數(shù)字IC設計工程師要具備哪些技能

學習“數(shù)字集成電路基礎”是一切的開始，可以說是進入數(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，從生產過程（宏觀）學習芯片是怎么來的，這一步，可以激發(fā)學習的興趣，產生學習的動力。

接下來，從微觀角度來學習半導體器件物理，了解二極管的工作原理。進而學習場效應管的工作原理，這將是我們搭電路的積木。

導線是什么？這是一個有趣的話題，電阻、電容、電感的相互作用，產生和干擾，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現(xiàn)。

存儲器及其控制器，本質上屬于數(shù)?；旌想娐?。但由于計算機等復雜系統(tǒng)中存儲器的日新月異，存儲器的控制器由邏輯層（數(shù)字）和物理層（模擬）一起實現(xiàn)。

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

可測試性設計（即Design For Test），通常用來檢測和調試生產過程中的良率問題。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)字電路設計不相關，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區(qū)別，這將會幫助我們融匯貫通所學的知識。

數(shù)字IC測試

隨著Internet的普及,遠程教育在我國已有了很大的發(fā)展,尤其是CAI課件以及一些教學交互的軟件的研究已有相當?shù)某潭?。然而遠程實驗的發(fā)展卻大大落后,這是由于不同領域實驗的遠程化需要研究不同的實現(xiàn)方法。芯片組的識別也非常容易，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)等課程的遠程實驗系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中使用遠程測試(數(shù)字IC測試)來實現(xiàn)實實在在的硬件實驗,使得這個系統(tǒng)不同于純軟件的。 

接著敘述了該實驗系統(tǒng)中虛擬實驗環(huán)境軟件和實驗服務提供端的數(shù)字IC測試系統(tǒng)的設計。虛擬實驗環(huán)境軟件提供一個可靈活配置、形象直觀的實驗界面,這個界面為使用者提供了實驗的感性認識?？蓽y試性設計（即DesignForTest），通常用來檢測和調試生產過程中的良率問題。數(shù)字IC測試系統(tǒng)完成實際實驗:提供激勵并測試響應。本文敘述的數(shù)字IC測試系統(tǒng)可對多達96通道的可編程器件進行實驗,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、調節(jié)門檻比較電平等功能。

ESD保護電路的數(shù)字邏輯芯片檢測

數(shù)字電子技術是普通高校電子類相關專業(yè)的必修課程,主要包含組合邏輯電路和時序邏輯電路兩部分內容及其應用。數(shù)字電子技術又是一門實踐性很強的課程,需要學生動手做實驗來加深對數(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)字電路實驗離不開數(shù)字邏輯芯片,很多高校每年都會采購一批數(shù)字邏輯芯片,芯片復用率很低,造成了數(shù)字邏輯芯片的嚴重浪費。

數(shù)字電路實驗會使用到許多不同類型的數(shù)字邏輯芯片。由于儲存方法不當、實驗平臺不完善、學生不規(guī)范操作等原因,數(shù)字邏輯芯片經常發(fā)生損壞。由于其故障類型多樣、檢測過程繁瑣,因此實驗室管理人員難以及時排查故障芯片。時鐘樹插入后，每個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)，此時對參數(shù)的提取就比較準確了。本文基于芯片ESD保護原理、故障字典法研究設計了一種數(shù)字邏輯芯片自動化檢測系統(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液晶屏或上位機將檢測結果展示給用戶。經過實際的試驗和數(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,單枚芯片檢測時間大約為3秒,且檢測準確率高達99.4%、運行功耗低至0.44W。非常適合在開設數(shù)字電子技術課程的高校中推廣應用,同時也可用于芯片制造公司的成品檢測。