導語：如何才能寫好一篇集成電路概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞關鍵詞：CDIO ； 模擬電路； 教學改革

中圖分類號：TP302文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2013）011004802

0引言

隨著我國經濟的不斷發展，社會和企業對人才的需求也日益增長，而傳統的人才培養模式往往重視理論而輕視學生的實踐與創新，強調知識的學習而忽略對學生能力的培養，從而導致現如今很多畢業生的綜合素質偏低，實際工作能力較差，不能滿足社會及企業的需求。因此，如何培養理論與實踐、專業知識與綜合素質兼備、適應社會和產業發展需要的創新型應用人才成為我國高等教育改革的熱點。近年來，在教育部的支持下，CDIO（Conceive Design Implement Operate）教育模式被很多高等學校在教學改革中推行，旨在培養高素質創新人才，提高學校人才培養的質量。CDIO意味著構思、設計、實施和運行，它把教育和實踐訓練過程比作產品從研發到運行這個生命周期。它實質上是以工程項目為基礎，讓學生在學習過程中接觸工程實踐，培養學生的自主創新能力。

1《模擬電路》課程教學現狀

（1）教材。 該課程的教材比較偏重于理論知識的描述，而關于實踐部分的內容偏少；課程的基本概念太多，專業術語抽象難理解，學生學習起來感覺比較枯燥、難學；課程內容太多而學時安排有限，部分內容未做要求，導致知識不連貫。

（2）教法。 教師在講授該課程時，往往會采用傳統的講授法，在講授過程中側重于講解電路的原理及過程，定量的去分析計算電路的參數等理論性較強的內容，而很多內容與工程實踐相脫節，從而使學生提不起興趣，產生厭學情緒，導致學生復雜的電路不會分析，簡單的工程電路看不懂。

（3）學法 。 近年來隨著高考的擴招，報考計算機、電子、通信等熱門專業的學生也越來越多，學生的整體素質有所下降，缺乏自主學習能力。同時有些學生并不是因為興趣愛好報考這個專業的，在學習該課程的過程中，遇到一點點困難就打退堂鼓，失去信心，這種被動的學習會導致學生越學越沒興趣，越學越差。

（4）實驗。 理論學習的目的就是要把理論與實踐結合起來，將理論應用于工程實踐中，因此，學校應重視學生的實踐練習。然而由于學生太多，而實驗場地又有限，實驗課往往都是分組進行的，一個學期下來，學生做不了幾次實驗，實踐得太少；同時該課程的實驗多以驗證型實驗為主，缺少設計型的實驗。一般實驗室里都有現成的電路模塊，學生只需接接線、調調電阻、讀讀結果，雖然練習使用了示波器、函數發生器等電子設備，但對于一些電子元器件的性能并不能得到深入的理解。

（5）考核。 現行高校該課程的考核方式比較單一，重視理論考試而忽略了對實踐的考核。而學生只要期末將這些基本概念、基本原理背熟，即使這門課程什么都沒學會，應付考試還是可以的。這種考核方式導致大多學生為了通過考試而學習，并非是出于興趣、愛好，培養出來的學生僅僅是考試的機器，缺乏學習和創新能力。

2基于CDIO理念的《模擬電路》教學改革與實踐

傳統《模擬電路》教學中存在的種種問題，主要是由于重視理論而忽略工程實踐造成的，因此考慮將以工程項目為基礎的CDIO思想貫穿于《模擬電路》的教學活動中，進行以下教學改革。

2.1專業教師角色轉換

現階段高等院校的專業教師授課方式比較單一，授課內容重理論而輕實踐，由于教師缺乏工程實踐經驗導致學生的工程能力和團隊能力得不到鍛煉與提高。因此，為了提高學生的工程創新能力與工程實踐能力，就要求教師不斷地提高自己的工程教學能力，不但要具備扎實系統的理論知識，同時要具備相當豐富的工程經驗。從某種意義上來說CDIO教學模式提高了對教師的要求，同時也增強的教師自身的能力。

傳統的教學模式中，教師是整個課堂活動的主體，學生則是被動接受知識。而CDIO理念下，培養的是學生的學科專業知識、工程創新能力與實踐能力等綜合素質，學生是整個教學活動的主體。因此，教師要將CDIO的思想傳遞給學生，積極大膽地改變教學方式，將傳統的講授與灌輸角色轉變為課堂的設計者與引導者，使學生由被動的學習變為主動的參與，引導學生自主地發現問題、分析問題、解決問題，驅動學生的學習動機與學習積極性。

2.2課堂教學改革

在模擬電路的課堂上經常出現這樣的現象：老師在講臺上講的津津有味，而學生在下面聽的昏昏欲睡，這主要是由于枯燥的理論使學生提不起學習的興趣。將CDIO的觀念貫穿于課堂教學中，就是強調學生的自主能動性，因此，作為專業課教師，在教法上要多下功夫，不斷引導學生思考，激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。

（1）課題導入。 導入是課堂活動中的一個重要環節，精彩的導入，不但可以營造一個輕松的教學氣氛，促使學生情緒高漲，激發學生的興趣，同時能夠使學生明確學習目標，更快地進入到學習情境中。教師可以根據不同的教學內容采用實物、實驗、演示、提問、懸念、故事等多種不同的導入方法。比如在講解靜態工作點穩定電路這一節內容時，可以采用提問式導入，先提問學生：“基本共射放大電路中存在的問題？”引導學生分析并得出結論：“Q點不穩定，輸出波形會出現失真”，根據這個思路繼續引導，要想得到不失真的放大信號，就要對電路進行改進，演示出改進后的電路圖并與原電路圖進行比較分析。這樣很流暢地引出本節內容的重點，學生也容易理解。

（2）教學手段。 在教學過程中，采用多媒體與板書相結合教學手段。對于一些比較抽象，學生不容易理解的內容（如PN結的形成、BJT內部載流子的傳輸過程、集成運放內部電路結構等），可以通過幻燈片形象直觀地演示給學生，便于學生理解的同時，激發學生學習的興趣；采用多媒體教學信息量大，可以收集很多與現實生活相關的資料，如機器人、電視機、遙控汽車、報警電路、密碼鎖等，也可以給學生介紹電子技術在移動通信、工業控制等多個領域的高科技前沿技術，在激發學生興趣的同時提高教學質量；同時，電路設計自動化、計算機輔助分析等仿真軟件里各種參數的元器件應有盡有，學生可以根據所學理論、結合自己的興趣，隨心所欲地設計并仿真電路，大大提高了學生自主學習的積極性。然而，對一些公式的推導、計算來說，由于多媒體演示的速度和節奏過快，學生的思路有時會跟不上進度，結合板書講解效果會更好。因此，教師應將多媒體與板書有效地結合起來，揚長避短，使得教學效果更佳。

（3）課堂討論 。 基于CDIO的思想，為了充分發揮學生自主學習的能力，培養學生的創新精神，課堂討論的教學形式被運用于模擬電路的課堂教學活動中。在分組討論的過程中，學生是課堂的主體，而教師只是引導者，各小組成員通過對相關問題進行分析、討論、綜合、歸納后得出結論。這種討論的方式一方面活躍了課堂氣氛，增加了學生與教師之間的交流，同時對開發學生的智力、培養學生的邏輯思維能力、鍛煉學生的理論研究能力、口頭表達能力、協調組織能力、團隊合作能力等綜合素質具有突出的作用。

（4）重視課外教學。由于課堂上的時間有限，所學的知識也是有限的。因此，那些對該課程內容比較感興趣的學生就需要在課后花更多的時間繼續學習。為了便于學生之間知識的相互溝通和交流，可以建立課外興趣小組，同時配有專門的輔導教師負責指導。輔導教師利用課余時間對這些學生進行工程培訓，旨在培養學生的自主性、過程性和創新性。同時引入一些競爭機制，比如在院系里開展科技文化節、電子設計大賽等活動，一方面可以鍛煉參賽者的創新精神、自學能力、團隊合作能力、組織交流能力等綜合素質，另一方面可以給低年級的學弟學妹樹立榜樣，吸引更多的優秀學生加入到興趣小組。

