導(dǎo)語：如何才能寫好一篇集成電路設(shè)計(jì)的流程步驟，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】集成電路；EDA；項(xiàng)目化

0 前言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，信息社會的快速發(fā)展對集成電路設(shè)計(jì)人才的需求激增。我國高校開設(shè)集成電路設(shè)計(jì)課程的相關(guān)專業(yè)，每年畢業(yè)的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求，因此加大相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度是各大高校的當(dāng)務(wù)之急。針對這種市場需求，我校電子信息工程專業(yè)電子方向致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實(shí)，工程實(shí)踐動手能力強(qiáng)的集成電路設(shè)計(jì)人才[1]。

針對集成電路設(shè)計(jì)課程體系，進(jìn)行課程教學(xué)改革。教學(xué)改革的核心是教學(xué)課程體系的改革，包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革，旨在改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，現(xiàn)已做了大量的實(shí)際工作，取得了一定的教學(xué)成效。改革以集成電路設(shè)計(jì)流程為主線，通過對主流集成電路開發(fā)工具Tanner Pro EDA設(shè)計(jì)工具的學(xué)習(xí)和使用，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和方法，理論與實(shí)踐并重，熟悉從系統(tǒng)建模到芯片版圖設(shè)計(jì)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生具備從簡單的電路設(shè)計(jì)到復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，具備進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)的基本專業(yè)知識和技能。

1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革

集成電路設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體制造工藝、半導(dǎo)體器件原理、模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及Tanner EDA工具等內(nèi)容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統(tǒng)的理論課程教學(xué)方式，以教師講解為主，板書教學(xué)，但由于課程所具有的獨(dú)特性，在介紹半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體工藝時(shí)，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是對傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充和完善，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書教學(xué)，以圖片形式展現(xiàn)各種形態(tài)的半導(dǎo)體材料，以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結(jié)構(gòu)都給出其典型的版圖照片，使學(xué)生對集成電路建立直觀的感性認(rèn)識，充分激發(fā)教師和學(xué)生在教學(xué)活動中的主動性和互動性，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

實(shí)踐教學(xué)的目的是依托主流的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺，讓學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)流程和基本的集成電路設(shè)計(jì)能力，為今后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師提前編好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，一步步來完成實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式不能很好調(diào)動學(xué)生的積極性，再加上考核方式比較單一，學(xué)生對集成電路設(shè)計(jì)的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實(shí)踐環(huán)節(jié)采用與企業(yè)密切相關(guān)的工程項(xiàng)目來完成。項(xiàng)目化實(shí)踐環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，使學(xué)生能夠積極參與到教學(xué)當(dāng)中，從而更好的完成教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也能夠增強(qiáng)學(xué)生的工程意識和合作意識。

實(shí)踐環(huán)節(jié)選取CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源作為本次實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目來源于企業(yè)，是數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個重要的組成模塊。本項(xiàng)目從電路設(shè)計(jì)、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證等流程對學(xué)生做全面的訓(xùn)練，使學(xué)生對集成電路設(shè)計(jì)流程有深刻的認(rèn)識。學(xué)生要理解CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源的原理，參與到整個設(shè)計(jì)過程中，對整個電路進(jìn)行仿真測試，驗(yàn)證其功能的正確性，然后進(jìn)行各個元件的設(shè)計(jì)及布局布線，最后對版圖進(jìn)行了規(guī)則檢查和一致性檢查，完成整個電路的版圖設(shè)計(jì)和版圖原理圖比對，生成GDS II文件用于后續(xù)流片[2]。

CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)項(xiàng)目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運(yùn)算放大器和帶隙基準(zhǔn)的核心電路部分。電路設(shè)計(jì)可由以下步驟來完成：

1）子功能塊電路設(shè)計(jì)及仿真；

2）整體電路參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；

4）基本單元與電路的版圖；

5）子功能塊版圖設(shè)計(jì)和整體版圖設(shè)計(jì)；

6）電路設(shè)計(jì)與版圖設(shè)計(jì)比對。

在整個項(xiàng)目化教學(xué)過程，參照企業(yè)項(xiàng)目合作模式將學(xué)生分為4個項(xiàng)目小組，每個小組完成一部分電路設(shè)計(jì)及版圖設(shè)計(jì)，每個小組推選一名專業(yè)能力較強(qiáng)且具有一定組織能力的同學(xué)擔(dān)任組長對小組進(jìn)行管理。這樣做可以在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。在整個項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，以學(xué)生探索和討論為主，教師起引導(dǎo)作用，給學(xué)生合理的建議，引導(dǎo)學(xué)生找出解決問題的方法。項(xiàng)目完成后，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對學(xué)生進(jìn)行考核，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

3 教學(xué)改革效果與創(chuàng)新

理論教學(xué)改革采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書教學(xué)，對集成電路材料和工藝有直觀感性的認(rèn)識，學(xué)生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動融洽。實(shí)踐環(huán)節(jié)改革通過項(xiàng)目化教學(xué)方式，學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，在設(shè)計(jì)過程中學(xué)會了查找文獻(xiàn)資料，學(xué)會與人交流，溝通的能力也得到提高。同時(shí)項(xiàng)目化教學(xué)方式使學(xué)生對集成電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程有了整體的認(rèn)識和把握，對元件的版圖設(shè)計(jì)流程有了一定的認(rèn)識。學(xué)生已經(jīng)初步掌握了集成電路的設(shè)計(jì)方法，但要達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[3]。

4 存在問題及今后改進(jìn)方向

集成電路設(shè)計(jì)課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問題：由于微電子技術(shù)發(fā)展速度很快，最新的行業(yè)技術(shù)在課堂教學(xué)中體現(xiàn)較少；學(xué)生實(shí)踐能力不高，動手能力不強(qiáng)。

針對上述問題，我們提出如下解決方法：

1）在課堂教學(xué)中及時(shí)引進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展趨勢和（下轉(zhuǎn)第220頁）（上接第235頁）技術(shù)，使學(xué)生能夠及時(shí)接觸到行業(yè)前沿知識，增加與企業(yè)的合作；

2）加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，建立一個開放的實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生在課余時(shí)間自由使用，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會，并且鼓勵能力較強(qiáng)的學(xué)生參與到教師研項(xiàng)目當(dāng)中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]段吉海.“半導(dǎo)體集成電路”課程建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，05（29）.

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關(guān)鍵詞：版圖設(shè)計(jì)；集成電路；教學(xué)與實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0153-02

目前，集成電路設(shè)計(jì)公司在招聘新版圖設(shè)計(jì)員工時(shí)，都希望找到已經(jīng)具備一定工作經(jīng)驗(yàn)的，并且熟悉本行業(yè)規(guī)范的設(shè)計(jì)師。但是，IC設(shè)計(jì)這個行業(yè)圈并不大，招聘人才難覓，不得不從其他同行業(yè)挖人才或通過獵頭公司。企業(yè)不得不付出很高的薪資，設(shè)計(jì)師才會考慮跳槽，于是一些企業(yè)將招聘新員工目標(biāo)轉(zhuǎn)向了應(yīng)屆畢業(yè)生或在校生，以提供較低薪酬聘用員工或?qū)嵙?xí)方式來培養(yǎng)適合本公司的版圖師。一些具備版圖設(shè)計(jì)知識的即將畢業(yè)學(xué)生就進(jìn)入了IC設(shè)計(jì)行業(yè)。但是，企業(yè)通常在招聘時(shí)或是畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，即使是懂點(diǎn)版圖知識的新員工，電路和工藝的知識差強(qiáng)人意，再就是行業(yè)術(shù)語與設(shè)計(jì)軟件使用不夠熟練、甚至不懂。這就要求我們在版圖教學(xué)時(shí)滲入電路與工藝等知識，使學(xué)生明確其中緊密關(guān)聯(lián)關(guān)系，樹立電路、工藝以及設(shè)計(jì)軟件為版圖設(shè)計(jì)服務(wù)的理念。

一、企業(yè)對IC版圖設(shè)計(jì)的要求分析

集成電路設(shè)計(jì)公司在招聘版圖設(shè)計(jì)員工時(shí)，除了對員工的個人素質(zhì)和英語的應(yīng)用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會對新員工做以下要求：熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數(shù)字、模擬）設(shè)計(jì)，了解電路原理，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)；熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)則；掌握主流版圖設(shè)計(jì)和版圖驗(yàn)證相關(guān)EDA工具；完成手工版圖設(shè)計(jì)和工藝驗(yàn)證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設(shè)計(jì)人員除了懂得IC設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識[3]。正因?yàn)槠湫枰莆盏闹R面廣，而國內(nèi)學(xué)校開設(shè)這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設(shè)計(jì)工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師，就成為各設(shè)計(jì)公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4，5]。

二、針對企業(yè)要求的版圖設(shè)計(jì)教學(xué)規(guī)劃

1.數(shù)字版圖設(shè)計(jì)。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計(jì)是由自動布局布線工具結(jié)合版圖驗(yàn)證工具實(shí)現(xiàn)的。自動布局布線工具加載準(zhǔn)備好的由verilog程序經(jīng)過DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫文件和I/O的庫文件，它包括物理庫、時(shí)序庫、時(shí)序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計(jì)時(shí)，一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學(xué)校開設(shè)這門課程，可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫的設(shè)計(jì)，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫，因此對于初學(xué)者而言設(shè)計(jì)好標(biāo)準(zhǔn)單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。

2.模擬版圖設(shè)計(jì)。在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，無論是CMOS還是雙極型電路，主要目標(biāo)并不是芯片的尺寸，而是優(yōu)化電路的性能，匹配精度、速度和各種功能方面的問題。作為版圖設(shè)計(jì)者，更關(guān)心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對需要匹配，應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說仍然是一個問題，但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設(shè)計(jì)中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)師作為前端電路設(shè)計(jì)師的助手，經(jīng)常需要與前端工程師交流，看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過等，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。

3.逆向版圖設(shè)計(jì)。集成電路逆向設(shè)計(jì)其實(shí)就是芯片反向設(shè)計(jì)。它是通過對芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理，實(shí)現(xiàn)對芯片技術(shù)原理、設(shè)計(jì)思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機(jī)制等方面的深入洞悉。因此，對工藝了解的要求更高。反向設(shè)計(jì)流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗(yàn)證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗(yàn)證及后仿真等。設(shè)計(jì)公司對反向版圖設(shè)計(jì)的要求較高，版圖設(shè)計(jì)工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元電路工作原理。

三、教學(xué)實(shí)現(xiàn)

1.數(shù)字版圖。數(shù)字集成電路版圖在教學(xué)時(shí)，一是掌握自動布局布線工具的使用，還需要對UNIX或LINUX系統(tǒng)熟悉，尤其是一些常用的基本指令；二是數(shù)字邏輯單元版圖的設(shè)計(jì)，目前數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)大都采用CMOS工藝，因此，必須深入學(xué)習(xí)CMOS工藝流程。在教學(xué)時(shí)，可以做個形象的PPT，空間立體感要強(qiáng)，使學(xué)生更容易理解CMOS工藝的層次、空間感。邏輯單元版圖具體教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)采用上機(jī)操作并配備投影儀，教師一邊講解電路和繪制版圖，一邊講解軟件的操作、設(shè)計(jì)規(guī)則、畫版圖步驟、注意事項(xiàng)，學(xué)生跟著一步一步緊隨教師演示學(xué)習(xí)如何畫版圖，同時(shí)教師可適當(dāng)調(diào)整教學(xué)速度，適時(shí)停下來檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，若有錯加以糾正。這樣，教師一個單元版圖講解完畢，學(xué)生亦完成一個單元版圖。亦步亦趨、步步跟隨，學(xué)生的注意力更容易集中，掌握速度更快。課堂講解完成后，安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)以鞏固所學(xué)。邏輯單元版圖教學(xué)內(nèi)容安排應(yīng)當(dāng)采用目前常用的單元，并具有代表性、擴(kuò)展性，使學(xué)生可以舉一反三，擴(kuò)展到整個單元庫。具體單元內(nèi)容安排如反相器、與非門/或非門、選擇器、異或門/同或門、D觸發(fā)器與SRAM等。在教授時(shí)一定要注意符合行業(yè)規(guī)范，比如單元的高度、寬度的確定要符合自動布局布線的要求；單元版圖一定要最小化，如異或門與觸發(fā)器等常使用傳輸門實(shí)現(xiàn)，繪制版圖時(shí)注意晶體管源漏區(qū)的合并；大尺寸晶體管的串并聯(lián)安排合理等。

