输送，成功后快速介入休眠状态，随后不会针对读写器作出应答。
（3）读写器随后会针对其余标签加以搜索，并重复演练上述识别工序流程。
（4）进行单位标签分别唤醒和精准化读取，持续到所有标签被完整识别方可停止。
2 涉及超高频射频识别技术标签的结构和系统规格细致性研究
在RFID技术中，相比于较成熟的低频和高频频段的RFID技术，超高频RFID因为具有识别速度快、读写距离远、存储容量大等优势，成为国内外研究热点。超高频射频技术标签，主要利用模拟和数字两类结构单元搭建。涉及此类协议限定的标签系统规格具体如表1所示。
其中模拟电路主要集合了唤醒、时钟产生、包络检波、解调、反射调制等电路，而数字结构则集中于EPC通信协议实现领域之中，针对读写器第一时间发出的命令予以识别执行，就像是读写器和标签通讯过程以及输出数据编码的实现等。
3 后期标签数字电路设计方案的科学化验证解析
标签芯片作为超高频RFID系统的核心之一，要求具有低功耗、低成本的特性。由此，笔者经过对协议内容的细致性验证评估，决定应用TOP.down设计手段。
（1）就是进行电路基础性功用清晰化描述，同时依照各类功能特性进行此类系统架构内的模块有机划分。
（2）结合VHDL硬件描述语言，实现RTL代码设计指标，之后予以特定功能仿真演练，持续到验证工作处理完毕过后，配和EDA媒介，选定工艺库并实施逻辑综合式优化改造。
（3）采取自动化布局线处理版图设计事务，最终形成所需的芯片。
经由上述工序确认的系统架构正如图1所示。
结构整体包括译码、循环冗余校验、状态机、CRC产生、编码、时钟分频模块，以及存储器。其中译码模块主要负责接收模拟单元解调出的命令信息，并且联合协议内部格式，将这部分信息快速转化成标签数字单元下能够识别的二进制数据，最终传输到CRC校验和状态机模块之中。而CRC校验模块会对当下接收到的命令加以完整化对比校验，确认其有效价值过后，便会触发状态机模块，引领起控制标签和执行相关操作指令，包括存储器流畅性读写、现场放冲突控制等。上述流程交接完毕过后，则可以将数据传送到CRC产生模块，形成可靠的校验码，一并交由编码模块处理，随后编码模块会利用特殊刑形式的脉冲方式，实现模拟单元和射频技术下的改造目标；至于读写器则负责收尾工作。当然，为了顺利规避不必要的功耗问题，时钟分频模块会事先进行全局时钟分频处理，最终产生的频率信息，会借由数字单元或是其余模块交接沿用。存储器的关键性存在意义，就是进行标签标识性信息收集存储。
4 结语
综上所述，笔者主要联合EPCC1G2和ISO/IEC18000-6协议内容，VHDL硬件描述语言，以及EDA工具等，进行超高频段射频识别标签数字电路改良设计，希望就此迎合不同类型射频识别标签的数字化工作需求。相信依照上述内容进行长久化调整，有关既有电路的性能和后端设计等目标，都将顺利达成。至于进一步研究的课题内容，则基本限定在电路结构适当简化和功耗合理降低层面之上。
参考文献
[1]谭波.高频RFID标签芯片低功耗基带控制器的研究与设计[D].华中科技大学，2008.
[2]王强.基于EPC Class-1 Generation-2标准的UHF RFID标签芯片数字电路设计[D].天津大学，2009.