（5）實驗課程的改革與實踐。現階段很多高校模擬電路實驗都是分組進行的，有些學校由于資源有限，3、4個同學擠在一臺機器上做實驗，而且所做的實驗基本上是以驗證性為主，采用現成的電路模塊，學生只需把電源負載連進電路即可，這種實驗課并不能很好地鍛煉學生的獨立設計及創新能力。教師可以將實驗內容、實驗原理、實驗過程等資料掛在網絡上，方便學生提前預習。同時根據不同層次的學生，可以設置不同難易程度的實驗內容，鼓勵那些比較優秀的學生做更深入的設計型實驗。在實驗的過程中，將硬件實驗軟件仿真實驗有效地結合起來，首先將自己所設計的電路通過Multisim軟件進行仿真，仿真通過后就可以在面包板上搭建實際電路并調試。整個實驗過程不但讓學生對各種電子元器件、對課堂上所學的理論知識有了更深刻的認識，同時還提高了學生的動手能力及創新能力。

參考文獻參考文獻：

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＼[3＼]康亮，毛煉成，洪曉鷗.CDIO教育模式在電子技術實驗課程中的應用與探討＼[J＼].上海第二工業大學學報，2012，29（1）：5861.

＼[4＼]曹海平，管圖華.基于CDIO理念的電工電子實訓教學改革與實踐＼[J＼].實驗室研究與探索，2013，32（1）：140142.

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關鍵詞 片上系統設計導論 集成電路設計 項目化教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）17-0010-02

隨著半導體工藝和集成電路設計技術的發展，集成電路的規模可以達上億個晶體管，已經發展到片上系統SoC（System on Chip）。現代片上系統（SoC）是利用IP核（Intellectual Property Core）復用和深亞微米技術，采用軟件和硬件結合的設計和驗證方法，在一塊芯片上實現復雜的功能。它廣泛應用于汽車、醫療設備、手機和其他消費電子，其應用領域的市場應用結構如圖1所示。

圖1 2013年集成電路設計市場應用結構

圖2 2008-2014年集成電路行業的產值

2008年以來，我國集成電路產業總產值從2107億元增長到2915億元。2014年，據國家統計局統計，共生產集成電路1015.5億塊，同比增長12.4%，增幅高于上年7.1個百分點；集成電路行業銷售產值同比增長8.7%，增幅高于上年0.1個百分點。集成電路行業的產值如圖2所示。

近年來，半導體集成電路產業在國家政策支持下發展迅速，因此對人才的需求在不斷增加。據權威機構報道，2010年以來，中國IC產業對設計工程師的需求將達到30萬人以上，并且逐年增加，但目前國內實際人才數量相較于需求遠遠不夠。高校是人才培養的搖籃，但高校大多數教授基礎概念，并了解基本的設計流程和設計方法，遠不能滿足行業的要求。

針對這一現象，《片上系統（SoC）設計導論》課程將結合《固體物理》《半導體物理》《數字集成電路設計》《模擬集成電路設計》《VHDL語言》等多門課程，以項目化教學的形式進行教學，并且對其進行探討。

一、采用項目化教學改善學生只會理論、不會設計的現狀

（1）解決SoC設計與相關課程之間的內部聯系，教學內容主要涉獵到相類似的部分，通過將一個大項目分解成幾個小項目，通過逐漸加大項目的難度，使學生在項目中逐漸加深了對知識點的理解，并且將課程的主要內容相互銜接與融合，形成完整的SoC設計概念。例如通過對矩陣加法器的項目分解如下幾個小項目來實現，具體項目如圖3所示。通過這些項目設計過程完整地訓練，既培養了較強的SoC設計能力，還提升了學生的擇業面。

圖3 項目流程圖

（2）項目中會先有示例，然后引導學生對分解的小項目做設計，熟悉設計流程和設計方法，而且解決了理論教學與實踐教學相脫節的問題，轉變了傳統的理論教學方式，達到較好的教學效果。

二、 通過PDCA戴明環的方式改善設計的產品不能用的問題

（1）在SoC設計的過程中，通過跟蹤課內外學生設計中反應的問題，對項目難易度的進行調整，提高學生的綜合素質，逐步鍛煉和培養學生的自主學習、團結協作等能力。

（2）結合新的技術或者領域，對項目進行適當的調整，在基礎層上讓學生邊學邊做，在單個簡單的模塊中進行訓練，最后實現復雜的項目要求的功能，達到SoC設計能力的提高。

通過PDCA戴明環的方式來持續改進教學方法，對教學內容和教學計劃進行合理和高效的修改。PDCA戴明環如圖4所示。

圖4 PDCA循環

三、小結

教師指導學生設計一個完整的項目，其中包括需求、硬件設計、軟件設計、驗證等部分。學生不僅掌握了基本概念，也提高了設計實踐能力，更提升了團隊意識。《片上系統（SoC）設計導論》課程項目化教學改變了傳統的理論課教學方式，以目標為導向，以設計作為考核標準，充分發揮了學生的能動性和協作能力，使學生理論與實踐齊頭并進，縮短了與集成電路設計人才的距離。

參考文獻：

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[2] 馬仁杰，王榮科，左雪梅等. 管理學原理[M]. 北京：人民郵電出版社，2013，（9）.

[3]周殿鳳.片上可編程系統項目化教學探討[J].輕工科技， 2013，（5）：190-191.

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中國集成電路測試產業投資咨詢報告

報告屬性

【報告名稱】中國集成電路測試產業投資咨詢報告

【報告性質】專項調研：需方可根據需求對報告目錄修改，經雙方確認后簽訂正式協議。

【關鍵詞】集成電路測試產業投資咨詢

【制作機關】中國市場調查研究中心

【交付方式】電子郵件特快專遞

【報告價格】協商定價（紙介版、電子版）

【定購電話】010-68452508010-88430838

報告目錄

一、集成電路測試概述

(一)集成電路測試產業定義、基本概念

(二)集成電路測試基本特點

(三)集成電路測試產品分類

二、集成電路測試產業分析

(一)國際集成電路測試產業發展總體概況

1、本產業國際現狀分析

2、本產業主要國家和地區情況

3、本產業國際發展趨勢分析

4、2007國際集成電路測試發展概況

(二)我國集成電路測試產業的發展狀況

1、我國集成電路測試產業發展基本情況

2、集成電路測試產業的總體現狀

3、集成電路測試行業發展中存在的問題

4、2007我國集成電路測試行業發展回顧

三、2007年中國集成電路測試市場分析

(一)我國集成電路測試整體市場規模

1、總量規模

2、增長速度

3、各季度市場情況

(二)我國集成電路測試市場發展現狀分析

(三)原材料市場分析

(四)集成電路測試區域市場分析

(五)集成電路測試市場結構分析

1、產品市場結構

2、品牌市場結構

3、區域市場結構

4、渠道市場結構

四、2007年中國集成電路測試市場供需監測分析

(一)需求分析

1、產品需求

2、價格需求

3、渠道需求

4、購買需求

(二)供給分析

1、產品供給

2、價格供給

3、渠道供給

4、促銷供給

(三)市場特征分析

1、產品特征

2、價格特征

3、渠道特征

4、購買特征

五、2007年中國集成電路測試市場競爭格局與廠商市場競爭力評價

(一)競爭格局分析

(二)主力廠商市場競爭力評價

1、產品競爭力

2、價格競爭力

3、渠道競爭力

4、銷售競爭力

5、服務競爭力

6、品牌競爭力

六、影響2007-2010年中國集成電路測試市場發展因素

(一)有利因素

(二)不利因素

(三)政策因素

七、2007-2010年中國集成電路測試市場趨勢預測

(一)產品發展趨勢

(二)價格變化趨勢

(三)渠道發展趨勢

(四)用戶需求趨勢

(五)服務發展趨勢

八、2008年集成電路測試市場發展前景預測

(一)國際集成電路測試市場發展前景預測

1、國際集成電路測試產業發展前景

2、2010年國際集成電路測試市場的發展預測

3、世界范圍集成電路測試市場的發展展望

(二)中國集成電路測試市場的發展前景

1、市場規模預測分析

2、市場結構預測分析

(三)我國集成電路測試資源配置的前景

(四)集成電路測試中長期預測

1、2007－2010年經濟增長與集成電路測試需求預測

2、2007－2010年集成電路測試行業總產量預測

3、我國中長期集成電路測試市場發展策略預測

九、中國主要集成電路測試生產企業(列舉)