2.模擬版圖。模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)更注重電路的性能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)常需要與前端電路設(shè)計(jì)工程師交流。因此，版圖教學(xué)時(shí)教師須要求學(xué)生掌握模擬集成電路的基本原理，學(xué)生能識CMOS模擬電路，與前端電路工程師交流無障礙。同時(shí)也要求學(xué)生掌握工藝對模擬版圖的影響，熟練運(yùn)用模擬版圖的晶體管匹配、保護(hù)環(huán)、Dummy晶體管等關(guān)鍵技術(shù)。在教學(xué)方法上，依然采用數(shù)字集成電路版圖的教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的同步。在內(nèi)容安排上，一是以運(yùn)算放大器為例，深入講解差分對管、電流鏡、電容的匹配機(jī)理，版圖匹配時(shí)結(jié)構(gòu)采用一維還是二維，具體是如何布局的，以及保護(hù)環(huán)與dummy管版圖繪制技術(shù)。二是以帶隙基準(zhǔn)電壓源為例，深入講解N阱CMOS工藝下雙極晶體管PNP與電阻匹配的版圖繪制技術(shù)。在教學(xué)時(shí)需注意晶體管與電阻并聯(lián)拆分的合理性、電阻與電容的類型與計(jì)算方法以及布線的規(guī)范性。

3.逆向版圖設(shè)計(jì)。逆向集成電路版圖設(shè)計(jì)需要學(xué)生掌握數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元的命名規(guī)范、所有標(biāo)準(zhǔn)單元電路結(jié)構(gòu)、常用模擬電路的結(jié)構(gòu)以及芯片的工藝，要求學(xué)生熟悉模擬和數(shù)字集成單元電路。這樣才可以在逆向提取電路與版圖時(shí)，做到準(zhǔn)確無誤。教學(xué)方法同樣還是采用數(shù)字集成電路版圖教學(xué)流程，達(dá)到學(xué)以致用。教學(xué)內(nèi)容當(dāng)以一個既含數(shù)字電路又含模擬電路的芯片為例。為了提取數(shù)字單元電路，需講解foundry提供的標(biāo)準(zhǔn)單元庫里的單元電路與命名規(guī)范。在提取單元電路教學(xué)時(shí)，說明數(shù)字電路需要?dú)w并同類圖形，例如與非門、或非門、觸發(fā)器等，同樣的圖形不要分析多次。強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意電路的共性、版圖布局與布線的規(guī)律性，做到熟能生巧。模擬電路的提取與版圖繪制教學(xué)要求學(xué)生掌握模擬集成電路常用電路結(jié)構(gòu)與工作原理，因?yàn)槟嫦蛟O(shè)計(jì)軟件提出的元器件符號應(yīng)該按照易于理解的電路整理，使其他人員也能看出你提取電路的功能，做到準(zhǔn)確通用規(guī)范性。

集成電路版圖設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)面向企業(yè)，按照企業(yè)對設(shè)計(jì)工程師的要求來安排教學(xué)，做到教學(xué)與實(shí)踐的緊密結(jié)合。從教學(xué)開始就向?qū)W生灌輸IC行業(yè)知識，定位準(zhǔn)確，學(xué)生明確自己應(yīng)該掌握哪些相關(guān)知識。本文從集成電路數(shù)字版圖、模擬版圖和逆向設(shè)計(jì)版圖這三個方面就如何開展教學(xué)可以滿足企業(yè)對版圖工程師的要求展開探討，安排教學(xué)有針對性。在教學(xué)方法與內(nèi)容上做了分析探討，力求讓學(xué)生在畢業(yè)后可以順利進(jìn)入IC行業(yè)做出努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王靜霞，余菲，趙杰.面向職業(yè)崗位構(gòu)建高職微電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].職業(yè)技術(shù)教育，2010，31（14）：5-8.

[2]劉俐，趙杰.針對職業(yè)崗位需求？搖探索集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)課程教學(xué)新模式[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2012，（2）：5-8.

[3]鞠家欣，鮑嘉明，楊兵.探索微電子專業(yè)實(shí)踐教學(xué)新方法-以“集成電路版圖設(shè)計(jì)”課程為例[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（3）：280-282.

[4]李淑萍，史小波，金曦.微電子技術(shù)專業(yè)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)高技能人才的探索[J].職業(yè)技術(shù)教育，2010，13（11）：13-16.

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針對課堂教學(xué)的局限性，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成課外積極收集相關(guān)專業(yè)知識的主動自學(xué)能力；鼓勵學(xué)生積極參加各種設(shè)計(jì)競賽，將所學(xué)知識靈活應(yīng)用于實(shí)踐，并使學(xué)生逐漸形成創(chuàng)新性思維，具有較高的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。

二、基于FPGA技術(shù)的課程教學(xué)改革策略

1.明確教學(xué)目標(biāo)

即通過對集成電路相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，了解企業(yè)對集成電路專業(yè)學(xué)生在FPGA技術(shù)方面所需的應(yīng)用技能，進(jìn)一步明確FPGA技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)。往往每個企業(yè)的研究方向不同，所用的開發(fā)環(huán)境、仿真工具都各不相同。為了滿足學(xué)生就業(yè)需求，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該重基礎(chǔ)、求延伸。在基礎(chǔ)扎實(shí)的基礎(chǔ)上，在應(yīng)用方向上尋求延伸，使學(xué)生多接觸各種常用的典型開發(fā)環(huán)境。

2.整合與FPGA技術(shù)相關(guān)的課程，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

由于幾門相關(guān)的課程由不同的教師在不同學(xué)期授課，同時(shí)存在著有些知識點(diǎn)重復(fù)講授，而有些重要知識點(diǎn)又在課程中沒有涉及到的現(xiàn)象。再加上對于硬件描述語言的學(xué)習(xí)僅僅通過課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該邊學(xué)邊練。根據(jù)專業(yè)特色、企業(yè)需求及修訂后的教學(xué)目標(biāo)，對原FPGA技術(shù)相關(guān)的多門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入分析，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)程度，制定課程整合方案，調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，合理安排授課內(nèi)容，做好銜接，充分利用教學(xué)資源。主要包括“硬件描述語言”增設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課（modelsim仿真）；原“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改為quartusii開發(fā)工具綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；“FPGA原理與應(yīng)用”除了介紹原理應(yīng)用方面外，另增設(shè)針對FPGA實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（Xilinx的ise開發(fā)工具）；“SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)”課程中要求學(xué)生熟練掌握sopcbuilder和XilinxEDK開發(fā)環(huán)境，使學(xué)生同時(shí)掌握并比較兩大公司的典型開發(fā)環(huán)境，以及系統(tǒng)級設(shè)計(jì)方法。

3.增設(shè)“ASIC綜合與時(shí)序分析”課程

現(xiàn)有的一部分FPGA教學(xué)實(shí)驗(yàn)，僅僅停留在讓學(xué)生熟悉FPGA的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)步驟，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。綜合時(shí)序分析在電路設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)綜合時(shí)序分析環(huán)節(jié)，數(shù)字集成電路實(shí)驗(yàn)不能僅停留在將RTL級代碼映射為電路結(jié)構(gòu)的表面工作，應(yīng)深入分析電路的時(shí)序、面積及功耗，讓學(xué)生具體體會各種約束在電路具體實(shí)現(xiàn)中的意義。因此，增設(shè)“ASIC綜合與時(shí)序分析”課程，針對ASIC設(shè)計(jì)購置了Synopsys軟件并建立了相應(yīng)機(jī)房，使學(xué)生熟練掌握不同的設(shè)計(jì)軟件，以滿足設(shè)計(jì)需求。

4.調(diào)整實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，提高學(xué)生的動手能力

數(shù)字集成電路實(shí)驗(yàn)通常以Modelsim仿真為主，學(xué)生只有在最后一個綜合實(shí)驗(yàn)中才能用到FPGA開發(fā)板，開發(fā)板利用率不高，而且學(xué)生對開發(fā)板的熟悉程度根本不夠。應(yīng)該增加FPGA開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生熟悉開發(fā)板結(jié)構(gòu)、核心器件及外設(shè)結(jié)構(gòu)、連接方式，真正能熟悉開發(fā)工具，熟練掌握開發(fā)流程，鼓勵學(xué)生多動手、多實(shí)踐，真正做到活學(xué)活用。

5.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

由于行業(yè)技術(shù)更新快，新技術(shù)、新工具層出不窮，而學(xué)校又存在講授知識老舊，教師技術(shù)參差不齊等諸多問題。因此必須加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，進(jìn)行定期技術(shù)培訓(xùn)，及時(shí)更新知識結(jié)構(gòu)。通過定期培訓(xùn)，可以為課程中實(shí)驗(yàn)授課做較好的技術(shù)支持。同時(shí)支持教師參加培訓(xùn)，使一線教師能有機(jī)會直接與各地從事集成電路數(shù)字設(shè)計(jì)的一線工程師（包括清華微電子所、中芯國際、華納電子、大唐微電子等知名單位的一線工程師）進(jìn)行交流。及時(shí)了解行業(yè)新動態(tài)、新趨勢、新技術(shù)以及主流工具，更好地將最新的知識及相關(guān)信息傳授給學(xué)生，緊跟時(shí)代步伐。

6.變革教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)以課堂為中心、以教師為中心、以教材為中心，主要以講授為主，而忽視學(xué)生的積極性、主動性及創(chuàng)造性的發(fā)揮，這將影響FPGA技術(shù)的教學(xué)效果。而且這種方式過于枯燥，對FPGA技術(shù)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。在FPGA技術(shù)的教學(xué)中，根據(jù)講授的內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法。除了課堂講授外，在講解具體實(shí)例時(shí)應(yīng)采用演示法。FPGA技術(shù)的實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)，設(shè)置相關(guān)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)應(yīng)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)踐教學(xué)中要堅(jiān)持“重基礎(chǔ)與技能、求綜合與創(chuàng)新”的改革思路，加強(qiáng)學(xué)生工程思維訓(xùn)練、調(diào)試和分析能力，提高實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新性、綜合性。除課堂講授外，督促學(xué)生在教師指導(dǎo)下自學(xué)、自講，以討論為主的教學(xué)方式，并根據(jù)合作程序及自愿原則進(jìn)行分組。針對“集成電路設(shè)計(jì)方法”課程教學(xué)內(nèi)容，建立課外創(chuàng)新小組，為每個小組的階段性成果在課堂上進(jìn)行成果，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，建立自信心。同時(shí)，由教師引導(dǎo)，對創(chuàng)新小組遇到的問題進(jìn)行課堂討論、分析，調(diào)動每個學(xué)生的積極性，提高學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，取得了很好的效果。教師通過與學(xué)生互動了解學(xué)生的興趣、難點(diǎn)所在，有目的地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使課堂更靈活、更有效地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的各種問題，

7.與企業(yè)合作

建立實(shí)訓(xùn)基地，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。有些能力較強(qiáng)的學(xué)生習(xí)慣于獨(dú)立完成某個項(xiàng)目，這違背了企業(yè)需要具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神成員的培養(yǎng)方針。實(shí)訓(xùn)基地以分組形式分配項(xiàng)目，對每個學(xué)生進(jìn)行明確分工，讓學(xué)生在每個項(xiàng)目中分別擔(dān)任項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的不同角色，承擔(dān)各自的任務(wù)，以團(tuán)隊(duì)形式完成所分配的項(xiàng)目，并且每個學(xué)生在課程結(jié)業(yè)時(shí)必須完成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中不同角色的任務(wù)，得到相應(yīng)學(xué)分。以實(shí)際項(xiàng)目為基礎(chǔ)，領(lǐng)著學(xué)生從立項(xiàng)到著手設(shè)計(jì)再到最終完成設(shè)計(jì)，讓學(xué)生熟練掌握項(xiàng)目完成的各個過程。在進(jìn)行綜合項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的過程中，學(xué)生能體會到課堂知識用于實(shí)踐是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的，這將促進(jìn)學(xué)生查找相關(guān)資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。

8.制定FPGA應(yīng)用能力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

篇4

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程；實(shí)踐教學(xué)；實(shí)驗(yàn)案例；互動式教學(xué)

中圖分類號：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）08-0143-02

Practice Oriented Teaching Exploration for Modern SoC Design Course//SHEN Jianliang， ZHANF Fan， SONG Ke， LYU Ping， ZHANG Li

Abstract Modern SoC Design is one of basic core courses in integrated circuit design and related majors. It has teaching theory and practicetwo aspects. In order to make students better understand the teaching content and improve the practical ability， this paper do some deep research andexploration on practical teaching， that through interactive teaching by team， setting progressive traction experimental and project teaching method. The implementation of many years has achieved remarkable success to stimulate the learning enthusiasm while effectively improve the practical ability of students， so as to promote the improvement in the teaching quality.

