集成電路工程

集成電路工程片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)

片上系統(tǒng)技術(shù)是當(dāng)前大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢(shì)，是集成電路產(chǎn)業(yè)的重要研究方向之一。片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及系統(tǒng)知識(shí)、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)，要求有應(yīng)用系統(tǒng)知識(shí)，軟硬件設(shè)計(jì)能力，以及快速的整合驗(yàn)證能力。本方向面向通信和廣播電視領(lǐng)域，研究多媒體信號(hào)處理和傳輸中的算法、算法的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)集成。研究?jī)?nèi)容包括廣播電視技術(shù)領(lǐng)域中信源編解碼、信道編解碼中關(guān)鍵模塊的硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、片上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、面向多媒體信號(hào)處理和傳輸?shù)钠舷到y(tǒng)架構(gòu)的研究、以及驗(yàn)證方法的研究。

本專(zhuān)業(yè)方向具有較強(qiáng)的復(fù)合性，要求具有較寬泛的知識(shí)基礎(chǔ)，因此本方向研究生培養(yǎng)內(nèi)容主要有：系統(tǒng)學(xué)習(xí)集成電路相關(guān)基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)基本技能，學(xué)習(xí)信號(hào)處理和通信相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)知識(shí)，學(xué)習(xí)片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識(shí)和技能。本專(zhuān)業(yè)方向要求學(xué)生具有較扎實(shí)的相關(guān)理論基礎(chǔ)，同時(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力。

集成電路工程DSP算法與FPGA設(shè)計(jì)

DSP算法與FPGA設(shè)計(jì)方向主要研究?jī)?nèi)容為基于可編程數(shù)字電路平臺(tái)FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)廣播電視以及數(shù)字無(wú)線(xiàn)多媒體通信中寬帶高速信號(hào)數(shù)據(jù)流的處理；

本方向的研究特色是設(shè)計(jì)專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理電路以實(shí)現(xiàn)高密度的并行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。本方向的研究成果主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楦咚購(gòu)V播電視臺(tái)站設(shè)備、數(shù)字無(wú)線(xiàn)多媒體基站設(shè)備，以及對(duì)電路功耗有苛刻要求的便攜設(shè)備中的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握基于FPGA電路平臺(tái)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（EDA）方法學(xué)，包括寄存器傳輸級(jí)和邏輯門(mén)級(jí)的電路設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的驗(yàn)證方法，掌握常用數(shù)字信號(hào)處理算法的基本電路模塊設(shè)計(jì)方法，掌握無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)數(shù)字中頻算法設(shè)計(jì)，面向硬件結(jié)構(gòu)的并發(fā)性算法設(shè)計(jì)，電路流水線(xiàn)設(shè)計(jì)方法學(xué)，并發(fā)性算法和電路仿真的數(shù)據(jù)一致性驗(yàn)證方法學(xué)等。2100433B

集成電路工程領(lǐng)域培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)、集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路制造、測(cè)試、封裝、材料制備與設(shè)備制造等方面的高級(jí)技術(shù)人才，掌握解決集成電路工程領(lǐng)域技術(shù)問(wèn)題的先進(jìn)方法和現(xiàn)代手段，具有創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立承擔(dān)解決工程技術(shù)或工程管理等方面實(shí)際問(wèn)題的能力。

集成電路功能結(jié)構(gòu)

集成電路，又稱(chēng)為IC，按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和數(shù)/?；旌霞呻娐啡箢?lèi)。

模擬集成電路又稱(chēng)線(xiàn)性電路,用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)（指幅度隨時(shí)間變化的信號(hào)。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號(hào)、錄放機(jī)的磁帶信號(hào)等），其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)成比例關(guān)系。而數(shù)字集成電路用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號(hào)（指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)。例如5G手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電腦CPU、數(shù)字電視的邏輯控制和重放的音頻信號(hào)和視頻信號(hào)）。