十、國內集成電路測試主要生產企業盈利能力比較分析

(一)2003-2007年集成電路測試行業利潤總額分析

1、2003-2007年行業利潤總額分析

2、不同規模企業利潤總額比較分析

3、不同所有制企業利潤總額比較分析

(二)2003-2007年集成電路測試行業銷售毛利率分析

(三)2003-2007年集成電路測試行業銷售利潤率分析

(四)2003-2007年集成電路測試行業總資產利潤率分析

(五)2003-2007年集成電路測試行業凈資產利潤率分析

(六)2003-2007年集成電路測試行業產值利稅率分析

十一.2008中國集成電路測試產業投資分析

(一)投資環境

1、資源環境分析

2、市場競爭分析

3、稅收政策分析

(二)投資機會

(三)集成電路測試產業政策優勢

(四)投資風險及對策分析

(五)投資發展前景

1、集成電路測試市場供需發展趨勢

2、集成電路測試未來發展展望

十二、集成電路測試產業投資策略

(一)產品定位策略

1、市場細分策略

2、目標市場的選擇

(二)產品開發策略

1、追求產品質量

2、促進產品多元化發展

(三)渠道銷售策略

1、銷售模式分類

2、市場投資建議

(四)品牌經營策略

1、不同品牌經營模式

2、如何切入開拓品牌

(五)服務策略

十三、投資建議

(一)集成電路測試產業市場投資總體評價

(二)集成電路測試產業投資指導建議

十四、報告附件

(一)規模以上集成電路測試行業經營企業通訊信息庫(excel格式)

主要內容為：法人單位代碼、法人單位名稱、法定代表人(負責人)、行政區劃代碼、通信地址、區號、電話號碼、傳真號碼、郵政編碼、電子郵箱、網址、工商登記注冊號、編制登記注冊號、登記注冊類型、機構類型……

(二)規模以上集成電路測試經營數據庫(excel格式)

主要內容為：主要業務活動(或主要產品)、行業代碼、年末從業人員合計、全年營業收入合計、資產總計、工業總產值、工業銷售產值、工業增加值、流動資產合計、固定資產合計、主營業務收入、主營業務成本、主營業務稅金及附加、其他業務收入、其他業務利潤、財務費用、營業利潤、投資收益、營業外收入、利潤總額、虧損總額、利稅總額、應交所得稅、廣告費、研究開發費、經營活動產生的現金流入、經營活動產生的現金流出、投資活動產生的現金流入、投資活動產生的現金流出、籌資活動產生的現金流入、籌資活動產生的現金流出……

十五、報告說明

(一)報告目的

(二)研究范圍

(三)研究區域

(四)數據來源

(五)研究方法

(六)一般定義

(七)市場定義

(八)市場競爭力指標體系

(九)市場預測模型

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【關鍵詞】高等職業教育 模擬電子技術 教學方法

《模擬電子技術基礎》作為高等職業院校電子、機電類等專業的一門重要的專業基礎課程，理論性和實踐性都很強。深入探討其教學方法并有效實施，對學生熟悉掌握電子線路知識以及培養學生能力有著十分重要的作用。一直以來，作為一名擔任專業基礎的教學與研究的教師，在教學中，堅持“理論與實踐并重”的教學理念，在理順知識體系架構、高效發揮課堂教學效率的基礎上，不斷總結經驗，使教學得到很好的效果。

第一步：整體把握、精選內容

明確課程在整個教學計劃中的地位和作用、基本要求、基本內容和本課程與后續課程的聯系，在分立元件構成的電子線路和集成電路構成的電子線路上，集成電路的應用范圍迅速擴大，集成電路是在分立元件電子線路的基礎上發展起來的，而從事電子技術工作必須熟悉分立元件電子線路。所以選擇授課內容時，應以分立元件構成的單元電子線路為基礎，以“分立元件電路為集成電路服務”的原則來突出集成電路，為進一步學習、研究和應用集成電路打好扎實的基礎。

第二步：重點突出、應用為主

在教學內容上則突出高職教育的特點，主動適應社會實際需要，注重應用性、針對性，注重培養學生的應用能力和解決實際問題的能力。基礎理論要以應用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點。模擬電子技術基礎有很強的實用性，對過去模擬電子技術基礎偏重過細的計算，而對運用講得偏少，特別是模擬集成電路的運用，學生畢業后工作有很難適應之感。傳統的教學模式重在細節，而忽略了整體概念，不利于學生“應用能力”的培養。因此授課時應有側重點，著重于新的思想、方法和應用，著重于所謂粗線條分析。應與實際電路相結合，讓學生對電路的應用有更清楚、更實際的認識。

第三步：充分調動、主動學習

學生一般都有強烈的求知欲望和參與意識，上課時應充分調動學生的積極性。教師上課時，應先提出一些問題，讓學生帶著問題聽課，并積極思考，與教師一起去解決問題。這樣學生就能提高興趣，增強學習的主動性。如在講一個新電路時，可以從一個熟知的電路人手，設計一系列由淺入深、由易到難的問題，形成一個指向明確、思路清晰、具有內在聯系的問題鏈引導學生不斷地解決問題，不斷地改進、完善，從而使一個原本簡單、熟悉的電路逐漸演變成一個具有新功能和新特點的新電路。授課時，以提出問題、分析問題、解決問題為線索，提高學生分析、解決問題的能力。

第四步：讀圖訓練、提高能力

讀圖即是閱讀一些典型圖例，弄清其信號通道、元件作用、電路功用及一些特殊環節的工作原理。《模擬電子技術基礎》課程內容抽象，且很多概念有獨立性，重復記憶少，學生難學易忘，并且往往是學完以后還不知這些知識用在何處，怎么聯系。而一張綜合電路圖通常包含好幾個單元的概念，覆蓋面廣，綜合性強。讀懂一張圖可以幫助學生把各單元的知識，甚至其他學科的知識縱向、橫向地聯系起來，使知識系統化。同時，讀圖還是培養學生自學能力及分析判斷能力的重要方法。實踐證明，讀圖訓練是提高學生學習興趣、發展學生綜合能力的有效途徑，也是《模擬電子技術基礎》課程一個必不可少的教學環節，它為教學雙方提供了廣闊的學習空間。

第五步：講究方法、自主學習

《模擬電子技術基礎》要求學生既要掌握一定的理論知識，又需要學會分析電子線路。要使學生盡快適應電子技術基礎的學習，在傳授知識的同時，關鍵還要教給他們正確的學習方法，提高他們的自學能力，培養良好的學習習慣。我要求學生課前進行預習，把不懂的內容記錄下來。聽課時，有重點地聽課，這樣才能提高學習效率。其次，要求學生會記筆記，教會學生做好課堂筆記，有利于學生接受和掌握新知識。再者，要求學生課后復習，鞏固課堂所學知識，加深對所學知識的理解，使之掌握得更牢固。