Key words modern SoC design course； practical teaching； experimental case； interactive teaching

1 前言

現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)是電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信與信號系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程。它的先行課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字邏輯和硬件描述語言，后續(xù)課程有微處理器設(shè)計(jì)、高級計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、可重構(gòu)SoC設(shè)計(jì)方法學(xué)等，在一系列硬件課程教學(xué)中起著承上啟下的作用，對學(xué)生理解SoC系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)思想將產(chǎn)生深刻的影響。由于該課程理論性較強(qiáng)、知識面較寬、信息量較大，存在教師難教、學(xué)生難學(xué)等問題，容易造成學(xué)生被動地學(xué)習(xí)，難以真正理解SoC設(shè)計(jì)的精髓，也無法調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，致使教學(xué)效果不理想[1-2]。本課程以SoC設(shè)計(jì)的基本原理和基本流程為教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)過程中注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，并對實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行探索，以滿足未來對教學(xué)及科研工作的要求。

2 以往SoC設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的問題

教材理論性強(qiáng)，缺乏與實(shí)踐教學(xué)的聯(lián)系 目前國內(nèi)SoC設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)教材種類很多，但大多數(shù)理論性強(qiáng)，不夠形象生動，基本只是對設(shè)計(jì)流程簡單羅列，所舉示例不夠直觀，很少或者沒有配套的實(shí)驗(yàn)，和實(shí)踐教學(xué)存在脫節(jié)，不能直接與SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對應(yīng)，從而達(dá)不到理想的教學(xué)效果[3]?，F(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程多數(shù)為高年級本科生和低年級研究生選修，這個階段學(xué)生對于SoC系統(tǒng)有一定的理解，但對于具體的設(shè)計(jì)方法和涉及的工具鏈還沒有清晰的認(rèn)識，對部件的功能和結(jié)構(gòu)分析的能力也還比較弱，急需通過一定的工程實(shí)踐來提升設(shè)計(jì)能力。在實(shí)踐過程中可以鞏固所學(xué)的理論知識，同時(shí)對理論知識更好地理解又會進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)踐[2，4]。

涉及的知識面廣，橫向和縱向存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性 SoC設(shè)計(jì)是集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域一門重要的課程，涵蓋的知識面很廣。從底層的半導(dǎo)體物理器件，到芯片封裝測試及其應(yīng)用都有涉及，橫向與縱向的知識關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。一方面，該課程先修課程本身難度就較大，與數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字邏輯和硬件描述語言等先修課程有縱向的密切關(guān)聯(lián)。如果學(xué)生沒有很好地掌握這些知識，勢必影響到現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)。這種縱向聯(lián)系增加了教師的講授難度，制約課程教學(xué)的立體化展開，從而也制約了實(shí)踐教學(xué)的開展[5]。此外，該課程與同期開設(shè)的高速PCB設(shè)計(jì)、高級計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、微處理器設(shè)計(jì)等課程也有較為重要的聯(lián)系。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，SoC設(shè)計(jì)等硬件類課程間缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)，教學(xué)存在內(nèi)容大量重復(fù)或缺失、課程之間內(nèi)容脫節(jié)嚴(yán)重等問題[2]。

另一方面，該課程各個知識點(diǎn)之間橫向聯(lián)系密切，這些關(guān)聯(lián)使得現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)的教學(xué)不同于其他課程，對各知識點(diǎn)的介紹不能一步到位，而是逐步深化、層層遞進(jìn)，無形中增加了理解和教學(xué)的難度[2]。

實(shí)踐環(huán)節(jié)過分單一化，不能與理論教學(xué)有效結(jié)合 現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)配有專門的實(shí)驗(yàn)課程，擁有專用實(shí)驗(yàn)平臺，但往往受限于EDA工具的選擇、廠家定制硬件的配套實(shí)驗(yàn)，不能有效結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容。由于硬件課程本身上手比較難，學(xué)生初學(xué)時(shí)往往不知道從何下手，同時(shí)實(shí)踐教學(xué)與理論授課也不能很好地直接對應(yīng)，特別是較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)很難徹底完成，需要學(xué)生課后花更多的時(shí)間和精力去消化。

3 教學(xué)改革與實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

針對現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的上述問題，自2010年起，本單位逐步進(jìn)行現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，取得一定的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

團(tuán)隊(duì)互動式教學(xué) SoC課程涵蓋了當(dāng)前ASIC設(shè)計(jì)的整個設(shè)計(jì)流程，包含芯片前后端設(shè)計(jì)、可測試性設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)等內(nèi)容，一位教師難以透徹地講解到所有的知識點(diǎn)。本單位結(jié)合承擔(dān)的科研項(xiàng)目實(shí)際，參考國家級精品課程教材，以研究生入學(xué)考試大綱為指導(dǎo)，根據(jù)每位授課教師在科研項(xiàng)目中的特長，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，并創(chuàng)新式地采用團(tuán)隊(duì)式互動教學(xué)方法，由多位教師共同講授一門課程，從而全方位多角度傳授課程的知識要點(diǎn)[2]。

1）團(tuán)隊(duì)式互動教學(xué)方法是指由多位知識互補(bǔ)的教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)完成一門課程的講授。每位教師直接參與先行理論授課與后繼課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)理論授課和實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一。同時(shí)，由授課團(tuán)隊(duì)共同完成課程內(nèi)容修訂、課程體系講座、實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，并親身在相關(guān)課程中主講若干學(xué)時(shí)或講座，介紹課程之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)課程體系的貫通式教學(xué)。例如，為了更好得與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程銜接，“現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)”主講教師要為“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程開設(shè)“指令集設(shè)計(jì)”“流水線技術(shù)”等講座，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明確計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)課程在現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)教學(xué)中的地位和聯(lián)系[2]。

2）增加對硬件設(shè)計(jì)的綜合分析。在團(tuán)隊(duì)教師協(xié)助下，增加對基于ESL的SoC設(shè)計(jì)、基于平臺的SoC設(shè)計(jì)等的介紹和學(xué)習(xí)，為后繼課程做好技術(shù)鋪墊，積極引導(dǎo)學(xué)生思考，重新認(rèn)識硬件基礎(chǔ)對于專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性，改變“重軟偏硬”的思想，而深化“軟硬結(jié)合，相得益彰”的認(rèn)識[2]。

開展遞進(jìn)式的教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目 在實(shí)踐教學(xué)過程中需要遵循“由淺入深、由簡到難”的原則，同一個知識點(diǎn)可以安排多個實(shí)驗(yàn)，遞進(jìn)式地讓學(xué)生掌握相應(yīng)的知識點(diǎn)。比如在涉及RTL級代碼綜合優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以分Step、Hold時(shí)序分析與講解、靜態(tài)時(shí)序分析、綜合優(yōu)化策略等內(nèi)容進(jìn)行，形成從基礎(chǔ)到高階的遞進(jìn)，讓學(xué)生遵循自然學(xué)習(xí)規(guī)律完成知識點(diǎn)的掌握。同時(shí)，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容一定要按照設(shè)計(jì)流程層層遞進(jìn)，從最初的RTL級代碼編寫規(guī)范開始，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)綜合、布局布線、時(shí)序分析、物理實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證等步驟，在理解工具腳本的基礎(chǔ)上層層推進(jìn)，最后實(shí)現(xiàn)對全流程的掌握[6]。

以項(xiàng)目為牽引，實(shí)現(xiàn)動手能力的再提高 實(shí)踐教學(xué)只能將學(xué)生領(lǐng)進(jìn)門，個人的造詣必須在實(shí)踐中演練。否則，實(shí)驗(yàn)做得再好，也只能是紙上談兵。以“項(xiàng)目”為引導(dǎo)，可以從根本上提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力。實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)往往只包括最基礎(chǔ)的操作和應(yīng)用，難以覆蓋工程實(shí)現(xiàn)的方方面面，必須在實(shí)踐項(xiàng)目的鍛煉中才能不斷地提高科研能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的[4]。

4 實(shí)踐教學(xué)改革效果

多年來通過上述教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革探索，SoC設(shè)計(jì)課程體系建設(shè)得到進(jìn)一步完善，教學(xué)質(zhì)量也提升了，成效顯著，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

緊密銜接課程，奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ) 俗話說得好，基礎(chǔ)不牢、地動山搖。在進(jìn)行SoC設(shè)計(jì)課程講授前，對前導(dǎo)課程的知識點(diǎn)進(jìn)行回顧與梳理，可以幫助學(xué)生快速地進(jìn)入角色，部分與SoC設(shè)計(jì)課程銜接緊密的課程需要提前進(jìn)行預(yù)習(xí)。根據(jù)學(xué)生調(diào)查顯示，在鞏固學(xué)習(xí)模擬與數(shù)字電路等先導(dǎo)課程后，現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程中所涉及的基本原理更容易被理解，實(shí)踐內(nèi)容也更容易被掌握，更容易接受；同時(shí)，學(xué)好現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)課程后，對微處理器設(shè)計(jì)、可重構(gòu)SoC學(xué)習(xí)有很大促進(jìn)作用[2]。

提高SoC設(shè)計(jì)技術(shù)，為項(xiàng)目研發(fā)培養(yǎng)生力軍 通過本課程學(xué)習(xí)，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生也更愿意投入到硬件設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來。在研究生開題時(shí)，很多學(xué)生基于對SoC設(shè)計(jì)的熱情選擇類似的課題開展研究，積極投身到SoC設(shè)計(jì)中來，有些甚至成為項(xiàng)目研究的主力，能獨(dú)立完成一個功能IP從前端到后端設(shè)計(jì)的所有設(shè)計(jì)流程，在項(xiàng)目研發(fā)中發(fā)揮了重要作用[2]。

5 結(jié)束語

現(xiàn)代SoC設(shè)計(jì)是電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信與信號系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程。隨著對實(shí)踐教育質(zhì)量的不斷重視，強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，本文分析了以往該課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，闡述了面向?qū)嵺`的教學(xué)改革與實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)實(shí)施方案，通過團(tuán)隊(duì)互動式教學(xué)、遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)設(shè)置、項(xiàng)目牽引等實(shí)踐教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生SoC設(shè)計(jì)技術(shù)的有效鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生ASIC芯片設(shè)計(jì)能力[2]。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：RC端角；MMMC；時(shí)序分析；集成電路

中圖分類號：TN47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Customizing and Application of RC Corner

YUE Da-heng， XIA Ting-ting， ZHAO Zhen-yu

（College of Computer， National Univ of Defense Technology， Changsha， Hunan 410073， China）

Abstract： This paper designed the flow and method of custom RC corners， customized a new RC corner， and estimated the coverage of the custom corner. The result shows that the coverage of custom RC corner to the other corners can reach up to 99%. Finally， we improved the traditional MMMC analysis flow with the custom RC corner. The result of application case in engineering shows that the runtime of tools reduced greatly at the cost of buffer count and buffer area. The buffer count increased by 22.07% and the buffer area increased by 21.65%， whereas the runtime of tools decreased by 84% after the timing was closuring.

Key words： RC corner； multi-mode multi-corner； timing analysis； integrated circuit

隨著VLSI（Very Large Scale Integrated Circuits）進(jìn)入到超深亞微米階段，集成電路規(guī)模和復(fù)雜度日益增加，互連線延時(shí)在總延時(shí)中所占比重開始超過門延時(shí)[1-3].特別是在采用納米工藝之后，互連線延時(shí)大約占總延時(shí)的60%～70%[4]，從而成為制約系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素.可以說，在未來的硅技術(shù)發(fā)展中，互連線對集成電路的影響會越來越顯著，互連線設(shè)計(jì)將會成為集成電路設(shè)計(jì)中的核心因素[5].

在超大規(guī)模集成電路制造過程中，通常需要經(jīng)過光刻、摻雜、增層、熱處理等數(shù)百甚至上千個工藝步驟，在這些工藝步驟中各種工藝上的波動是無法避免的，主要來自于溫度、污染以及一些無法預(yù)料的因素，使得各種參數(shù)值偏離理想值[6].因此，在互連線延時(shí)分析過程中必須考慮工藝波動的影響.[7-8]基于工藝角的分析方法是一種重要的分析方法，因?yàn)樵摲椒梢灾苯臃治龅贸龉に嚥▌佑绊懴碌碾娐烽_關(guān)速度，而電路開關(guān)速度是集成電路的一個重要參數(shù).工藝廠商提供WC， WCZ， WCL， BC， ML， LT， TC七個器件端角， 以及typical， cbest， rcbest， cworst和rcworst五種互連線工藝角，又稱RC端角，即代工廠根據(jù)提供的多種PVT（Process Voltage Temperature）條件和工藝條件產(chǎn)生的多種電阻電容文件.5種RC端角定義如下：

①typical端角代表典型電阻電容數(shù)據(jù)；

②cbest端角代表最佳電容數(shù)據(jù)；

③rcbest端角代表最佳電阻電容數(shù)據(jù)；

④cworst端角代表最差電容數(shù)據(jù)；

⑤rcworst端角代表最差電阻電容數(shù)據(jù).