集成電路制作工藝

集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和膜集成電路。

膜集成電路又分類(lèi)厚膜集成電路和薄膜集成電路。

集成電路集成度高低

集成電路按集成度高低的不同可分為：

SSIC 小規(guī)模集成電路(Small Scale Integrated circuits)

MSIC 中規(guī)模集成電路(Medium Scale Integrated circuits)

LSIC 大規(guī)模集成電路(Large Scale Integrated circuits)

VLSIC 超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated circuits)

ULSIC特大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale Integrated circuits)

GSIC 巨大規(guī)模集成電路也被稱(chēng)作極大規(guī)模集成電路或超特大規(guī)模集成電路(Giga Scale Integration)。

集成電路導(dǎo)電類(lèi)型不同

集成電路按導(dǎo)電類(lèi)型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路，他們都是數(shù)字集成電路。

雙極型集成電路的制作工藝復(fù)雜，功耗較大，代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類(lèi)型。單極型集成電路的制作工藝簡(jiǎn)單，功耗也較低，易于制成大規(guī)模集成電路，代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類(lèi)型。

集成電路按用途

集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦（微機(jī)）用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語(yǔ)言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。

1.電視機(jī)用集成電路包括行、場(chǎng)掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、AV/TV轉(zhuǎn)換集成電路、開(kāi)關(guān)電源集成電路、遙控集成電路、麗音解碼集成電路、畫(huà)中畫(huà)處理集成電路、微處理器（CPU）集成電路、存儲(chǔ)器集成電路等。

2.音響用集成電路包括AM/FM高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運(yùn)算放大集成電路、音頻功率放大集成電路、環(huán)繞聲處理集成電路、電平驅(qū)動(dòng)集成電路，電子音量控制集成電路、延時(shí)混響集成電路、電子開(kāi)關(guān)集成電路等。

3.影碟機(jī)用集成電路有系統(tǒng)控制集成電路、視頻編碼集成電路、MPEG解碼集成電路、音頻信號(hào)處理集成電路、音響效果集成電路、RF信號(hào)處理集成電路、數(shù)字信號(hào)處理集成電路、伺服集成電路、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路等。

4.錄像機(jī)用集成電路有系統(tǒng)控制集成電路、伺服集成電路、驅(qū)動(dòng)集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。

5.計(jì)算機(jī)集成電路，包括中央控制單元（CPU）、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、I/O控制電路等。

6.通信集成電路

7.專(zhuān)業(yè)控制集成電路

集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域分

集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域可分為標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專(zhuān)用集成電路。

集成電路按外形分

集成電路按外形可分為圓形（金屬外殼晶體管封裝型，一般適合用于大功率）、扁平型（穩(wěn)定性好，體積?。┖碗p列直插型。

集成電路或稱(chēng)微電路（microcircuit）、 微芯片（microchip）、芯片（chip）在電子學(xué)中是一種把電路（主要包括半導(dǎo)體裝置，也包括被動(dòng)元件等）小型化的方式，并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。

前述將電路制造在半導(dǎo)體芯片表面上的集成電路又稱(chēng)薄膜（thin-film）集成電路。另有一種厚膜（thick-film）混成集成電路（hybrid integrated circuit）是由獨(dú)立半導(dǎo)體設(shè)備和被動(dòng)元件，集成到襯底或線(xiàn)路板所構(gòu)成的小型化電路。

本文是關(guān)于單片（monolithic）集成電路，即薄膜集成電路。

集成電路具有體積小，重量輕，引出線(xiàn)和焊接點(diǎn)少，壽命長(zhǎng)，可靠性高，性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不僅在工、民用電子設(shè)備如收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等方面得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應(yīng)用。用集成電路來(lái)裝配電子設(shè)備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設(shè)備的穩(wěn)定工作時(shí)間也可大大提高。

集成電路版圖是集成電路設(shè)計(jì)中最底層步驟物理設(shè)計(jì)的成果。物理設(shè)計(jì)通過(guò)布局、布線(xiàn)技術(shù)將邏輯綜合的成果轉(zhuǎn)換成物理版圖文件。