第六步：結合實驗、重在實際

電子技術基礎是一門具有工程特點和實踐性極強的課程，為幫助學生理解、應用所學的理論知識，應進行相應的實驗。可以根據給定的實驗電路圖連線，然后測試電路的性能指標，讓學生學會常用電子儀器的使用和測試方法，學會閱讀和查閱電子器件（特別是集成電路塊）的外引線和功能表，學會分析電子電路的故障和排除故障的方法，培養學生進行電子電路實驗最基本的技能和實驗動手能力，使學生畢業后能在很短的時間內適應工作環境，著手實際工作。注重實踐，加強實驗教學和實踐活動，培養創新能力。現在的高職學生都具有文化程度參差不齊、理論基礎水平較薄弱的特點，面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的式子，學生往往缺乏學習熱情。所以，在教學過程中我采用重實踐、輕理論的策略，這樣既能激發學生的學習熱情，又能通過實踐來掌握理論，在實踐中鞏固理論，用理論指導實踐，從而達到較好掌握知識、提高實踐能力、創新能力的目的。如在《模擬電子技術》半導體及放大電路教學中，其主要目的是使學生學習并掌握半導體器件的特性、使用、測試方法以及放大器工作原理等。我把一些實際單元電路小制作搬到課堂上，有針對性地把教材需要掌握的知識和單元電路融合起來，并且在實驗報告編排上也下點工夫，就會收到事半功倍的效果。

【參考文獻】

[1]李雅軒. 模擬電子技術，2000（9）.

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【關鍵詞】集成電路； 生產； 測試； 技術

集成電路測試貫穿在集成電路設計、芯片生產、封裝以及集成電路應用的全過程，因此，測試在集成電路生產成本中占有很大比例。而在測試過程中，測試向量的生成又是最主要和最復雜的部分，且對測試效率的要求也越來越高，這就要求有性能良好的測試系統和高效的測試算法。

一、數字集成電路測試的基本概念

根據有關數字電路的測試技術，由于系統結構取決于數字邏輯系統結構和數字電路的模型，因此測試輸入信號和觀察設備必須根據被測試系統來決定。我們將數字電路的可測性定義如下：對于數字電路系統，如果每一個輸出的完備信號都具有邏輯結構唯一的代表性，輸出完備信號集合具有邏輯結構覆蓋性，則說系統具有可測性。

二、數字集成電路測試的特點

（一）數字電路測試的可控性 系統的可靠性需要每一個完備輸入信號，都會有一個完備輸出信號相對性。也就是說，只要給定一個完備信號作為輸入，就可以預知系統在此信號激勵下的響應。換句話說，對于可控性數字電路，系統的行為完全可以通過輸入進行控制。從數字邏輯系統的分析理論可以看出，具有可控性的數字電路，由于輸入與輸出完備信號之間存在一一映射關系，因此可以根據完備信號的對應關系得到相應的邏輯。

（二）數字電路測試的可測性 數字電路的設計，是要實現相應數字邏輯系統的邏輯行為功能，為了證明數字電路的邏輯要求，就必須對數字電路進行相應的測試，通過測試結果來證明設計結果的正確性。如果一個系統在設計上屬于優秀，從理論上完成了對應數字邏輯系統的實現，但卻無法用實驗結果證明證實，則這個設計是失敗的。因此，測試對于系統設計來說是十分重要的。從另一個角度來說，測試就是指數字系統的狀態和邏輯行為能否被觀察到，同時，所有的測試結果必須能與數字電路的邏輯結構相對應。也就是說，測試的結果必須具有邏輯結構代表性和邏輯結構覆蓋性。

三、數字電路測驗的作用

與其它任何產品一樣，數字電路產出來以后要進行測試，以便確認數字電路是否滿足要求。數字電路測試至少有以下三個方面的作用：

（一）設計驗證 今天數字電路的規模已經很大，無論是從經濟的角度，還是從時間的角度，都不允許我們在一個芯片制造出來之后，才用現場試驗的方法對這個“樣機”進行測試，而必須是在計算機上用測試的方法對設計進行驗證，這樣既省錢，又省力。

（二）產品檢驗 數字電路生產中的每一個環節都可能出現錯誤，最終導致數字電路不合格。因此，在數字電路生產的全過程中均需要測試。產品只有經過嚴格的測試后才能出廠。組裝廠家對于買進來的各種數字電路或其它元件，在它們被裝入系統之前也經常進行測試。

（三）運行維護 為了保證運行中的系統能可靠地工作，必須定期或不定期地進行維護。而維護之前首先要進行測試，看看是否存在故障。如果系統存在故障，則還需要進行故障定位，至少需要知道故障出現在那一塊電路板上，以便進行維修或更換。

由此可以看出，數字電路測試貫穿在數字電路設計、制造及應用的全過程，被認為是數字電路產業中一個重要的組成部分。有人預計，到2016年，IC測試所需的費用將在設計、制造、封裝和測試總費用中占80%-90%的比例。

四、數字電路測試方法概述

（一）驗證測試 當一款新的芯片第一次被設計并生產出來時，首先要接受驗證測試。在這一階段，將會進行全面的功能測試和交流（AC）及直流（DC）參數測試。通過驗證測試，可以診斷和修改設計錯誤，測量出芯片的各種電氣參數，并開發出將在生產中使用的測試流程。

（二）生產測試 當數字電路的設計方案通過了驗證測試，進入量產階段之后，將利用前一階段調試好的流程進行生產測試。生產測試的目的就是要明確地做出被測數字電路是否通過測試的決定。因為每塊數字電路都要進行生產測試，所以降低測試成本是這一階段的首要問題。因此，生產測試所使用的測試輸入數（測試集）要盡可能的小，同時還必須有足夠高的故障覆蓋率。

（三）老化測試 每一塊通過了生產測試的數字電路并不完全相同，其中有一些可能還有這樣或那樣的問題，只是我們暫時還沒有發現，最典型的情況就是同一型號數字電路的使用壽命大不相同。老化測試為了保證產品的可靠性，通過調高供電電壓、延長測試時間、提高運行環境溫度等方式，將不合格的數字電路篩選出來。

（四）接受測試 當數字電路送到用戶手中后，用戶將進行再一次的測試。如系統集成商在組裝系統之前，會對買回來的數字電路和其它各個部件進行測試。只有確認無誤后，才能把它們裝入系統。

五、數字電路測試的設計

統計數據表明，檢測一個故障并排除它，所需要的代價若以芯片級為1的話，則電路板級為10，系統級為102，使用現場級為103。隨著集成電路技術的快速發展，對集成電路的測試變得越來越困難。雖然對測試理論和方法的研究一直沒有間斷或停止，但還是遠遠不能滿足集成電路發展的需求。過去先由設計人員根據功能、速度和電性能要求來設計電路，然后再由測試人員根據已設計好的電路制定測試方案，這種傳統的做法已經不能適應實際生產的需求。

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【關鍵詞】Proteus；集成電路；仿真

Proteus是一款集單片機和SPICE分析于一體的電子仿真軟件，功能非常強大，可以同時滿足電類各個專業課的教學，Proteus仿真軟件7.5版的元器件庫中包含了CD4000系列、74系列大部分數字集成電路及LM系列等幾百種模擬集成電路，非常適合用于集成電路應用課程的實踐教學。為此，筆者分析了Proteus仿真軟件在課堂教學、實訓、課程設計等各個方面的實踐教學應用情況。

1.Proteus在課堂教學中的應用

目前適合高職院校集成電路應用課程教學的教材相對較少，加上集成電路種類繁多，我們在實際教學中以集成電路廠家給定的datasheet文件為基礎自編實訓教材，選取的幾十種常用集成電路中大部分在Proteus元件庫中有仿真模型，可以搭建電路進行仿真演示，如NE555、LM324、OP27、LM386、LM317、MC34063、LM3914、LM331等。在集成電路應用教學中，最核心的是集成電路的功能演示。在以往沒有使用Proteus軟件的情況下，教師只能使用PPT等多媒體手段，針對電路的原理和功能進行枯燥的講解。使用Proteus軟件后，借助軟件的可操作性及過程的動態顯示，可以通過變換電路形式、設置輸入信號參數、調用虛擬儀表進行測量等人機互動功能來增加學生的興趣和對知識的理解。