對于65 nm工藝以下的設(shè)計(jì)，使用MMMC （Multi-Mode Multi-Corner）分析方法已逐漸變成時(shí)序分析的一項(xiàng)基本要求，該分析方法已用于實(shí)際芯片產(chǎn)品設(shè)計(jì)中.在多端角時(shí)序分析中，器件端角和RC端角的組合就構(gòu)成了時(shí)序分析端角.7種器件端角和5種RC端角，共有35種組合.在實(shí)際工程項(xiàng)目中存在以下兩個問題：一個問題是設(shè)計(jì)模塊在多端角組合下的時(shí)序違反路徑不能相互覆蓋，導(dǎo)致設(shè)計(jì)模塊完成優(yōu)化后需要在多個端角下進(jìn)行時(shí)序分析，從而帶來巨大的時(shí)間開銷；另一個問題是，由于多端角組合下的時(shí)序路徑不能相互覆蓋，從而在設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)需要在多個端角間來回切換，而且每次對其中一個端角下的時(shí)序進(jìn)行修正時(shí)，也會影響其他端角下的時(shí)序，進(jìn)而增加了實(shí)現(xiàn)與時(shí)序驗(yàn)證工具之間的切換次數(shù)以及手工ECO的時(shí)間，這進(jìn)一步增加了整個設(shè)計(jì)的時(shí)間開銷.因此，研究可覆蓋所有端角的custom端角就顯得尤為必要.使得custom端角下優(yōu)化收斂的電路在其他所有signoff端角下都可以時(shí)序收斂，就可以大大加速設(shè)計(jì)的時(shí)序收斂速度.

本文RC端角的定制與應(yīng)用，是在定制一個可以覆蓋其他signoff端角的情況下，采用定制的RC端角改進(jìn)傳統(tǒng)的MMMC時(shí)序分析流程，在少量增加緩沖器單元數(shù)目和犧牲單元面積為代價(jià)的情況下大大減少了時(shí)序分析的時(shí)間開銷.

1 定制RC端角

本節(jié)主要包括RC端角的定制流程、實(shí)現(xiàn)、以及評估.

1.1 定制流程及實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)RC端角定制流程如圖1所示.

首先需要創(chuàng)建RC端角下的工藝描述文件ITF（Interconnect Technology File）文件，該文件主要用于描述互連線工藝參數(shù)設(shè)置以及建立受制造工藝影響的互連線模型.該描述文件并不能直接用于互連線寄生參數(shù)的提取，需要將其轉(zhuǎn)化成寄生參數(shù)提取工具能識別的工藝文件，如Star RC-XT可識別的.nxtgrd文件以及QRC可識別的qrcTechFile.如果在轉(zhuǎn)換工藝描述文件的過程中報(bào)出錯誤的信息，需要根據(jù)錯誤信息重新修改工藝描述文件.如果沒有錯誤信息，寄生參數(shù)提取工具就可以根據(jù)生成的工藝文件對設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行寄生參數(shù)的提取，并輸出存儲有該端角下互連線的電阻R和電容C的文件.靜態(tài)時(shí)序分析工具PT就可以讀取芯片中整個互連網(wǎng)絡(luò)的寄生參數(shù)R和C并計(jì)算出互連線的延時(shí)信息，然后結(jié)合器件的延時(shí)信息進(jìn)行時(shí)序分析.

1.1.1 創(chuàng)建工藝描述文件

先進(jìn)的IC需要6層或者更多的金屬布線層，每層之間由絕緣介質(zhì)隔開.工藝描述文件ITF文件主要包括以下內(nèi)容：

①每層金屬線的最小寬度和最小間距；

②每層金屬線的厚度；

③相鄰兩層金屬間的介質(zhì)厚度；

④每層金屬的電阻率；

⑤金屬層間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)；

⑥通孔和接觸孔的定義，包括通孔所連接的頂層金屬和底層金屬以及通孔的電阻等；

⑦擴(kuò)散層的厚度和電阻率.

1.1.2 轉(zhuǎn)換工藝描述文件

工藝描述文件不能直接用于寄生參數(shù)的提取，需要將其轉(zhuǎn)換成寄生參數(shù)提取工具能夠識別的文件，如Star RC-XT工具可識別工藝文件.nxtgrd文件.ITF文件到.nxtgrd文件的轉(zhuǎn)換，可以直接使用如下命令行.

grdgenxo

如果只是對ITF文件進(jìn)行更新，可以使用如下命令行對初始的ITF文件進(jìn)行增量式的更新.

grdgenxo-inc-old_itf

1.1.3 RC端角的實(shí)現(xiàn)

在集成電路中，互連線電阻與導(dǎo)線寬度和厚度成反比；互連線電容與導(dǎo)線寬度和厚度成正比，與層間絕緣介質(zhì)厚度和線間距成反比.因此5種RC端角工藝參數(shù)有以下特點(diǎn)：

①cbest端角下的互連線電容最小，cworst端角下的互連線電容最大；

②rcbest端角下的互連線電阻最小，rcworst端角下的互連線電阻最大.

由于層間絕緣介質(zhì)厚度只影響互連線電容，因此為了使定制的RC端角可以覆蓋這5種RC端角，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整層間絕緣介質(zhì)厚度.所以，依據(jù)rcbest端角rcworst端角下互連線工藝參數(shù)設(shè)置，分別向下或向上調(diào)整層間絕緣介質(zhì)厚度，使得rccustom_max端角在互連線電阻達(dá)到最大的同時(shí)互連線電容也盡可能的大，rccustom_min端角在互連線電阻達(dá)到最小的同時(shí)互連線電容也盡可能的小.

采用圖1所示的RC端角定制流程，本文分別在rcbest端角rcworst端角下互連線工藝參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上，向上和向下調(diào)整層間絕緣介質(zhì)厚度20%，定制出rccustom_max和rccustom_min兩個端角.

為了驗(yàn)證rccustom_max和rccustom_min這兩個定制的RC端角的效果，使用Star RC-XT分別提取20 ～300 μm不等長度的互連線在各個RC端角下的互連線寄生參數(shù)值，然后通過工具PT計(jì)算出互連線延時(shí)，結(jié)果分別如圖2，圖3和圖4所示.

從圖中可以看出，rccustom_max端角下的互連線的電阻電容值都是最差的，且互連線延時(shí)最大；而rccustom_min端角下的互連線的電阻電容值都是最小的，且互連線延時(shí)最小.

1.2 RC端角評估

以實(shí)際工程項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)模塊X1為測試用例，來評估定制的兩個RC端角（rccustom_max， rccustom_min）對其他端角的覆蓋情況.其中，X1模塊長850 μm，寬400 μm，寄存器6 063個，總單元數(shù)目30 784個，且該設(shè)計(jì)模塊為route階段優(yōu)化之后的設(shè)計(jì).在時(shí)序分析時(shí)，時(shí)序路徑違反很大程度上受到時(shí)鐘偏差和串?dāng)_的影響，因此，在測試的過程中需要減小時(shí)鐘偏差和串?dāng)_的影響，特別是時(shí)鐘偏差的影響，故對測試電路，使用理想時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)序檢查且不考慮串?dāng)_的影響.

評估定制RC端角好壞的一個重要的指標(biāo)就是覆蓋率，而且要求覆蓋端角下的時(shí)序要比被覆蓋端角下的時(shí)序更差.

假設(shè)被檢查模塊在端角1下的違反路徑為集合A，在端角2下的違反路徑為集合B，集合B中的路徑

也在集合A中存在的違反路徑為集合C，集合A中的路徑在集合B中也存在的違反路徑為集合D.則

端角1對端角2的覆蓋率為：

P1v2=count（C）/count（B）.（1）

端角2對端角1的覆蓋率為：

P2v1=count（D）/count（A）.（2）

在測試電路中使用如表1所示的端角進(jìn)行多端角時(shí)序檢查.每個端角用小括號里面的Ci（i=1，…，16）代替，其中C1～C6以及C8～C15為signoff端角組合，C7和C16為定制端角組合.

篇6

Microchip公司PIC系列的單片機(jī)為設(shè)計(jì)高性能、低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)提供了很好的解決方案。下面從低功耗設(shè)計(jì)方法及具體例子來介紹PIC單片機(jī)低功耗應(yīng)用。

1低功耗設(shè)計(jì)方法

為使系統(tǒng)工作在低功耗狀態(tài)，必須正確設(shè)置單片機(jī)的配置及工作方式。下面結(jié)合最常用的PIC12、PIC16等單片機(jī)介紹低功耗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

1.1基本設(shè)計(jì)方法

有許多技術(shù)可以降低系統(tǒng)的功耗，最常用的是Sleep模式。程序執(zhí)行一條SLEEP指令，便進(jìn)入了休眠（Sleep）模式。要Sleep模式下，晶振停止振蕩，而此時(shí)單片機(jī)在3V電源條件下，只有1μA的電流。系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)可以采用看門狗或外部事件周期性地喚醒單片機(jī)，利用電子開關(guān)為系統(tǒng)提供電源，以減少系統(tǒng)待機(jī)功耗，延長電池使用時(shí)間。

單片機(jī)的工作頻率和功耗的關(guān)系也很大，頻率越高，功耗越大。在采用32kHz晶振、3V工作電壓時(shí)，PIC12、PIC16等系列單片機(jī)的典型工作電流只有15μA；而采用4MHz晶振、5V工作電壓時(shí)，單片機(jī)的典型工作電流達(dá)到幾mA。在許多低功耗的場合，采用低速晶振實(shí)現(xiàn)低功耗非常有效。如果單片機(jī)采用RC振蕩，還可以通過I/O口的操作改變振蕩電阻，從而改變單片機(jī)工作頻率，達(dá)到節(jié)能的目的。如圖1所示，1個I/O引腳可以在等待狀態(tài)下將并聯(lián)電阻R1去掉，降低單片機(jī)工作頻率。當(dāng)單片機(jī)需要工作時(shí)，可將I/O引腳設(shè)置為輸出并輸出高電平，從而提高振蕩頻率。

1.2振蕩電路設(shè)計(jì)

在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，振蕩電路的設(shè)計(jì)是十分重要的一個環(huán)節(jié)。PIC系列單片機(jī)的典型振蕩電路如圖2所示。

一般情況下，設(shè)計(jì)人員按照廠家給出的參數(shù)表進(jìn)行選擇。如果系統(tǒng)能夠正常工作，也就不再進(jìn)行改進(jìn)了。其實(shí)，這是不合適的。因?yàn)镸icrochip的單片機(jī)根據(jù)型號和版本的不同，工作電壓在直流2.5～5.5V的范圍內(nèi)，汽車級溫度可以在-40～-125℃范圍內(nèi)，而參數(shù)表中只給出了有限的幾種情況，實(shí)際環(huán)境參數(shù)會對振蕩電路的性能產(chǎn)生很大的影響。如高溫、低電壓可減小振蕩環(huán)路增益，而從降低振蕩頻率或者難以啟動；低溫、高電壓可以使環(huán)路增益變大，從而使晶振過驅(qū)動，產(chǎn)生損壞的潛在危險(xiǎn)或者振蕩電路工作的高次諧波頻率上升，加大系統(tǒng)功耗。因此，如何正確設(shè)計(jì)系統(tǒng)的振蕩電路十分必要。對于PIC系列單片機(jī)，一般的設(shè)計(jì)步驟如下：

①選擇晶振。根據(jù)系統(tǒng)需要的振蕩頻率進(jìn)行晶振的選擇。此外，晶振的工作溫度和頻率穩(wěn)定度也是十分重要的指標(biāo)。

②選擇振蕩器類型。PIC系列單片機(jī)有RC、LP、XT、HS等振蕩模式。除RC模式外，振蕩模式的選擇實(shí)際上就是環(huán)路增益的選擇。低增益對應(yīng)低振蕩頻率，高增益對應(yīng)高振蕩頻率。一般根據(jù)實(shí)際需要的工作頻率可參考數(shù)據(jù)手冊來選擇。

③選擇C1、C2。理想的情況是，保證系統(tǒng)在高溫和最低工作電壓下能夠正常工作，使得電容在數(shù)據(jù)手冊推薦的范圍內(nèi)最小。同時(shí)選擇C2比C1大一些以加大相移，使其有利于振蕩電路的上電啟動。

