數(shù)字IC設(shè)計(jì)工程師要具備哪些技能

學(xué)習(xí)“數(shù)字集成電路基礎(chǔ)”是一切的開始，可以說是進(jìn)入數(shù)字集成電路門檻的步。CMOS制造工藝是我們了解芯片的節(jié)課，從生產(chǎn)過程（宏觀）學(xué)習(xí)芯片是怎么來的，這一步，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

接下來，從微觀角度來學(xué)習(xí)半導(dǎo)體器件物理，了解二極管的工作原理。進(jìn)而學(xué)習(xí)場效應(yīng)管的工作原理，這將是我們搭電路的積木。

導(dǎo)線是什么？這是一個(gè)有趣的話題，電阻、電容、電感的相互作用，產(chǎn)生和干擾，也是數(shù)字電路要解決的重要問題。

門電路是半定制數(shù)字集成電路的積木（Stardard Cell），所有的邏輯都將通過它們的實(shí)現(xiàn)。

存儲(chǔ)器及其控制器，本質(zhì)上屬于數(shù)?；旌想娐?。但由于計(jì)算機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的日新月異，存儲(chǔ)器的控制器由邏輯層（數(shù)字）和物理層（模擬）一起實(shí)現(xiàn)。

FPGA是可編程門陣列，就是提前生產(chǎn)好的ASIC芯片，可以改配置文件，來實(shí)現(xiàn)不同的功能。常常用于芯片Tapeout前的功能驗(yàn)證，或者用于基于FPGA的系統(tǒng)產(chǎn)品（非ASIC實(shí)現(xiàn)方案，快速推向市場）。

可測試性設(shè)計(jì)（即Design For Test），通常用來檢測和調(diào)試生產(chǎn)過程中的良率問題。封裝和測試是芯片交給客戶的后一步。似乎這些與狹義的數(shù)字電路設(shè)計(jì)不相關(guān)，但這恰恰公司降低成本的秘訣。

后，還需要了解數(shù)字電路與模擬電路的本質(zhì)區(qū)別，這將會(huì)幫助我們?nèi)趨R貫通所學(xué)的知識(shí)。

數(shù)字IC測試

隨著Internet的普及,遠(yuǎn)程教育在我國已有了很大的發(fā)展,尤其是CAI課件以及一些教學(xué)交互的軟件的研究已有相當(dāng)?shù)某潭?。然而遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的發(fā)展卻大大落后,這是由于不同領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)的遠(yuǎn)程化需要研究不同的實(shí)現(xiàn)方法。芯片組的識(shí)別也非常容易，以Intel440BX芯片組為例，它的北橋芯片是Intel82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于芯片的發(fā)熱量較高，在這塊芯片上裝有散熱片。 在本文中首先闡述了一種高校電子信息類專業(yè)數(shù)字邏輯以及現(xiàn)代可編程器件(FPGA/CPLD)等課程的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中使用遠(yuǎn)程測試(數(shù)字IC測試)來實(shí)現(xiàn)實(shí)實(shí)在在的硬件實(shí)驗(yàn),使得這個(gè)系統(tǒng)不同于純軟件的。 

接著敘述了該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件和實(shí)驗(yàn)服務(wù)提供端的數(shù)字IC測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件提供一個(gè)可靈活配置、形象直觀的實(shí)驗(yàn)界面,這個(gè)界面為使用者提供了實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)。可測試性設(shè)計(jì)（即DesignForTest），通常用來檢測和調(diào)試生產(chǎn)過程中的良率問題。數(shù)字IC測試系統(tǒng)完成實(shí)際實(shí)驗(yàn):提供激勵(lì)并測試響應(yīng)。本文敘述的數(shù)字IC測試系統(tǒng)可對(duì)多達(dá)96通道的可編程器件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),另外它還作為面向維修的測試儀器,具有在線測試、連線測試、V-I測試、施加上拉電阻、調(diào)節(jié)門檻比較電平等功能。

ESD保護(hù)電路的數(shù)字邏輯芯片檢測

數(shù)字電子技術(shù)是普通高校電子類相關(guān)專業(yè)的必修課程,主要包含組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩部分內(nèi)容及其應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,需要學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)來加深對(duì)數(shù)字邏輯芯片工作原理的理解。接著就是檢查程序功能的正確性并持續(xù)修改，直到它滿足期望的功能為止。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)離不開數(shù)字邏輯芯片,很多高校每年都會(huì)采購一批數(shù)字邏輯芯片,芯片復(fù)用率很低,造成了數(shù)字邏輯芯片的嚴(yán)重浪費(fèi)。

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)會(huì)使用到許多不同類型的數(shù)字邏輯芯片。由于儲(chǔ)存方法不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不完善、學(xué)生不規(guī)范操作等原因,數(shù)字邏輯芯片經(jīng)常發(fā)生損壞。由于其故障類型多樣、檢測過程繁瑣,因此實(shí)驗(yàn)室管理人員難以及時(shí)排查故障芯片。時(shí)鐘樹插入后，每個(gè)單元的位置都確定下來了，工具可以提出GlobalRoute形式的連線寄生參數(shù)，此時(shí)對(duì)參數(shù)的提取就比較準(zhǔn)確了。本文基于芯片ESD保護(hù)原理、故障字典法研究設(shè)計(jì)了一種數(shù)字邏輯芯片自動(dòng)化檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可檢測數(shù)字邏輯芯片是否有短路、斷路和邏輯功能錯(cuò)誤等故障,并可確定具體的故障引腳位置,通過LCD液晶屏或上位機(jī)將檢測結(jié)果展示給用戶。經(jīng)過實(shí)際的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析可以得出:該檢測系統(tǒng)可以較好地檢測數(shù)字邏輯芯片故障,單枚芯片檢測時(shí)間大約為3秒,且檢測準(zhǔn)確率高達(dá)99.4%、運(yùn)行功耗低至0.44W。非常適合在開設(shè)數(shù)字電子技術(shù)課程的高校中推廣應(yīng)用,同時(shí)也可用于芯片制造公司的成品檢測。