如在講述NE555集成電路的多諧振蕩功能時，我們并不急于按照圖1來講述NE555的內部結構和功能，而是使用Proteus搭建如圖2所示的電路，使用電壓探針監視充放電電容C1上的電壓，觀察第3腳上的電平顏色變化，可以很清楚的看到當電容C1上的電壓升到4V時，Q從高電平變成低電平，電容上的電壓開始變為下降，當電容上的電壓下降到2V時，Q從低電平變成高電平，電容上的電壓開始變為上升，如此反復形成振蕩。通過計時還能發現，振蕩的周期大概為20多秒，基本與理論上的公式符合。在觀察了仿真現象和驗證了公式之后，再來理解圖1所示的NE555內部結構和功能就容易的多。

在對圖2使用Proteus進行仿真時，還可以清晰看到電容C1被NE555控制進行反復的充電和放電，充放電的轉換電壓正好為2V和4V，也就是1/3VCC和2/3VCC。這樣通過軟件仿真可以輕松理解NE555電路的特點，而不需要去花很多時間來剖析繁瑣的內部模塊和結構。對于其他集成電路的教學，也是直接通過電路圖來仿真就可以輕松掌握其引腳的功能。

Proteus軟件在仿真時，是以動畫的形式顯示的，同時也可以使用仿真軟件上幀進按鍵，每按一下前進一幀。在講解和演示時可以在停頓的時間里做更多的穿插講解，也增加了學生的理解。

2.Proteus在實訓教學中的應用實踐

傳統的電子產品設計過程中，從選定題目開始，首先要確定集成電路型號和使用的方案，之后開始設計電路圖，購買元器件，進行PCB打樣，最后進行焊接調試[1]，整個過程中還需要使用到若干儀器、儀表和工具。如沒有達到設計功能，整個過程或者部分環節就可能需要反復進行。采用PROTEUS軟件后，只需要搭建完整的電路圖就可進行功能測試和評估，還可以通過調整元器件參數使整個電路性能更佳。這樣就無需多次購買電子元器件、PCB打樣和焊接調試等費時費力的工作，等仿真結束并確定了元器件和電路圖后，一次性完成元器件購買、PCB制作和焊接調試的工作。

例如，如圖3所示的在三運放差分放大器的實訓中，根據理論計算和圖中電阻阻值設置，VO=2.1（V2-V1），使用軟件仿真時給定V2=0.2V，V1=0.1V，則通過虛擬測量VO正好為2.1V。通常利用軟件仿真得到正確的結果并不容易，調試結束之后，大部分學生均能取得下列認識：

（1）測量可知運放的輸入端電流基本為0，即運放的虛斷概念；

（2）測量可知運放的輸入的+、-兩端的電壓差基本為0，即運放的虛短概念；

（3）運放通常需要給正負雙電源才能正常工作，而且電源極性不能搞反；

（4）運放輸出的電壓值不可能超出電源范圍；

（5）仿真電路圖中運放的各輸出點電壓都能通過理論計算得到，而且誤差不大。

（6）如將運放更換為LM324運放，將得到的VO將不再是2.1V，誤差比較大，可見OP27的精度比LM324高，原因是其輸入失調電壓才10uV，而LM324的2mV。

3.Proteus在課程設計中的應用實踐

在學習A/D變換集成電路時，作為本課程的課程設計項目之一，我們選擇使用ICL7107集成電路來制作一個LED數字電壓計。傳統的做法是老師給定完整的電路圖，學生用1-2周的時間在實驗板上焊接調試完成，其中A/D變換的原理、電路的原理及作用等的講解和分析還是要使用黑板或者PPT來完成，大部分學生很難理解，實訓時只能按圖接線，出了問題找老師解決，完全不能在理解原理的基礎上根據故障現象進行分析和判斷，更不能獨立消除故障。

在使用Proteus軟件后，可以很方便地按照電路的模塊進行功能演示、原理解說和故障的分析判斷。如圖4的電路，可以使用Ptoteus演示出雙積分A/D變換器將電壓轉換成時間間隔的過程，在仿真的過程中，學生理解了積分電阻和積分電容所起的作用。又如圖5的電路，可以演示出ICL7107所需要的負電壓的產生過程。學生在電腦上仿真成功后，對照仿真電路圖進行焊接，然后再根據仿真的現象對焊接完的電路板進行調試，如出現故障，也能借助仿真軟件的虛擬儀表來進行測試，幫助進行最終的故障分析和定位。

4.Proteus軟件在實踐教學中的特點

Proteus軟件在集成電路應用課程中起到了很好的作用，最突出的特點是學生的積極主動性有了顯著的提高，作為一個電子仿真軟件，Proteus對其他電類課程也可以起到較好的輔助教學作用，主要的優點如下：

（1）可以達到學生自主學習為主的目的。原則上只要有電腦就可以學習，學生課后也能在自己的電腦上進行學習，虛擬的元器件和儀器儀表也不可能被損壞，學生也不會怕觸電怕短路，能做到大膽嘗試，增強獨立解決問題的能力，減少學習的依耐性[2]。

（2）解決學校實踐條件不足的問題。利用學校已有的機房輕易實現一人一機的實踐環境。傳統實驗室需要元器件、電源、萬用表、示波器、常用工具等硬件設施，容易損壞，難于管理，仿真教學和學習相對容易的多。

（3）設計性實驗替代驗證性實驗。傳統的實訓受到已有元器件的限制，實訓往往按部就班，不能開發學生的主觀能動性，不利于培養產品研發和設計的能力，仿真軟件的使用可以使學生在虛擬的環境中充分發揮自己的想象，設計出不同的電路方案。

5.結束語

Proteus仿真軟件為集成電路應用等電子類課程的教學提供了比較方便的途徑，解決了很多傳統時間教學無法解決的問題，但它畢竟是虛擬的環境，只能作為教學的補充，要讓學生真正學習到電路的設計、生產、調試和維修方面的技能，還需要多動手接觸實際的電路實物，否則哪怕用的再多，也只能是紙上談兵，不能完全使用虛擬的仿真來替代實際的實驗和實訓。

參考文獻

[1]吳小花，吳先球.Proteus電路設計與仿真在教學中的實踐[J].計算機系統應用2010，19（2）.

[2]陶洪，錢馳波.仿真軟件Proteus在《數字電子應用》課程教學中的應用[J].常州信息職業技術學院學報，2009，8（1）.