④選擇Rs。在以上參數(shù)都已經(jīng)選定后需要決定Rs的大小。簡單的辦法是讓系統(tǒng)工作在最低溫度和最大電壓情況下，此時(shí)得到的應(yīng)該是時(shí)鐘電路最大輸出幅度。用示波器觀察引腳OSC2的輸出波形（注意，示波器的探頭將給電路引入一個電容，一般為幾pF），如果發(fā)現(xiàn)正弦波的峰（接收Vdd處）和谷（接收Vss處）被削平或壓扁，說明驅(qū)動過載，需要在OSC2和C2間加入1個電阻Rs，一般1kΩ左右或小于1kΩ。Rs不宜過大，過大將使得輸入和輸出產(chǎn)生隔離，從而產(chǎn)生較大的噪聲。當(dāng)發(fā)現(xiàn)需要一個較大的Rs才能消除過驅(qū)動時(shí)，可以增加負(fù)載電容C2來補(bǔ)償。C2一般選擇在15～33pF之間。

系統(tǒng)振蕩電路的設(shè)計(jì)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、功耗等影響很大。一般情況下，系統(tǒng)從Sleep狀態(tài)下喚醒時(shí)，振蕩電路最難啟動（尤其系統(tǒng)工作在高溫、低壓、低頻的情況下）。此時(shí)，電阻Rs有利于振蕩電路的啟動，因?yàn)榱畠r(jià)的碳膜電阻容易產(chǎn)生白噪聲，從而幫助電路起振。此外，選擇C2稍大于C1以增大相移，也有利于電路起振。

2具體應(yīng)用例子

2.1系統(tǒng)組成及框圖

系統(tǒng)主要由PIC單片機(jī)、雙音頻解碼拔號電路、語音集成電路、接口電路、Vcc電源控制電路、射頻發(fā)射電路和EEPROM組成，可完成對家用電器的控制和對報(bào)警求援語音信息的自動傳送，如圖3所示。

2.2控制器工作方式

*當(dāng)與控制器相串聞的電話機(jī)（以下稱為本地機(jī)）處于摘機(jī)時(shí)，電話線輸入電壓發(fā)生變化，引起CD40106的2腳輸出電平變化，輸入到CPU的RB0端口產(chǎn)生中斷信號，喚醒CPU，控制器進(jìn)入工作狀態(tài)。通過本地機(jī)的拔號盤對控制器的各種功能進(jìn)行控制。如控制電視、音響、照明燈等電器電源的開關(guān)。

*當(dāng)控制器接收到振鈴信號時(shí)，CD40106的4腳輸出電平變化，輸入CPU的RB6端口產(chǎn)生中斷信號，喚醒CPU進(jìn)入工作狀態(tài)，并對振鈴信號進(jìn)行計(jì)數(shù)；達(dá)到設(shè)定鈴聲數(shù)后，使控制器進(jìn)入電話接收狀態(tài)，開始接收遠(yuǎn)程傳輸DTMF信號，經(jīng)MT8880解調(diào)得到的信號通過IRQ向單片機(jī)發(fā)出中斷信號，將數(shù)據(jù)存入寄存器，經(jīng)CPU運(yùn)行，對控制器的各種功能進(jìn)行控制。

*當(dāng)控制器作為報(bào)警器，并處于警備狀態(tài)時(shí)，報(bào)警探頭時(shí)刻檢測防范區(qū)域的情況；當(dāng)探頭向控制器發(fā)出警情信息，輸入CPU的RB5中斷產(chǎn)生信號，控制器進(jìn)入工作狀態(tài)，從EEPROM芯片讀出預(yù)先設(shè)置的報(bào)警電話號碼，經(jīng)MT8880轉(zhuǎn)換為DTMF信號，自動撥號，以語音形式將信息傳送給用戶或直接報(bào)警。

2.3應(yīng)用電路

（1）電話接口電路

電話機(jī)與控制器采用控制器在前，電話機(jī)在后的串聯(lián)方式，可實(shí)現(xiàn)電話機(jī)對控制器各種功能的控制。接口電路由過壓保護(hù)電路、極性轉(zhuǎn)換電路和中斷請求電路組成，如圖4所示。

①過壓保護(hù)電路。在電話線回路上加入了一個壓敏電阻R，它的作用是當(dāng)它兩端的電壓大于其工作電壓時(shí)呈短路狀態(tài)，從而保護(hù)后級電路免受高壓危害。當(dāng)加到它的兩端的電壓小于其工作電壓，壓敏電阻呈開路狀態(tài)，對后級電路的工作沒有任何影響。在本設(shè)計(jì)中，壓敏電阻的工作電壓為220V

②極性轉(zhuǎn)換電路。由于在電話線上傳輸?shù)氖墙涣餍盘?，為了使信號的極性固定，在電路中加入電橋，進(jìn)行全波整流。

③中斷請求電路。為延長電池工作時(shí)間，CPU在待機(jī)時(shí)處于休眠的省電狀態(tài)，在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電話機(jī)和本地機(jī)對控制器功能控制時(shí)，由中斷請求電路將CPU喚醒。

（2）語音電路

語音電路如圖5所示。它以ISD4000語音芯片為核心，主要是存儲報(bào)警語音，輸出經(jīng)功率放大后傳送到電話線上。

（3）MT8880與PIC單片機(jī)的接口電路

MT8880是Mitel公司的DTMF收發(fā)器，具有功能強(qiáng)、功耗低、工作穩(wěn)定、可靠等性高優(yōu)點(diǎn)，因此在DTMF信號調(diào)制的場合得到了廣泛的應(yīng)用。MT8880與PIC單片機(jī)的接口電路如圖6所示。

①M(fèi)T8880與單片機(jī)的接口電路。D0～D3為4根數(shù)據(jù)線，MT8880對經(jīng)過前置處理的DTMF信號進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)得的信號存入片內(nèi)寄存器中，并通過IRQ向單片機(jī)發(fā)出中斷信號。單片機(jī)相應(yīng)中斷請求后，在R、W、RS0、RD的控制下，通過D0～D3讀出解調(diào)出的數(shù)據(jù)。

②DTMF信號放大電路。當(dāng)微處理器將要發(fā)送的DTMF數(shù)據(jù)寫入MT8880相應(yīng)的寄存器時(shí)，MT8880從TONE引腳發(fā)出DTMF信號，信號經(jīng)過放大電路放大后，送往變壓器進(jìn)行電壓變化。

3程序設(shè)計(jì)

程序在運(yùn)行時(shí)：①為電器控制器，若是遠(yuǎn)程電話機(jī)對控制器進(jìn)行操作，是根據(jù)電話的振鈴聲數(shù)來判斷；若本地電話機(jī)對控制器進(jìn)行操作，是根據(jù)本地電話機(jī)的摘機(jī)情況來判斷。②為報(bào)警器，報(bào)警探頭隨時(shí)檢測到警情并發(fā)出信號給控制器，而控制器則是根據(jù)用戶的設(shè)置情況，是處于警備與否來判斷是否拔出報(bào)警電話。圖7是程序流程圖。下面主要介紹初始化程序、MT8880設(shè)置子程序和DTMF信號發(fā)送以及接收子程序。

；初始化寄存器

F0EQU0H

RTCCEQU01H

PCEQU02H

STATUSEQU03H

FSREQU04H

RAEQU05H

RBEQU06H

RCEQU07H

RDEQU08H

REEQU09H

TRISAEQU85H

TRISBEQU86H

TRISCEQU87H

TRISDEQU88H

TRISEEQU89H

DAIFSEQU0X50；待發(fā)送的數(shù)據(jù)放在50開始的區(qū)域

RECEEQU0X21

SENDEQU0X22

DAIJSEQU0X40；數(shù)據(jù)暫存在從40H開始的區(qū)域

；MT8880設(shè)置子程序

；置MT8880為DTMF接收狀態(tài)

R8880：MOVLW0X0D

MOVWFREVE；寫控制寄存器A（接收模式）

MOVLW0X00

MOVWFREVE；寫控制寄存器B（突發(fā)模式）

REIURN

；置MT8880為DTMF接收狀態(tài)

T8880：MOVLW0X0F

MOVWFSEND；寫控制寄存器A（發(fā)送模式）

MOVLW0X00

MOVWFSEND；寫控制寄存器B（突發(fā)模式）

RETURN

；DTMF發(fā)送子程序

TELEPHON：CALLT8880；設(shè)置為發(fā)送模式

LOOP：MOVFDAIFS，0；拔號

MOVLWSEND

INCFDAIFS，1；檢查是否發(fā)送結(jié)束

LL1：BTFSSSEND，1

GOTOLL1；已經(jīng)發(fā)送完畢

CALLDELAY200；延時(shí)200ms

DECFDATALENGTH

GOTOLOOP；發(fā)送完畢

RETURN

；DTMF接收子程序

RECEIVE：CALLR8880；設(shè)置為接收模式

RWT：MOVFDJIJS，0

MOVLWREVE

BTFSSREVE，2

GOTORWT；查詢是否收到數(shù)據(jù)

MOVLWREVE

ANDLW0XOF

MOVFREVE

INCFDAIJS，1

DECEDATALENGTH

RETURN

篇7

《數(shù)字邏輯》課程的傳統(tǒng)教學(xué)理念是使學(xué)生從了解數(shù)字系統(tǒng)開始，直到能使用數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)工程所需邏輯設(shè)計(jì)的完整過程。這一教學(xué)理念是一種不折不扣的以應(yīng)用為主的教學(xué)方式，主要目標(biāo)在于培養(yǎng)計(jì)算機(jī)工程的應(yīng)用人才。歷史的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)，面對日新月異的科技改革和以科技創(chuàng)新和技術(shù)升級為核心特征的激烈國際競爭，我國迫切需要創(chuàng)新性人才提高薄弱的自主創(chuàng)新能力，解決信息化發(fā)展過程中面對的各種瓶頸問題。通過科學(xué)的課堂教學(xué)方法，提升學(xué)生的自主創(chuàng)新能力是各院校教師責(zé)無旁貸的責(zé)任和義務(wù)。精細(xì)化管理的是一種規(guī)范化、精細(xì)化和個性化的科學(xué)管理方式。它落實(shí)管理責(zé)任，將管理責(zé)任具體化、明確化，要求每一個管理者都要到位、盡職。因此，基于精細(xì)化管理，本文對《數(shù)字邏輯》課程的精細(xì)化教學(xué)方法進(jìn)行了一些探討。

一、精細(xì)化教學(xué)的重要性和內(nèi)涵

高校的課堂上通常是一位老師面對上百位學(xué)生，傳統(tǒng)的教學(xué)方式像流水線生產(chǎn)車間，粗放式的教育對采用一刀切的教學(xué)方

法，降低了個性化尤其是創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)智能。與此相對，精細(xì)化教學(xué)是一種全新的教學(xué)理念，其理論來源是精細(xì)化管理。所謂精細(xì)化管理，是“通過規(guī)則的系統(tǒng)化和細(xì)化，運(yùn)用程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化和信息化的手段，使組織管理各單元精確、高效、協(xié)同和持續(xù)運(yùn)行”。將此理念推廣到精細(xì)化教學(xué)，就要求教師從備課、課堂、課后等每一個環(huán)節(jié)和步驟都做到精心，對課程的講解要細(xì)致，對學(xué)生的管理和傳授要精細(xì)、要盡職。如果每門課程都能將精細(xì)化教學(xué)方式貫徹執(zhí)行，高校才能培養(yǎng)出優(yōu)秀的創(chuàng)造性或技術(shù)性高級人才。

精細(xì)化教學(xué)的內(nèi)涵體現(xiàn)在四個方面：

1.精

《詩經(jīng)》云：“如切如磋，如琢如磨。”指的是在加工玉石的過程中不厭其煩，追求盡善盡美，就是一種求精、做精的體現(xiàn)，這可以反映在教學(xué)的準(zhǔn)備、計(jì)劃、實(shí)施、反饋等各個環(huán)節(jié)。

2.準(zhǔn)

準(zhǔn)是對規(guī)則的切實(shí)遵守，做到準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)。這體現(xiàn)在教學(xué)方式的規(guī)范化、專業(yè)化、數(shù)據(jù)化、程序化，這要求教師具有較高的專業(yè)知識、專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)，能夠運(yùn)用專業(yè)知識提高教學(xué)質(zhì)量和工作水準(zhǔn)。

3.細(xì)

“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。”細(xì)節(jié)往往是決定成敗的關(guān)鍵，教學(xué)過程中應(yīng)該做好每一個細(xì)節(jié)，而不能因?yàn)槭滦《雎圆蛔?。要善于把大事化結(jié)成小事，從最簡單的小事做起，從細(xì)微處入手，把小事做細(xì)，才能優(yōu)質(zhì)完成教學(xué)任務(wù)。

4.嚴(yán)

“嚴(yán)”不是嚴(yán)厲，而是對制度和流程的一絲

不茍地嚴(yán)格執(zhí)行，把精細(xì)化精神運(yùn)用到日常的工作中。“嚴(yán)師出高徒”，只有嚴(yán)格把關(guān)，才能避免浮躁心理。