随着通过电池供电的便携式电子系统的应用范围持续增长，推动了对某类数字集成电路(ICs)的需求，这类电路的特点是功耗消耗保持在尽可能低的水平。与此同时，设计师们必须在最小的封装体积中，将更多的高频功能封装到芯片内。毫无疑问，越来越多的性能和单元数量将导致功耗的增加，使得功耗管理成为影响硅片成功的重要因素。
创建最理想的低功耗设计，无论是动态功耗还是静态功耗，都涉及到了在设计流程不同阶段时序、功耗和面积间复杂的折衷权衡问题。这些问题相互间联系密切，所以低功耗分析和优化引擎必须可与整个RTL-to-GDSII流程相集成并可贯穿应用于这一流程中。
动态功耗(DynamicPower)
动态功耗的降低虽然可通过调整电容、电压和频率来实现，但其中仍有些细微部分需多加考虑。
例如：同一门极电路中两个晶体管同时被导通的总时长是晶体管输入开关阈值和门极驱动输入信号斜率的一个函数。这些晶体管尺寸必须要足够大，这样信号才能足够迅速地进行转换以便激活门极电路。
如果晶体管尺寸过大，通过最大程度缩短两个晶体管同时打开的时间来实现功率节省的目标就无法达成，因为晶体管过大会导致电容的增加，门极电路为增加的电容充电会消耗额外的功率，这最终会导致噪声、过冲、下冲以及串扰等信号完整性问题。
同样地，如果这些晶体管尺寸过小，那么它们同时打开时间会更长、功耗更大，而且驱动不足的信号也容易受到噪声和串扰耦和效应的影响，因此晶体管尺寸和开关时间必须加以优化，这样才能将功耗降至最低。
降低动态功耗的另一种方法是降低系统时钟的频率，但这样会导致器件性能的降低；或者还可以使用门控时钟，使得仅仅那些这一时刻需要执行有效任务的器件被时钟驱动。当然，我们也可以通过应用适当的时延平衡来将局部数据活动(毛刺和冒险现象)减至最少。
此外，我们还可以通过架构的折衷权衡来降低功耗，即在设计流程的算法和架构阶段进行功能并行与频率和/或电压之间的折衷权衡。例如：您可用两个模块副本来替换原来的一个逻辑模块，两个模块各执行一半的任务，这样两个模块都将拥有更低的运行频率和电压。如此一来就可在保持性能不变的同时降低实现该功能的总功耗，不过同时也会占用更多的硅片空间。
静态功耗(Sretie Power)
静态功耗源自干晶体管未激活时漏电流，与温度和开关阈值成指数关系。为了解决这个问题，IC代工厂提供了具备多阈值电压(Vt)器件的库，其中开关较快的低阈值晶体管漏电流较高、功耗较大；而开关较慢的高阈值晶体管漏电流较低、功耗较小。
这其中需要进行复杂的平衡工作，因为降低供电电压是可以减少发热量，降低静态功耗，但同时也会增加门时延，而降低晶体管的开关阈值则可以加快晶体管开关速度，但同时会导致漏电流和静态功耗呈指数极增加。
电压降效应(Voltage Drop Effects)
深亚微米(DSM)器件也属于易受电压降效应影响的器件，电压降效应主要由外部引脚到内部电路的电源和地线网络的电阻所引起。
由于每段电源和接地轨都有一小段电阻，因此反相器链中距离主电源和地线引脚最近的逻辑门，其供电电压就最好(图2中G1)；相邻的第2个门极(本例中G2)的供电电压则相应稍差一些，依此类推，距离主电源和地线引脚越远的门极其供电电压就越差。
当存在瞬态或AC(交流电)电压降效应时，这一问题还将进一步恶化，当有大量寄存器元件同时开关，可能会在供电网产生严重的“毛刺”现象。要想分析并解决这些电压降效应，电阻、电感、电容效应都是必须要考虑到的问题。
电压降效应之所以如此重要，原因在于整个逻辑门的输入到输出时延会随着供电电压的降低而增加，最终可能导致该逻辑门不符合其时序规格。同时门极驱动不足时也会引起互连线时延的增加，供应电压下降时门极的输入开关阈值将会改变，由此会导致门极电路变得更容易受到噪声的影响。