作者簡介：

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知識經濟時代，社會經濟的發展越來越依賴于科學技術的進步，電子信息產業作為高新技術行業，又以集成電路（IntegratedCircuit，IC）的設計為前沿。作為21世紀的朝陽產業，IC設計能力反映了一個國家信息產業的硬實力，深刻地影響著人們生產、生活的方法面面，對于一國的經濟社會發展起著舉足輕重的作用。隨著集成電路的規模依據摩爾定律不斷呈指數級別地飛速增長，已經實現可以將整個系統集成到一塊單硅芯片上，片上系統（SystemonChip，SoC）的概念應運而生。然而對于大規模的SoC開發，無論從設計的費用、周期還是可靠性方面考慮，傳統的方法均已不能滿足需求。加之集成電路產業分工的日益細化,外包模式被更多企業采用，出于對商業風險、市場機會和材料成本的考慮，集成電路產業越來越多地使用知識產權核(IntellectualPropertyCore，IPCore)2復用的設計方法。“集成電路設計業已步入IP模塊的年代，IP開發、搜索、集成與服務是當前設計業發展的瓶頸,知識產權在集成電路設計業發展中的地位至關重要。”3據中國電子信息產業發展研究院（簡稱CCID）統計，2007年全球SoC市場已達750億美元，占國際IC市場的29%，其中全球SoC產品設計85%都采用IP核為主的預定制模塊，IP核的銷售額達到40億美元以上4。2012年，國家工信部軟件與集成電路促進中心(以下簡稱CSIP)調研報告顯示，移動互聯網時代的到來使得全球半導體產業發生著深刻的變化，而且必將會從量變轉入質變，其中一個重要的方面就是智能手機和平板電腦產業引發的SoC“核”競賽。國家集成電路人才培養基地專家預計，到2015年，中國芯片市場規模將超過1萬億元，SoC“IP核”價值將更為可觀。5隨著我國集成電路產業自主研發產品種類的不斷增加，中國IC企業也越來越多地涉足SoC設計，對IP核的需求持續快速增長。CSIP調研顯示，截止2011年12月，100%的中國IC企業都使用了第三方提供的IP核，其中34.2%的企業IP核采購支出占預算比例達20%～40%，18.4%的企業IP核采購支出甚至占到了40%以上，整體技術依存度畸高。關于影響國內IP核產業發展的主要因素調查表明，54%的企業認為首要問題是知識產權保護，許多企業不愿意推廣自己的IP核，原因幾乎一致，主要還是擔心知識產權保護不力，辛辛苦苦研發出來的技術被別人盜用或濫用。6由于對如何依靠我國現行知識產權法律保護IP核缺乏了解，除個別IC企業掌握少量自主知識產權的IP核外，絕大多數國內IC企業仍處于技術需求方的弱勢地位。不僅如此，“掌握核心技術的很多國外IP核供應商對國內知識產權的保護也表示懷疑，拒絕將該IP核在中國交易”7使得中國IC企業難以獲得高質量的IP核，并且動輒被懷疑存在抄襲等侵權行為8，更毋寧說進行技術交流與學習創新。

二、中國集成電路IP核發展的戰略措施分析

集成電路設計產業是電子信息產業發展的制高點，集成電路IP核作為集成電路設計的關鍵性技術成果對于產業的發展意義重大。我國集成電路設計產業遇到的困難主要是缺乏自主知識產權的集成電路IP核，導致IP核對外技術依存度畸高。為此，需要推動我國集成電路設計產業知識產權戰略，提升集成電路IP核的開發、獲取和保護能力，以促進我國集成電路產業的健康、快速發展。本文認為可以考慮從以下三方面著手：

（一）加強IP核知識產權法律協調保護力度集成電路IP核的知識產權保護方法，國際IP核標準化組織VSIA（虛擬插槽接口聯盟）的《IP核保護白皮書》9中歸納了三種保護途徑，第一種是依靠知識產權法律的“威懾”作用防止IP核被非法傳播與使用，否則將借助司法程序予以制裁。第二種是借助合同、契約等方式，如通過許可證協議等方式阻止IP核被非授權性使用，以達到“防衛”的效果。第三種則是通過水印和指紋等技術手段，對IP核的合法性進行“檢測”和追蹤。我國借鑒了VSIA的相關方案，相繼制定了《集成電路IP核保護大綱》等11項行業標準，但如上述國家機構的一系列調研報告表明的情況實施效果不甚理想。究其原因，主要是《集成電路布圖設計保護條例》（以下簡稱《IC條例》）制訂后保護思路的單一與保護力度的松懈。2001年《IC條例》的頒布讓業界普遍認為依靠《IC條例》就足以解決集成電路設計保護方面的所有問題。實則不然，鑒于集成電路IP核技術的復雜性與侵權的隱蔽性，集成電路IP核的知識產權保護通常較為困難。技術上，IP核已經發展到系統級別，依據設計流程上的區別可細分為多個類別。按照《IC條例》的規定只能對其中部分形式的IP核進行保護，卻容易忽視其它類別的IP核可以納入《著作權法》《專利法》《反不正當競爭法》等的保護范圍10，造成我國大量IP核創新成果的知識產權保護缺失。結合產業和技術發展，加強IP核知識產權法律間的協調保護力度，提升企業等創新主體的IP核知識產權保護意識和保護能力，無疑將有助于促進我國自主知識產權IP核數量的增加和設計質量的提高。另外，有擔心加強IP核知識產權法律保護力度可能會更有利于跨國公司而不利于我國本土企業IP核知識產權獲取，實際大可不必。集成電路IP核等信息產業知識產權領域的一個顯著特點就是容易出現相互制約的知識產權。只要我國企業能夠憑借后發優勢獲得一定數量的IP核知識產權，特別是如果能夠掌握或者突破部分IP核通用或核心技術的知識產權，則能夠擁有與跨國公司交叉許可的談判資本，至少可以大幅要求降低許可使用費用，同時形成良性循環并逐步實現全方位的趕超。值得注意的則是我國《反壟斷法》關于知識產權反壟斷的配合還需完善，以防止某些跨國公司憑借市場支配地位，通過搭售非必要專利、打包許可過期專利、限制競爭的技術回授等方式，濫用知識產權限制競爭，2015年初我國發生的高通公司壟斷案等已經敲響了警鐘。從這個意義上講，加強集成電路設計業的知識產權法律間協調保護力度，不僅要加強對權利人正當利益的保護，還應該加強對于權利人濫用知識產權權利的懲處力度。

（二）加快IP核知識產權海外技術收購步伐全球化時代的知識產權戰略不能隅于一國之內，隨著我國整體經濟實力的增強，中國企業也開始越來越多的邁出國門，參股投資、兼并收購國外的公司企業。中國的集成電路產業也應該部署自己的海外戰略，其中尤其應當重視對于所收購企業創新能力的考察，特別是知識產權價值的評估。審時度勢地加快IP核知識產權海外技術收購步伐能夠幫助我國集成電路設計企業在較短時間內獲得自己作為權利人的IP核知識產權。進行IP核跨國收購應對國際上與集成電路設計IP核業務有關的公司情況進行分析判斷。目前國際上，與集成電路設計IP核業務有關的公司主要有四大類11:一是以IP核授權或出售為主要贏利途徑的專業IP核公司，如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司，如TI、Samsung、Freescale等，由于長期的技術積累，擁有大量供內部重復使用的IP核；三是電子設計自動化（EDA）軟件公司，如Synopsys、Cadence、Mentor等，為推廣EDA軟件，這些公司大都開發了許多可供用戶使用的IP核，配合EDA工具一起銷售；四是晶圓代工（Foundry）廠，如TSMC、UMC、Charter等，為吸引更多的客戶到本公司加工流片，大都提供了包括標準單元庫在內的FoundryIP核供客戶免費使用。我國集成電路IP核海外收購的主要對象應該是正處于創業期的小型專業IP核公司。大型的集成器件制造企業和電子設計自動化軟件公司除非經營遇到極大困難或為調整發展方向欲轉售相關業務的，如IBM公司將筆記本業務與相關知識產權轉讓中國聯想，否則一般很難切入收購相關IP核等知識產權。而晶圓代工廠的IP核由于多屬于非核心技術且通常免費提供，收購意義也不大。容易忽略的是各國創新孵化器、高技術園區乃至高等院校內的IP核創新成果或知識產權。國外公司對此一直十分重視，據報道，有世界知名的跨國公司就通過其在中國設立的子科技公司，逐個與上海高校科研處簽訂收購高校發明成果的合作框架協議或合同，而類似的情況還不在少數12。收購相關創新成果一則可以掌握最新技術，二則可以通過知識產權占領被申請國市場，如果是通過PCT申請渠道還可能在多國享有合法的壟斷權利，更為重要的是有助于整合國外人才促進本國具有自主知識產權的相關技術研發。中國的IP核海外收購可以學習、借鑒跨國公司的經驗和案例，本著互惠互利的原則，以公平合理的價格收購有潛力的國外專業IP核公司。當然在收購中最好聘請優秀的律師事務所、專利事務所和會計師事務所等中介機構進行充分的知識產權風險、價值分析與評估，避免產生不必要地法律糾紛乃至遭遇知識產權的陷阱。