精細(xì)化教學(xué)的這四個方面的內(nèi)涵相輔相成、密不可分，“精”是態(tài)度，“準(zhǔn)”和“細(xì)”是方式，“嚴(yán)”則是過程。簡單地說，就是把教學(xué)任務(wù)做系統(tǒng)化和細(xì)致化處理，利用專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的手段，確保各環(huán)節(jié)準(zhǔn)確、高效地協(xié)同進(jìn)行。沒有精益求精的態(tài)度和不折不扣的嚴(yán)格執(zhí)行力度，規(guī)則制度就只能成為一紙空談；沒有專業(yè)水準(zhǔn)和細(xì)節(jié)的磨礪，同樣無法卓有成效地完成任務(wù)。這四個內(nèi)涵運(yùn)用的核心思想是以人為本，因?yàn)榻虒W(xué)的對象是學(xué)生，教師在精細(xì)化教學(xué)流程中只有發(fā)揚(yáng)人文關(guān)懷，才能真正實(shí)現(xiàn)個性化教育目標(biāo)。

二、《數(shù)字邏輯》課程的精細(xì)化教學(xué)

1.對課程教學(xué)的各項(xiàng)工作精益求精

（1）精心準(zhǔn)備教案

教案是上課前的必修環(huán)節(jié)。一堂課的質(zhì)量如何，跟教案是否準(zhǔn)備充分有直接的關(guān)系。在一個學(xué)期的開始之前，教案設(shè)計(jì)過程就要完成，這樣才能對整個課程的組成及脈絡(luò)有個系統(tǒng)的了解；在每堂課之前，要細(xì)致地對教案進(jìn)行完善，熟悉這堂課的每個知識點(diǎn)，做到胸有成竹。

（2）精心設(shè)計(jì)課堂提問和課后習(xí)題

課堂聽講只是一個被動地接受過程，有些學(xué)生在聽的時(shí)候覺得懂了，但并未真正理解透徹，在實(shí)際生活中無法應(yīng)用，因而必須輔助以適當(dāng)?shù)牧?xí)題訓(xùn)練，這可以在課堂上和課后兩個階段進(jìn)行。課堂上提出的問題要能夠激發(fā)學(xué)生的思考，集思廣益。課后習(xí)題能夠?qū)φn堂內(nèi)容起到鞏固和加深理解的作用。

（3）精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)過程

在每堂課的開始，先對上次課的內(nèi)容做一個回放，然后提出本次課的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣學(xué)生心中有數(shù)，增加了學(xué)習(xí)的主觀能動性，讓學(xué)生有針對性地學(xué)習(xí)。在講課過程中，要避免新知識點(diǎn)的切入突兀，注意知識體系的因果轉(zhuǎn)承。另外，教師還需要注意與學(xué)生的互動，不能讓課堂變成一個人的獨(dú)角戲，以增加平時(shí)成績?yōu)闂l件鼓勵學(xué)生隨時(shí)提問，提出各種想法一起討論。在課堂快結(jié)束時(shí)，對本堂課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，留出時(shí)間讓學(xué)生理解、消化和提問。

2.強(qiáng)化細(xì)節(jié)意識

（1）課堂內(nèi)容要豐富翔實(shí)

《數(shù)字邏輯》課程的內(nèi)容較多，在一個學(xué)期的課堂中，如果只傾向于把所有的內(nèi)容一股腦地塞給學(xué)生，走馬觀花式粗糙的學(xué)習(xí)過程，不僅如雁過無痕，一學(xué)不到知識，而且無法讓學(xué)生領(lǐng)略到《數(shù)字邏輯》課程建立在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的簡單優(yōu)美。這樣，只能扼殺學(xué)生對這門課背后的理論體系的興趣，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)更無從談起。而采用精細(xì)化教學(xué)的理念，在教學(xué)過程中就要做到層次分明，首先要注重讓學(xué)生從整體上把握這門課的知識體系，了解它的精髓所在，然后在一些重要的原理或問題上突出細(xì)節(jié)，條縷清晰地向?qū)W生講解其來龍去脈。好比參觀一片森林，要先介紹森林的基本信息，然后再詳細(xì)觀察一棵或幾棵典型的樹的情況，如此詳略得當(dāng)，才能讓學(xué)生舉一反三，進(jìn)而掌握這門課的知識。

（2）要兼顧不同水平的學(xué)生，做到個性化教學(xué)

在同一個課堂上，學(xué)生的水平參差不齊，這就要求教師在知識點(diǎn)的難易程度、教學(xué)進(jìn)度的快慢上把握好平衡，重要的知識點(diǎn)可以在相關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行多次強(qiáng)調(diào)，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的印象。

對 基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)，提供適當(dāng)?shù)毓膭?；對興趣濃厚、學(xué)有余力的學(xué)生，則可以采用獎勵性措施激勵學(xué)生在課外進(jìn)行深入探索。

（3）做到課本與專業(yè)前沿知識相結(jié)合，提高教學(xué)水準(zhǔn)

《數(shù)字邏輯》課堂上多為較為經(jīng)典的知識，在準(zhǔn)確傳授這些內(nèi)容的同時(shí)，教師不能局限于課本，在某些與前沿?zé)狳c(diǎn)密切相關(guān)的知識點(diǎn)上，可以結(jié)合專業(yè)知識進(jìn)行延伸理解，不僅拓寬了學(xué)生的視野，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的課程興趣。比如：在講述組合邏輯電路和同步時(shí)序電路時(shí)，強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中的重要作用，分析它們對Verilog HDL建模仿真的支撐作用，以便提高學(xué)生對知識的掌握

程度。

（4）采用多樣化教學(xué)手段，變枯燥為生動

《數(shù)字邏輯》的有些概念比較抽象，如果生搬硬套地直接描述不僅難以理解，而且容易讓學(xué)生感到枯燥乏味。如果用一些形象化的語言進(jìn)行類比，或者用電腦進(jìn)行動畫演示，甚至當(dāng)場實(shí)驗(yàn)，這些多樣化手段的引入，為課堂氣氛注入新鮮元素，讓枯燥的知識變得形象生動。如：在講述主從JK觸發(fā)器的一次變化問題時(shí)，電路圖的理論分析不能夠直觀解釋，可以通過動態(tài)的時(shí)序圖直觀地描述問題。

精細(xì)化管理作為科學(xué)的管理方式，它應(yīng)用于《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)能夠有效地改善傳統(tǒng)的應(yīng)用教學(xué)方式存在的問題。結(jié)合對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課堂教學(xué)，在課前的教案準(zhǔn)備、教學(xué)過程、課程內(nèi)容、課后習(xí)題等多個方面精細(xì)化教學(xué)能夠有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力有重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：電子科技大學(xué)教改項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的研究與實(shí)踐”（2010XJYZC029）

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關(guān)鍵詞：單片機(jī)；恒溫系統(tǒng)；應(yīng)用

前言：單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡稱，它是隨著超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展而誕生的。它具有體積小，功能性強(qiáng)大，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因而它也廣泛應(yīng)用于電子類的儀表、家用電器、機(jī)器人、農(nóng)業(yè)，工業(yè)化生產(chǎn)等等領(lǐng)域。因此可以說單片機(jī)的應(yīng)用使得產(chǎn)品的功能更加提高，成本更加降低等一系列優(yōu)點(diǎn)。

溫度作為我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中的最基本的物理量，自然界中的任何物理變化，化學(xué)變化過程都跟溫度緊密相連。并且在很多的生產(chǎn)過程中，溫度測控直接影響著生產(chǎn)是否安全化，生產(chǎn)效率的高低，生活的質(zhì)量問題甚至是能與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)直接掛鉤。因此在溫度的測控問題上我國一直在不斷探索研究中，并不斷革新技術(shù)特別是將單片機(jī)應(yīng)用到溫度測控系統(tǒng)中，希望能夠有更好的發(fā)展。

一、基于89C52的單片機(jī)供暖的智能溫控系統(tǒng)

我國的北方居民到了冬季大多都使用電熱供暖設(shè)備。下文就是針對小區(qū)域內(nèi)所需求的供暖量結(jié)合單片機(jī)技術(shù)的溫控裝置。

該溫控裝置主要有這些硬件組成： 89C52單片機(jī)。DS18820傳感器、時(shí)鐘芯片PCF8583、RS485、看門狗電路、鍵盤輸入組成。下文就來簡要說明該裝置的基本組成部分：

（1）溫度傳感器（DS18820）：DS18B20它僅有一個引腳用于接收，能夠提供9到12位的數(shù)字測溫結(jié)果，除此之外還具有溫度上限下線的報(bào)警功能。并且該傳感器的測溫范圍是零下五十五攝氏度到一百二十八攝氏度。更需要提到的一點(diǎn)是它可以不需要外部供電就從數(shù)據(jù)線上直接獲取電能。每個傳感器都擁有自己的串行碼，并且能夠允許多個同一型號的該傳感器在同一總線上運(yùn)行；因此只需要用單片機(jī)的一條口線就能夠監(jiān)控大部分區(qū)域內(nèi)的多個溫度狀況。該傳感器采用的是TO-92封裝，引腳為三個，分別為腳1（GND地）；腳2（QD數(shù)據(jù)輸入輸出的引腳）；腳3（VDD正極電源）連接構(gòu)成。

該傳感器的數(shù)據(jù)總線需要一個4.7K的上拉電阻。而該傳感器采用的是嚴(yán)格的單線協(xié)議，當(dāng)有要進(jìn)入該傳感器的信號時(shí)都會按照這些步驟進(jìn)行：初始化ROM指令DS18B20功能指令，這樣的順序進(jìn)行讀取，否則該傳感器將不予以回應(yīng)。初始化時(shí)，主控單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線將不低于480us進(jìn)行復(fù)位脈沖的傳送，主機(jī)將總線釋放過后，當(dāng)傳感器檢測到信號入了上升沿時(shí)，它將等待15到60us后將總線拉低60到240us發(fā)送一個存在的脈沖，而此時(shí)主機(jī)同該傳感器的信號聯(lián)系才真正建立起來。

    因此該溫控裝置系統(tǒng)僅僅是使用了一個DS18B20傳感器，并采用的是默認(rèn)的12位溫度的測量結(jié)果，它的精確溫度是0.0625°C。因此該智能溫控裝置系統(tǒng)僅需要一個ROM命令，兩個傳感器功能命令，它們的命令口令分別為：0xCC（跳過ROM）;0x44（溫度開始變化）；0xBE（讀取暫存器）

（2）時(shí)間芯片PCF8583：該智能溫裝置中的時(shí)鐘芯片選取了PCF8583。該時(shí)鐘芯片通過I2C接口和單片機(jī)進(jìn)行通訊連接，內(nèi)部除了包含了16個特殊功能寄存器外，還有240個自由的RAM區(qū)提供使用，向這些RAM區(qū)寫入的數(shù)據(jù)能夠在不斷電的情況下持續(xù)存在，所以就講使用者設(shè)置的溫度限定范圍暫存于PCF8583的自由RAM區(qū)域內(nèi)，并使用了一個3.6V的鋰電池作為備用。如圖所示在一起工作區(qū)間PCF8583由電源經(jīng)鍺二極管供電（IN5819）在供電的同時(shí)又能夠給一起進(jìn)行充電，PCF8583由電池經(jīng)過1K電阻供電，從而保證時(shí)間以及用戶設(shè)置的參數(shù)都不會遺失。

（3）過零檢測電路：該電路就是用于檢測220V市電的過零點(diǎn)，當(dāng)市電經(jīng)過變壓器T1之后，就變成了9V/50Hz的交流電，當(dāng)該轉(zhuǎn)換后的交流電通過整流橋B3整流之后，變城了100Hz的直流脈沖電壓，然后送入電壓比較器LM339，LM339將過零點(diǎn)周邊的輸入信號轉(zhuǎn)換成低電平送入單片機(jī)外進(jìn)行中斷。這樣一來單片機(jī)就能根據(jù)該信號來計(jì)算可控硅的導(dǎo)通角的具置，從而來實(shí)現(xiàn)對其控制性。在該系統(tǒng)裝置中采用的是隨機(jī)觸發(fā)型的可控硅，上電過程可控硅的導(dǎo)通角由0°直至360°，其中歷時(shí)10s，而后一直處于導(dǎo)通的狀態(tài)。

（4）可控硅電路：60A的隨機(jī)觸發(fā)可控硅是可控硅電路的中心點(diǎn)，它的控制電壓在3到16V之間，當(dāng)P1.6為低電平的時(shí)候，可控硅就導(dǎo)通了，但當(dāng)P1.6發(fā)出了一個低電平脈沖的時(shí)候，可控硅在P1.6發(fā)出低電平脈沖時(shí)也會導(dǎo)通，而在市電220V過零時(shí)截止。所以說通過準(zhǔn)確的計(jì)算并且控制P1.6發(fā)出的低電平脈沖的時(shí)間，就能夠控制加在加熱體上的市電導(dǎo)通角。