随着轨道宽度的降低，电压降效应将随着电源和地轨电阻系数的增加而变得更为严重。虽然可以通过增加电源和接地轨宽度来将电压降效应降至最低，但是这同时也会占用到宝贵的硅片空间，最终导致布线拥塞问题。而要解决这些问题就必须尽可能大地拉开所有逻辑单元间的间距，但这样却又会由于信号连线长度的增加而导致时延(和功耗)的增加。
在芯片总功耗中，时钟树网络的功耗占据了很大一部分。将功耗作为一个成本函数来考虑，控制时钟树功耗越来越重要，特别是在较小型几何拓扑环境中更是如此。目前已有各种不同技术可被广泛应用于RTL综合和物理综合中，如：广泛的时钟门控覆盖、时钟门控电路的克隆/反克隆、有功率意识的缓冲器插入、尺寸调整和时钟门控电路布局。此外，如CTS期间多阈值电压(Vt)、层次化时钟门控、基于逻辑行为的时钟门控等其他技术也可以提供额外的功率节省。
其中，有一项已得到日渐普遍使用的技术是将设计分为多个“电压岛”，如图3所示。虽然供电电压更低的电压岛性能也随之降低，但其动态功耗也将大幅降低。
在将设计分成多个电压岛时，网表中必须要插入适当的电压转换元件来从一个电压域到另一个电压域连接信号。一个真正有功率意识的设计环境应该能够自动插入这些单元。
功率门控(power gating)
功率门控通过有选择地切断设计中未在使用部分的电源来解决泄漏问题，如图4所示。它是利用高阂值电压(high-Vt)开关来连接全局恒定电源线轨与局域开关电源线轨，这就使得局域线轨的供电能根据需要开启或者关闭。提供了细粒度、中粒度和粗粒度控制能力。
其他技术则均得益于具有“功率意识”，例如：映射、利用非关键时序路径的多阀值晶体管、平面规划和布局、解耦电容布局、时钟树综合和时钟门控，以及时序优化。
总之，功率分布网络应基于早期功率网格还没有完成时执行的线轨分析结果进行设计。芯片上正确的消耗元件分布应避免热点和局部电压降问题，线宽算法能够有效解决电压降和电迁移问题。
集成的工具套件
目前，第三方单点工具要么需要使用到多个数据库，要么需要将完全不同的数据模型组合进一个数据库中，不仅需要执行数据转换和文件传输，同时也使得数据管理工作变得相当烦琐、耗时且容易出错。
然而，最严重的问题还在于，其布局后再修正缺陷的做法代价极为昂贵，特别在修正工作必须手工进行时就更是如此。如果在手工修正之后必须返回重新进行分析工作(而不是与修正工作同时进行)，那么情况将会进一步恶化，因为分析后可能显示出修正工作要么未起到应有的作用，要么可能给设计工作带来了新的、不一样的缺陷。
例如：要想完全计算出电压降效应的影响，首先重要的是要拥有一个能基于实际电压降以单元为基础地进行时序衰减计算的环境；接着，时序分析引擎应利用这种衰减后时序数据来识别关键路径上的潜在变化；最后，优化引擎应进行适当的修正来解决由于时序变化而导致的潜在的建立或保持问题。
而这就需要有一个能够确保功率分析、电压降分析、衰减计算、时序分析和优化引擎可无缝协作的设计环境。
功率分析单点工具与环境的其他部分之间集成性的缺乏意味着当功率分析结果用于定位和隔离时序和/或信号完整性问题时，修正问题的同时也将给功率网络引入新的问题，最终可能导致大量、耗时的设计迭代。
一个真正的低功耗设计环境应具备让所有的功率分析工具与综合、布局布线、时钟树综合、提取、时序和信号完整性分析等实施工具同时运行的特性，要能够使用统一数据模型来为这些工具提供对分析数据的同步访问并实现对设计的“实时”变更。
结束语