（三）加大IP核知識產權研發保護資金投入集成電路設計是個高投入高風險的行業，屬于技術和資本密集型產業。集成電路設計研發費用一般要占到銷售額的近15%，而后獲取知識產權保護還需要投入一定的經費，更毋寧說進行海外并購等。“我國集成電路產業十年以來科技投入1000多億元，但相比國際大企業，國內全行業投入只是英特爾公司的1/6。”13加大IP核知識產權研發保護資金投入，對于目前技術積累薄弱、自主知識產權缺乏、融資成本高昂的國內集成電路設計企業而言無異于注入強勁的動力源泉。資本在促進集成電路產業發展的重要性和必要性已經獲得認可，通過政府財政引導加股權投資基金協同運作的方式被認為是有效的手段。事實上，美國半導體業融資的主要渠道就是依靠風險投資基金支持。中國臺灣地區之所以成為全球第四大半導體基地就與其六年建設計劃對集成電路產業的重點扶植有密切關系。我國也可以考慮：政府通過一定的政策，配合財政、稅收、信貸等措施，引導社會資金投入國內集成電路IP核設計等相關產業，而公司股權、所獲得集成電路IP核的知識產權許可使用收益等均可以作為投資回報；或者采用設立投資基金的方式，以基金投資公司為平臺，扶持國內集成電路IP核設計企業克服資金短缺的困難、進行技術創新和知識產權保護等工作。2014年6月，由工業和信息化部、發展改革委、科技部、財政部等部門編制，國務院批準的《國家集成電路產業發展推進綱要》正式實施，提出要著力發展集成電路設計業，強化企業創新能力，加強集成電路知識產權的運用和保護。與此同時，繼北京之后，上海、武漢、深圳、合肥、沈陽等多地都加速打造地方版IC產業股權投資基金，據悉國家也將投入巨資以促進IC產業發展。相信包括集成電路IP核在內的我國IC業必將產生一大批創新性的技術成果，同時，也為企業加強對相關技術的知識產權保護、完善管理奠定了良好的基礎。當然，還可以考慮進一步細化基金支持項目，如果在可能的情況下，有必要建立一個或多個專門針對集成電路IP核等核心技術和知識產權的收購基金，以支持我國集成電路產業的海外技術并購。

三、結語

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一、何謂芯片？

要了解芯片，首先要明白“集成電路”和“半導體”兩個概念。1958年9月12日，在美國德州儀器公司擔任工程師的“杰克·基爾比”發明了集成電路的理論模型。1959年，曾師從晶體管發明人之一肖克萊率先創造了掩模版曝光刻蝕方法，發明了今天的集成電路技術。而半導體是一種導電性能介于導體和絕緣體之間的材料，常見的有硅、鍺、砷化鎵等，用于制造芯片。

我們所說的集成電路指的是采用特定的制造工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及元件間的連線，集成制作在一小塊硅基半導體晶片上并封裝在一個腔殼內，成為具有所需功能的微型器件

芯片是指內含集成電路的半導體基片（最常用的是硅片），是集成電路的物理載體。

二、中國芯片發展現狀

目前中國芯片發展現狀可用四個詞概括：發展很快，落后兩代，技術受限，產品低端。

中國芯片制造工藝落后國際同行兩代。中國目前只能量產28納米級芯片，而國外可完成7納米級產品制造；產能嚴重不足，50%的芯片依賴進口；同時中國的產能和需求之間結構失配，實際能夠生產的產品，與市場需求不匹配；長期的代工模式導致設計能力和制造能力失配、核心技術缺失；投資混亂、研發投入和人才不足等問題，導致中國集成電路產業目前總體還處于“核心技術受制于人、產品處于中低端”的狀態，并且在很長的一段時間內無法根本改變。

為什么中國制造不出高端芯片？先要了解芯片制造過程。芯片制造主要分為三大環節：晶圓加工制造、芯片前期加工、芯片后期封裝。其中技術難度最大最核心的是芯片前期加工這個環節，分為上百道制程，每道制程都有相應的裝備。在這些裝備里面，技術難度最大的就是光刻技術。中國半導體技術主要是在第一和第三環節。第二個環節中的技術裝備大部分處于空白，所以高端的整個芯片都需要進口。

光刻機精度，芯片制造的卡脖子環節

制約集成電路技術發展的有四大要素：功耗、工藝、成本和設計復雜度，其中光刻機就是一個重中之重，核心技術中的核心。

一些裝備由于其巨大的制造難度被冠以“工業皇冠上的明珠”的稱號，最主流的說法是兩大裝備：航空發動機和光刻機，最先進的航空發動機目前的報價在千萬美元量級，但是最先進的光刻機目前的報價已經過億美金。

篇9

即從信號源（麥克風、輸入式傳感器等）和被控元件（電機、顯示器件或者揚聲器等）兩頭同時畫起，最終將電路板上的全部元件繪制完畢。（5）可以利用網絡、圖書資源，找到相類似的電路原理圖，然后根據實際電路板進行更改圖紙，這種方法對繪圖而言相對更簡單些。應當說明，實際運用時很難依靠一種方法來“反繪”原理圖，一般采用多種方法的綜合才能快速正確的完成繪畫工作。現以圖一所示“樓道聲光控開關”燈泡不亮故障為例進行說明，該電路板是以集成電路CD4081為核心構成的。首先畫出電源電路，從網絡上查找到該集成電路的資料：CD4081是一個包含4個與門的CMOS電路，其中第14引腳和第7引腳分別是5伏電源的正極與負極，反向思維可查找出電源的整流二極管與濾波電容，元件如圖一所示，對應的銅箔如圖二所示，畫出的原理圖如圖三所示。其次以信號輸入端開始反繪，即從駐極體話筒開始畫起，當然也可以從光敏電阻畫起，順藤摸瓜，依次畫電阻，電容，三極管、集成電路，再畫晶閘管，細加整理后如圖四所示。當您“反繪”電路板時，也不一定采用與作者一樣的步驟，可以“兩邊擠”的方法，即畫好電源后，可從話筒和晶閘管兩邊同時開始，一直將所有電路畫完為止。根據“反繪”出的原理圖分析工作原理可知：當5V供電為零時、麥克損壞時、Q1擊穿時、CD4081燒壞時或Q2斷路均會造成燈泡不亮故障。經檢查為三極管Q2擊穿，聲音無法到達集成電路，從而導致燈泡不會發光，更換三極管后工作正常。

2局部“反繪”

在實際維修過程中，維修人員面對更多的是龐大而復雜的電路板，此時，沒有相應的原理圖維修工作變得更為困難“，反繪”原理圖要畫出全部電路板嗎？不！繪制全部原理圖是不可能的，也是完全沒有必要的。維修者更多關心的是有故障部分的電路，此時只要根據故障現象、電器工作原理、電路板上元器件的外形大致判斷故障部位，只需將“可疑”部位仔細“反繪”出原理圖之后，再加以分析排除故障即可。繪制時可找到供電電路，而后采用如下方法：（1）以三極管為核心繪出原理圖。（2）以集成電路為核心進行繪制。電路實物中，集成電路是非常“顯眼”的元器件，很容易看到和辨別型號。這為畫圖提供了方便。（3）以電路板上“特殊元器件”為中心進行繪制，比如：電視機的高頻頭、高壓包、行激勵變壓器、電源管、行管等；VCD的激光頭接插件、各種電機、開關；冰箱的壓縮機、溫控器等等，這些特殊的元件為快速繪圖提供了突破口。（4）以信號流向進行繪制。比如視頻信號、伴音信號、控制信號。（5）根據局部電路板上的字符進行繪制。比如電視機電路板上標有RFAGC、V-SIZE、ACK、ABL、AGC；VCD電路板上所標注的APC、RF等字符。這些字符具有特定的意義，從而理解了該部分電路的功能，加快了繪圖的步伐。由于三極管、集成電路的在電路中更為普遍以及其重要性，故單獨列為兩項，其實二者都可以作為“特殊元件”放在第三項中。現以一昆侖B3110型黑白電視機出現圖像上下壓縮故障的繪圖為例。由電視原理知道：該故障發生在場掃描電路，從經驗上可知場掃描電路一般是個集成電路，而且常固定在散熱片上，這樣從這個思路出發很快找到該電視機電路板上的μPC1031H2為場掃描集成電路，該部分電路板的底層如圖五所示。圖五