（5）看門狗電路：就是MAX813L作為看門狗電路。也就是說如果MAX813L的WDI端口在1.6s內(nèi)都沒有觸發(fā)信號的話，那么單片機(jī)的RESET端就會產(chǎn)生復(fù)位脈沖，以此來重新啟動系統(tǒng)再次工作，即：在主程序里置位，然后在子程序里清零。

    （6）RS485通訊電路：智能的溫控系統(tǒng)留有RS485接口，有利于實(shí)現(xiàn)對多個智能溫控儀的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。RS485接口電路如圖所示，它采用的雙工通訊的方式，而單片機(jī)的P1.7用于控制收發(fā)的轉(zhuǎn)換。

具體在軟件實(shí)現(xiàn)方面是由C語言進(jìn)行編寫，基本流程如下：參數(shù)初始化、PCF8583RAM區(qū)數(shù)據(jù)的讀寫、開啟關(guān)閉時(shí)間的判斷、控制時(shí)間段的選擇、對選出段的溫度上下限判斷、鍵盤處理、通訊處理等．

二、基于AT89C51單片機(jī)的風(fēng)扇溫度控制系統(tǒng)

單片機(jī)還應(yīng)用于風(fēng)扇的溫度控制當(dāng)中?；旧鲜且訟T89C51單片機(jī)為基準(zhǔn)的智能控制系統(tǒng)。它的系統(tǒng)的外圍電路主要由：鍵盤輸入、外界溫度檢測、點(diǎn)擊控制以及溫度顯示這四個部分組成，當(dāng)然其中中央處理器是核心器件。之所以會采用AT89C51是因?yàn)?，它?nèi)部已經(jīng)包含了定時(shí)器，以及程序存儲器，和數(shù)據(jù)存儲器這些功能，非常符合整個控制系統(tǒng)的性能要求，因此也不存在要外接其他芯片的必要，電機(jī)的調(diào)速部分通過單片機(jī)來控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)風(fēng)扇的輸入電壓，以及由此來實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的變速調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)采用的是DS18B20傳感器，該傳感器直接將測量的溫度轉(zhuǎn)成數(shù)字形式提交給單片機(jī)，然后單片機(jī)根據(jù)收到的數(shù)字進(jìn)行相應(yīng)的對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制工作，但工作時(shí)必須要嚴(yán)格的遵照單片機(jī)總線器件的工作時(shí)序進(jìn)行。

（1）DS18B20的工作時(shí)序：首先單片機(jī)要發(fā)射出一個復(fù)位脈沖，使傳感器復(fù)位。將數(shù)據(jù)線拉低，然后再將數(shù)據(jù)線進(jìn)行釋放。再由上拉電阻拉高，后再由DS18B20發(fā)出低電平信號作為應(yīng)答。然后單片機(jī)對該傳感器寫數(shù)據(jù)。再將數(shù)據(jù)線拉低，再寫入數(shù)據(jù)。直 到寫入的數(shù)據(jù)有所變化后。傳感器對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采用，然后在工作時(shí)要求主機(jī)寫入數(shù)據(jù)到傳感器這其中有一個時(shí)間范圍再此就不多做描述了。

（2）單片機(jī)讀DSl8820數(shù)據(jù)：單片機(jī)會先將數(shù)據(jù)拉低，然后再釋放。DS18B20在數(shù)據(jù)線上從高電平跳低之后又在短時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)線上。再由單片機(jī)立刻讀取數(shù)據(jù)。

利用傳感器和單片機(jī)能夠?qū)︼L(fēng)扇調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行一次徹底的人性化的改造設(shè)計(jì)，使其能夠根據(jù)周圍的環(huán)境溫度的變化來自動調(diào)速，可以說全面地實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的自動化控制，因此在實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值頗高。

總結(jié)：綜上所述，本文簡單介紹了基于單片機(jī)的兩個溫度控制系統(tǒng)，相信伴隨著計(jì)算機(jī)和自動控制技術(shù)水平的越來越提高，以單片機(jī)為核心的溫控技術(shù)也會得到極大的發(fā)展，且應(yīng)用越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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1.1用工總量大

對于企業(yè)來說，一條生產(chǎn)線投入巨大，在整個微電子產(chǎn)品的前期研發(fā)、中期生產(chǎn)以及后期安裝與維護(hù)中，每個環(huán)節(jié)都需要投入大量的人力、物力.

1.2多樣性

微電子產(chǎn)業(yè)是由設(shè)計(jì)、掩模、芯片制造、封裝、測試、材料、設(shè)備及各種支撐服務(wù)等行業(yè)及其衍生的多種產(chǎn)業(yè)構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與服務(wù)的復(fù)雜性、交叉性與繁衍性，給微電子產(chǎn)業(yè)人才帶來了工作崗位的多樣性，也相應(yīng)帶來了微電子人才的多樣性.

1.3用工形式多樣化

微電子制造企業(yè)的用工形式呈現(xiàn)出多樣化，既包括正式職工，也包括人事用工、勞務(wù)工和臨時(shí)性、季節(jié)性用工等靈活多樣的用工形式.

1.4復(fù)合型

微電子產(chǎn)業(yè)中技術(shù)的復(fù)合性（如設(shè)計(jì)中的微電子知識與整機(jī)及系統(tǒng)知識的復(fù)合、制造中工藝與設(shè)備的復(fù)合、工藝中的物理與化學(xué)的復(fù)合、設(shè)備中的機(jī)械與光電技術(shù)的復(fù)合等等），技術(shù)與管理的交叉性（生產(chǎn)線中微電子技術(shù)的專門性與管理知識的交叉等）以及技術(shù)與市場的交融性（集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)與市場需求知識的交融、代工線與設(shè)計(jì)公司的知識交融等），造就了微電子人才的復(fù)合型.

1.5人員流動性大

微電子產(chǎn)業(yè)是一個全球性的產(chǎn)業(yè)，主要的競爭實(shí)力較強(qiáng)的微電子公司都是跨國公司，而且其產(chǎn)業(yè)的周期性明顯，這就給后起地區(qū)一個發(fā)展的機(jī)會，同時(shí)造成微電子產(chǎn)業(yè)在全球的流動.如微電子產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)歷過由其發(fā)祥地美國流動到日本、新加坡、韓國和臺灣，現(xiàn)在又開始向中國流動.微電子產(chǎn)業(yè)的這種流動性會帶來在一個時(shí)期內(nèi)某一地區(qū)微電子人才的短缺性，這也就帶來了微電子人才的薪金高于一般行業(yè)平均工資的現(xiàn)象，由此，也帶來了微電子人才的流動性，有些地方甚至稱他們?yōu)椤坝文撩褡濉?

1.6代層性

由于微電子產(chǎn)品數(shù)年就要更新?lián)Q代一次，而且每更新一次產(chǎn)品，都有更加先進(jìn)的、特殊的技術(shù)（工藝及設(shè)計(jì)）產(chǎn)生，這種產(chǎn)品的更新?lián)Q代，帶來了從設(shè)計(jì)到設(shè)備，從工藝到管理甚至廠房布局等多方面的變革.因此經(jīng)歷過某一代產(chǎn)品設(shè)計(jì)或工藝的微電子人才，未必一定能掌握新一代產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵，這就使得微電子人才的代層性顯得特別明顯.

1.7對于管理人員素質(zhì)的高要求

微電子是一個典型的知識和技術(shù)密集型企業(yè)，這表現(xiàn)在，公司員工中具有較高專業(yè)技術(shù)知識與技能的員工比重較大；公司擁有大量高、尖、新技術(shù)設(shè)備；產(chǎn)品具有較高的知識與技術(shù)含量；公司的無形資產(chǎn)占有相當(dāng)?shù)谋戎?正因?yàn)槲㈦娮赢a(chǎn)業(yè)這些固有的特點(diǎn)，對管理和技術(shù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)要求是極為嚴(yán)格的.微電子企業(yè)的管理層必須精通管理、技術(shù)和市場；企業(yè)中層管理人員必須具有良好的技術(shù)和管理專業(yè)背景；技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員，必須具有精湛的技術(shù)素質(zhì)，是某一方面的專家；團(tuán)隊(duì)成員間必須有極強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和能力.

2微電子制造企業(yè)實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)的必要性

在當(dāng)今電氣化時(shí)代，從日常生活電器到航天電子設(shè)備，可以說微電子產(chǎn)品無處不在.微電子制造業(yè)從一開始就采用了先進(jìn)的制造工藝和管理思想，與傳統(tǒng)的制造業(yè)（如機(jī)械、紡織等）相比更能夠吸收先進(jìn)的技術(shù)成果.不僅如此，微電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快的特性和行業(yè)的競爭激烈程度決定了微電子制造企業(yè)必須快速響應(yīng)市場的變化，提高生產(chǎn)效率，降低管理成本，要求企業(yè)管理者對企業(yè)內(nèi)外事務(wù)做出快速準(zhǔn)確的決策，以提高市場競爭力.因此在實(shí)現(xiàn)制造信息化過程中，微電子制造行業(yè)是首批實(shí)施信息系統(tǒng)的行業(yè)之一.但微電子制造企業(yè)的特點(diǎn)導(dǎo)致其在現(xiàn)階段普遍存在投資結(jié)構(gòu)不合理、投入過大而回收時(shí)間相對較慢、企業(yè)發(fā)展不均衡等等一系列問題.在知識經(jīng)濟(jì)的今天，人力資源已成為影響企業(yè)發(fā)展的原動力之一，企業(yè)的發(fā)展已由過去的資金、技術(shù)等的競爭轉(zhuǎn)變?yōu)槿瞬诺母偁?，人力資源成為企業(yè)間競爭的關(guān)鍵點(diǎn)，所以除了上述一些外在問題制約其進(jìn)一步發(fā)展外，傳統(tǒng)的人力資源在使用和配置上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上信息化大潮下企業(yè)發(fā)展的需要，也大大制約著企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的人力資源在人員調(diào)度上、人員培訓(xùn)等諸多方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于微電子企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的要求.企業(yè)只有具備了經(jīng)營生產(chǎn)所需要的人才，以及訓(xùn)練有素、組織有序、積極主動的團(tuán)隊(duì)，才能保障企業(yè)的競爭優(yōu)勢與良好發(fā)展.所有經(jīng)營、管理、協(xié)調(diào)等問題的解決，歸根結(jié)底是人的問題.因此，企業(yè)的管理問題，重要的內(nèi)容之一是人力資源管理的控制、規(guī)范、協(xié)同、共享問題.而人力資源管理信息化正是提升人力資源工作效率、工作能力的關(guān)鍵因素，人力資源管理信息化已成為信息化進(jìn)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一.鑒于人力資源管理的信息需求量龐大，特別是微電子制造企業(yè)人力資源的信息管理，既要滿足自身的管理需求，還要負(fù)責(zé)不同用工形式、不同崗位類型、不同崗位層級員工的管理；另外還要編制包括人員基本信息、單位信息、勞動用工管理信息、薪酬福利保險(xiǎn)信息、培訓(xùn)信息、招聘信息、能力水平信息、業(yè)績考核信息等等，從而導(dǎo)致信息需求量和信息管理工作量巨大，在這種情形下，傳統(tǒng)的人力資源管理模式已經(jīng)難以滿足企業(yè)信息化的要求，這就需要理念、技術(shù)更為先進(jìn)的現(xiàn)代化的人力資源管理系統(tǒng)來應(yīng)對以上傳統(tǒng)人力資源管理模式所不能應(yīng)對的情形.