繪圖時以集成電路μPC1031H2為中心，從其1腳開始，先畫出與1腳相連的所有元件，由圖五可以看出：1腳與7C9的負極、7C8的負極和7C7的一腳相接；2腳接12V電源（由于電路板太大攝圖時被截掉），接下去畫出與3腳相接的元件，依次畫下去，如圖六所示。為說明問題，圖六只畫了1、2、3、5、6、8腳外的元件。這樣將局部電路畫出來之后，分析該部分電路的工作原理，測量一些電阻值、電壓點或支路電流，為維修工作提供依據。從而找到相應故障元件并加以排除。當然運用局部“反繪”時，也可以根據具體故障元件畫得再少些，比如上例關于場掃描電路故障，根據工作原理可知，該故障與μPC1031H2的第四、六腳關系最大，這時其它引腳電路可以不畫出。本文來自于《電子科技》雜志。電子科技雜志簡介詳見

3“反繪”原理圖的知識儲備

篇10

Abstract: In order to lead the student to study digital circuit course better, it developed a digital circuit experiment system by LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), it included all contents of the digital circuit, such as logic algebra, combination circuit, trigger, sequential circuit, pulse produce and adjustment, digital to analog conversion and analog to digital conversion, this experiment system strengthened the students’ perceptual knowledge, and increased the students’ interest.

關鍵詞: 虛擬儀器;LabVIEW;數字電路;實驗

Key words: Virtual Instrument;LabVIEW;digital circuit;experiment

中圖分類號:TP315文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0197-02

1系統介紹

虛擬儀器充分利用計算機的運算、存儲、回放、調用、顯示以及文件管理等智能式的功能,把傳統儀器的專業化功能軟件化,使之與 PC 機結合起來融為一體,這樣便構成了一臺從外觀到功能都完全與傳統硬件儀器相同,同時又充分享用了 PC 機智能資源的全新的儀器系統。

本著“好學、好用、好懂”的原則進行開發,利用labview語言的良好人機交互優勢極其方便的各種控件,開發出用于數字電路課程輔助教學的實驗系統,充分發揮虛擬儀器的優點,通過各種控件形象地模擬邏輯信號,把抽象的理論感性化,改變了滯后的實驗設備和死板的實驗模式,特別是這套系統直接用在課堂教學上,調動了學生的主動性和創造性,使學生更容易理解相關的知識,其起始界面如圖1所示。

系統內容基本涵蓋了數字電路的全部內容,包括邏輯代數、組合邏輯電路、觸發器、時序電路、脈沖產生整形與DA轉換等。

1.1 邏輯代數實驗模塊此模塊主要包括邏輯代數的原理性知識,是整個數字電路課程的基礎,能否掌握此部分知識關系到后續課程內容的理解和掌握。內容主要涉及基本邏輯運算及復合邏輯運算,基本公式及其它常用公式,真值表、表達式、邏輯圖及最小項等邏輯函數表示方法,通過此模塊學生可以加深對理論性知識的理解,為后續內容學習打下基礎。

此部分通過labview的邏輯控件,以信號燈的形式模擬邏輯變量,用不同顏色代表不同的邏輯變量0或1,如紅燈或綠燈代表1,白燈代表0。通過顏色變化加強學生的感性認識,以更好理解、掌握知識。

以基本邏輯運算為例,如圖2所示,“與運算”輸入兩個邏輯量均為1(兩個均為綠燈)時,輸出為1(綠燈),“或運算”1個輸入為1(綠燈),1個輸入為0(白燈),則其輸出為1(綠燈),“非運算”輸入為1(紅燈)則輸出為0(白燈)。而且各種組合燈的變化和真值表相對應,增強了認識。

1.2 組合邏輯電路模塊此模塊為組合邏輯電路,是數字電路的核心內容之一,內容包括組合邏輯電路分析、設計及常用集成電路,常用集成電路主要包括編碼器、譯碼器、加法器、數據選擇器、數值比較器等常用集成電路及其各種應用。

此模塊中,通過模擬,提供了完整的實例,形象地展示了電路的分析和設計過程,加深了理解。特別對于各種常用集成器件,通過各種信號模擬,展示出各種集成器件的引腳、特征及應用情況,更形象、更直觀,便于學生理解各種集成模塊的功能,而又不必過分關注其內部結構。

典型示例數據選擇器的擴展應用如圖3所示。用不同顏色邏輯信號代表輸入/輸出變量及控制變量,形象表示出輸入信號在不同控制信號變化下的輸出情況,使抽象理論變得感性化,便于理解。

1.3 觸發器模塊此模塊內容主要包括基本RS觸發器、同步觸發器(同步RS觸發器、D觸發器及同步JK觸發器)、主從JK觸發器(主從RS觸發器、維持――阻塞邊沿D觸發器、主從JK觸發器、T觸發器及T′觸發器)。

觸發器具有記憶功能,是構成時序電路的基礎,掌握其內容是學習時序電路的基本要求,但部分觸發器結構復雜難理解,因此,本部分主要從功能角度出發,弱化結構要求。

通過信號燈的變化描述觸發器的變化過程,即觸發器何時保持原態,何時置0、置1,何時進行狀態翻轉,結合觸發器特征表,非常容易理解觸發器功能及其實現條件,同時避免了死記硬背的弊端。

1.4 時序電路模塊此模塊主要包括時序邏輯電路,是數字電路的核心內容之一,內容主要包括時序電路分析(同步時序電路分析和異步時序電路分析)、常用時序電路(主要包括寄存器、同步計數器、異步計數器和集成計數器及其應用)。

此模塊主要包括數字電路的另一類電路時序邏輯電路,由于時序概念的抽象性,學生掌握起來難度較大,因此,通過信號的模擬,加大感性認識,使學生更好理解知識內容。

典型示例74LS160置數法如圖4所示,用不同顏色邏輯信號代表輸入/輸出變量及控制變量,通過軟件的運行,顯示了數字循環變化的完整過程,通過變化可以看出數字何時開始增加,何時通過置數重新開始計數,同時可以觀察到數字變化過程中時鐘信號的變化,使學生在掌握計數器工作過程的同時更深入理解了時序的概念。此外,可以通過改變輸入變量,模擬任意進制數字。

1.5 脈沖產生整形與模/數及數/模轉換模塊模塊包括555集成電路、模/數及數/模轉換,由于脈沖的產生整形與模/數及數/模更為抽象,理解起來難度更大,因此,通過形象化的模擬,使學生能夠理解其概念、意義及過程,達到預期目標。

典型示例D/A及A/D轉化如圖5所示。通過信號模擬,可以形象看出A/D轉換過程是通過采樣、保持、量化、編碼四步完成,同時可以把數字量和模擬量進行對應觀察,更容易理解兩者的關系。設置了正弦波、三角波、鋸齒波、方波信號,通過多種不同信號的變化加深理解。通過對信號頻率的設置,體現出頻率的變化對信號采集的影響,充分理解采樣頻率。

2結論