3微電子制造企業(yè)實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

如前所述微電子制造產(chǎn)業(yè)作為全球信息化的先鋒，其發(fā)展受到了各國政府的高度關(guān)注，無論是在產(chǎn)業(yè)政策制定上還是人力、物力上都予以傾斜，這些年來中國的微電子制造行業(yè)，作為優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，在政府的高度重視和政策的扶持下，信息化建設(shè)快速發(fā)展，雖然目前整個微電子制造企業(yè)信息化的發(fā)展速度非常快，但通過對目前我國微電子制造企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，從人力資源管理系統(tǒng)應(yīng)用的角度來看，整個行業(yè)還普遍存在一些不足，這主要表現(xiàn)在：

3.1企業(yè)管理層在觀念意識上重視不夠

在微電子制造行業(yè)，許多國內(nèi)外大型企業(yè)都建立了完善的信息化系統(tǒng)，包括內(nèi)部的ERP系統(tǒng)和供應(yīng)鏈管理系統(tǒng).對于這一行業(yè)的企業(yè)來說，有非常多的問題需要他們用信息化手段來解決：設(shè)計(jì)新產(chǎn)品滿足客戶需要、縮短新品從推介到出廠的時(shí)間、提高產(chǎn)品可靠性、提高工廠工作效率、減少和控制庫存、合理預(yù)期價(jià)格以獲得利潤、優(yōu)化資源分配與使用、提高部門間的溝通等等.然而一直以來，眾多微電子制造企業(yè)重視生產(chǎn)、銷售、庫存管理方面信息化建設(shè)，而人力資源信息化建設(shè)卻相對滯后.很多企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)“重生產(chǎn)，輕管理”的意識仍然存在，忽視人力資源建沒，對人力資源信息化建設(shè)的必要性認(rèn)識不足，沒有意識到人力資源信息化工作的緊迫性，行動上缺乏動力.企業(yè)在總體實(shí)施規(guī)劃中，常常把人力資源管理模塊放在后期實(shí)施，在ERP實(shí)施一期中，企業(yè)通常實(shí)施財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理、物料管理等模塊，而人力資源管理與企業(yè)其它業(yè)務(wù)管理是緊密相聯(lián)系的，人力資源模塊與其它模塊是緊密集成的.人力資源管理部門是一個平臺性的職能部門，具有很強(qiáng)的集成性，同時(shí)在ERP的實(shí)施過程中也需要大量的人力資源管理工作.如果把人力資源管理模塊放在最后實(shí)施，不利于在實(shí)施ERP過程中所進(jìn)行的大量人力資源管理工作的開展，不利于ERP的順利實(shí)施和價(jià)值最大化.[1]

3.2企業(yè)信息化人才缺乏

我國的信息化過程經(jīng)常是由技術(shù)人才主導(dǎo)，一般的技術(shù)人員不懂得管理協(xié)調(diào)，而信息化的目的就是為了開展業(yè)務(wù)，為企業(yè)經(jīng)營管理服務(wù)，從應(yīng)用需求調(diào)研、應(yīng)用分析，到系統(tǒng)的選型、實(shí)施規(guī)劃，都離不開人力資源管理人員的協(xié)同工作.同時(shí)項(xiàng)目小組的業(yè)務(wù)人員也不了解技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況，不對技術(shù)提具體的要求，企業(yè)信息技術(shù)部門和人力資源部的配合程度較差，結(jié)果各干各的，各管各的.

3.3人力資源的信息化管理與企業(yè)發(fā)展的需要存在著差距

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步成熟和運(yùn)用，為進(jìn)一步提升企業(yè)人力資源管理水平，微電子制造企業(yè)在建設(shè)人力資源管理系統(tǒng)方面進(jìn)行了有益的嘗試，但在管理理念和信息系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用方面還存在著一些問題，主要包括：一是開發(fā)的系統(tǒng)軟件多為人力資源的某一項(xiàng)特定業(yè)務(wù)（如統(tǒng)計(jì)報(bào)表上報(bào)匯總）提供支持和服務(wù)，開放性和集成性差，缺乏系統(tǒng)的整體構(gòu)思和項(xiàng)目的整體規(guī)劃；二是在開發(fā)時(shí)需求不清晰，系統(tǒng)擴(kuò)展性不強(qiáng)，對業(yè)務(wù)差異和業(yè)務(wù)變化的適應(yīng)能力差.三是企業(yè)內(nèi)部信息流沒有打通，形成了“信息孤島”現(xiàn)象，部分企業(yè)在管理理念、設(shè)計(jì)思路和資金、人力投入上存在差距，系統(tǒng)低水平、重復(fù)開發(fā)和重復(fù)投資問題嚴(yán)重；四是由于業(yè)務(wù)處理流程規(guī)范化的管理上的差距，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化程度比較低.[2]

3.4人力資源管理信息化應(yīng)用整體水平較低

在實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)的企業(yè)中，應(yīng)用最多的是薪資發(fā)放流程處理/工資單信息（78％）、人事行政管理（76％）及出勤管理（66％），這些均屬于基本員工信息資料維護(hù)或交易性行政業(yè)務(wù)操作處理的功能.至于高層次的策略，如人力資源規(guī)劃、個人職業(yè)發(fā)展規(guī)劃及核心能力管理，則較少被應(yīng)用.建立一個準(zhǔn)確的員工信息數(shù)據(jù)庫，是大部分企業(yè)發(fā)展較高層次人力資源管理職能的先決條件，但是，企業(yè)也應(yīng)當(dāng)開始計(jì)劃將人力資源技術(shù)應(yīng)用于一般交易性業(yè)務(wù)操作處理轉(zhuǎn)向策略性的功能上.由圖1可以看出，企業(yè)目前對功能需求最多的是“事務(wù)處理層面”的功能，其次是“業(yè)務(wù)流程層面”的功能.人力資源管理系統(tǒng)在績效評估、員工能力發(fā)展與管理、知識管理、職業(yè)生涯管理等方面的拓展功能遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn).這說明國內(nèi)企業(yè)人力資源管理信息化水平處于初級階段，人力資源管理信息化應(yīng)用水平較低.

4微電子制造企業(yè)實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)的對策探討

4.1系統(tǒng)在實(shí)施過程中應(yīng)注重對微電子制造企業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集

一是收集項(xiàng)目環(huán)境方面的數(shù)據(jù)資料.任何一個項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施和建成后的運(yùn)行都離不開與其相關(guān)的環(huán)境.對于企業(yè)人力資源管理信息化建設(shè)來講，環(huán)境將會對信息化項(xiàng)目的建設(shè)產(chǎn)生重大的影響.這里的環(huán)境既包括宏觀的政治、經(jīng)濟(jì)、文化環(huán)境，也包括企業(yè)外部的合作單位,如管理咨詢機(jī)構(gòu)、軟件供應(yīng)商，以及企業(yè)內(nèi)部微觀的組織、管理、企業(yè)文化等環(huán)境.二是收集類似項(xiàng)目的有關(guān)數(shù)據(jù)資料.包括以前經(jīng)歷的項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料以及其他微電子制造企業(yè)類似項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，對于類似的項(xiàng)目，還可以是類似的建設(shè)環(huán)境，也可以是類似的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，或者兩方面均類似則更好，它們的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)對當(dāng)前項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分析也是很有幫助的.因此要注重這兩方面數(shù)據(jù)資料的收集，包括過去建設(shè)過程中的檔案記錄、總結(jié)、驗(yàn)收資料以及過程變更資料等.

4.2微電子制造企業(yè)必須明確自己的需求和實(shí)施重點(diǎn)

不是每家企業(yè)都需要人力資源管理系統(tǒng)，也不是每一項(xiàng)人力資源職能都需要信息化，更不是每一項(xiàng)人力資源職能內(nèi)的每一項(xiàng)作業(yè)步驟都需要信息化，企業(yè)在實(shí)施之前，首先要對自身作一個客觀而充分的評估，要了解企業(yè)自身人力資源管理當(dāng)前所處的階段、實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)的預(yù)算以及是否需要引入管理咨詢等等，然后才能確定將要實(shí)施的系統(tǒng)的范圍與邊界.一方面,不能只要求簡單地滿足企業(yè)當(dāng)前的人力資源管理需求，還要充分考慮系統(tǒng)是否能為人力資源管理層次的提升帶來幫助；另一方面，要從企業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，不能盲目地貪大求全，追求時(shí)髦，要盡可能做到量體裁衣.同時(shí),既要考慮企業(yè)今后的長遠(yuǎn)發(fā)展，又要分析找出近期企業(yè)最迫切需要解決的問題.根據(jù)現(xiàn)有的系統(tǒng)基礎(chǔ)、流程改進(jìn)的迫切性、模塊實(shí)現(xiàn)的難易程度等，對系統(tǒng)包含的不同模塊劃定其必要性和優(yōu)先次序，有的放矢，避免出現(xiàn)由于盲目鋪開、資源精力分散而帶來的問題.例如可以從建立簡單的人力資源管理系統(tǒng)做起，降低事務(wù)處理的手工操作，將人力資源人員解放出來，然后再進(jìn)行專項(xiàng)的系統(tǒng)建設(shè)，如人事信息、薪資等系統(tǒng)，從而最后建設(shè)一個大型的人力資源管理系統(tǒng).對于大型企業(yè)，如果先前已經(jīng)形成了良好的人力資源管理規(guī)范、行為、流程以及良好的管理平臺，則可以選擇一步到位.[3]

4.3改進(jìn)微電子制造企業(yè)的相關(guān)制度和信息結(jié)構(gòu),完善人力資源的規(guī)范行為與流程

由于歷史的原因和條件的局限，很多微電子制造企業(yè)現(xiàn)行的相關(guān)制度、人事相關(guān)信息的組成和報(bào)表不盡合理和科學(xué).而實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)正是一個非常好的契機(jī)來回顧本企業(yè)不合理、不科學(xué)或不符合國家相關(guān)法律和規(guī)章的地方，重新合理地組織人事相關(guān)信息和報(bào)表，從而減少企業(yè)運(yùn)行的潛在風(fēng)險(xiǎn)，將人力資源部門員工的工作放在刀刃上.因此，實(shí)施人力資源管理系統(tǒng)，不應(yīng)只是單純地將現(xiàn)行的制度和報(bào)表計(jì)算機(jī)化，而是應(yīng)該充分地回顧本企業(yè)的相關(guān)政策和信息組成，去掉不合理的成分，將改進(jìn)的建議報(bào)告給企業(yè)的決策領(lǐng)導(dǎo)并爭取付諸實(shí)施.

4.4主要領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該全力支持和理解

人力資源管理系統(tǒng)的實(shí)施不只是人事部門或計(jì)算機(jī)部門的事.為了保證數(shù)據(jù)的完整、準(zhǔn)確和及時(shí)，需要企業(yè)內(nèi)各個部門和全體員工的積極配合.同時(shí)，采用人力資源管理系統(tǒng)，需要在充分回顧企業(yè)政策的基礎(chǔ)上，根據(jù)先進(jìn)的人力資源管理理念，從程序到操作進(jìn)行全面改進(jìn).所有這些工作，如沒有企業(yè)決策層的支持是很難實(shí)現(xiàn)的.

4.5將項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)分

為了避免時(shí)間成本超支，必須把項(xiàng)目進(jìn)行分解，分解得越細(xì)越好，以防止項(xiàng)目的范圍被蔓延.項(xiàng)目按時(shí)、保質(zhì)保量完成的最好辦法是，嚴(yán)格按照進(jìn)度和預(yù)算完成每一個細(xì)分階段，上一個階段完成，再接著完成下一個階段，否則擴(kuò)大了項(xiàng)目的范圍，導(dǎo)致項(xiàng)目拖延的危險(xiǎn)就會來臨.嚴(yán)格按照計(jì)劃分步實(shí)施、循序漸進(jìn)地推進(jìn)人力資源信息化建設(shè).

4.6加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)開展有效的內(nèi)部動員，做好企業(yè)人員的宣傳引導(dǎo)工作，創(chuàng)造良好的實(shí)施環(huán)境.在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中必須保證持續(xù)不斷的溝通，才能解決問題，使系統(tǒng)的實(shí)施效果達(dá)到最佳.

4.7建立科學(xué)的程序性文件

微電子制造企業(yè)由于人員眾多，人事相關(guān)信息的特點(diǎn)是信息量大、變化頻繁、采集和確認(rèn)困難而且無內(nèi)聯(lián)關(guān)系.采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來管理人事信息要求數(shù)據(jù)的采集、更新能夠完整、準(zhǔn)確和及時(shí)，另外新系統(tǒng)在運(yùn)行后無疑會迫使一部分員工改變已經(jīng)熟悉了的工作方法和習(xí)慣，學(xué)習(xí)包括計(jì)算機(jī)知識在內(nèi)的新知識、新方法、新程序.在系統(tǒng)的實(shí)施過程中，很多企業(yè)由于有關(guān)人員素質(zhì)較低、工作責(zé)任心不強(qiáng)，加上某些管理人員的隨意指揮，會造成系統(tǒng)的實(shí)施和運(yùn)行事倍功半，而且降低了系統(tǒng)的功效.所以，除加強(qiáng)培訓(xùn)外，還要建立必要的科學(xué)的程序性文件，做到有章可循，減少和杜絕各種特例情形，為人力資源管理系統(tǒng)的實(shí)施和正常運(yùn)行提供有效的保證.[4]

4.8制定配套的應(yīng)用的管理策略

系統(tǒng)運(yùn)行后制定配套的應(yīng)用管理策略，系統(tǒng)應(yīng)用對象即各類用戶的責(zé)、權(quán)、利不清晰，影響用戶應(yīng)用的積極性，甚至成為系統(tǒng)應(yīng)用推廣的阻力.因此企業(yè)要制定相應(yīng)規(guī)章，進(jìn)行系統(tǒng)使用前培訓(xùn)則可避免此類情況發(fā)生.

5總結(jié)