集成电路的研制精选(九篇)

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第1篇：集成电路的研制范文

关键词：CD4046 CD4018 MSP430F149 OPA820 基波 谐波 方波

1 方案设计

1.1 系统分析

系统设计框图如图1所示。

图1 系统分析

该系统主要由方波振荡电路、分频滤波电路、移相电路、加法电路及幅值测量显示电路组成。由方波振荡电路产生150KHZ方波，经分频分别得到10KHZ、30KHZ和50KHZ的方波，通过滤波得到10KHZ、30KHZ和50KHZ正弦波。正弦波经移相后由加法电路叠加生成合成信号，同时由幅值测量显示电路显示对应正弦波的幅值。

1.2 系统设计与理论计算

振荡电路

振荡电路如图2所示。该模块主要由锁相环CD4046构成的电路来实现。要产生频率为10kHz和30kHz，幅度为6V和2V的正弦波信号，则输入信号幅度必须大于6V，锁相环锁定在30KHZ附近。

图2 振荡电路

CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路，其锁相环采用的是RC型压控振荡器。当9脚输入端输入5V电源时，电路即起基本方波振荡器的作用。振荡器的充、放电电容C1接在6脚与7脚之间，调节电阻R2的阻值即可调整振荡器振荡频率，振荡方波从4脚输出。

f0=1/8*C1*（（V1-VGS）R1+（VDD-2*VTP）R2）

其中V1是9脚的输入电压，VGS是锁相环内部MOS管的栅-源极压降，VTP是栅极的开启阈值电压，VDD是工作电压。

当C1=103Pf，R1=100k时，振荡频率变化范围为80-

150KHZ。

分频电路

CD4018是一个高电压型可预置1/N计数分频器，固定可编程2，3，4，5，6，7，8，9，10分频。包括5级约翰逊计数器，提供时钟，复位，数据，预置允许，特点是额定电压达20V，全静态工作，标准化对称输出特性，5V电压，10V和15V参数级别。5分频电路如图3所示。

图3 5分频电路

图4 滤波电路

滤波电路

本模块采用TI公司UAF42有源滤波器。UAF42是具有高集成度，特点是通用性强，可根据需要设计成低通，高通，带通和带阻滤波器，具有高精度频率和高Q值，片内集成有1000pF±5%的电容。本设计三路正弦波都采用低通滤波，电路相似，参数不尽相同。其中10K正弦波滤波电路如图4所示。

当采用如图4电路时，为低通滤波器，此时有f= /2π，ω2=R2/R1RF1RF2C1C2，其中f为滤波器截止频率。根据UAF42内部电路可知：R1=R2=50KΩ，C1=C2=1000PF，同时外部电路满足RF1=RF2=R5+R6=R7+R8，所以ω与f就与R5，R6，R7，R8有关，调节R6、R7来满足要求。

滤波器品质因数Q=（1+R4（RG+RQ）/RGRQ）/（1+R2/R1）*（R2RF1C1/R1RF2C2）1/2，其中RG为增益控制电阻，RQ为品质因数调节电阻，RG=R3，RQ=R4，UAF42内部R4=50KΩ，于是Q就与图中的R3，R4有关，调节R4来满足要求。

移相电路

图5 移相电路

移相电路如图5所示，由两级运放组成，本设计中采用LF353，第一级运放与C17、R23构成有源微分网络，第二级运放与R24、C19组成有源积分网络。当输入正弦交流信号时，第一级运放输出超前相位信号，第二级运放输出一滞后相位信号，通过调节R24可使输出信号与输入信号相位发生变化。

加法电路

加法电路如图6所示，本设计采用同相输入加法电路。输出Uo=（1+R25/R27）（U1+U2+U3）。当R25=R27时，Uo=2（U1+U2+U3），此时实现输入信号叠加。

图6 加法电路

图7 峰值检波电路

幅值检测显示电路

该电路由峰值检波电路和显示电路组成。

①峰值检波电路

如图7所示，峰值检波电路由二极管，电解电容，和一个大电阻组成。

②峰值显示电路

本电路由TI公司MSP430F149单片机及相应电路组成，电路如图8所示。

图8 MSP430F149幅值测量显示电路

其中MSP430F149是TI公司16位超低功耗单片机。由2个16位定时器、8路快速12位A/D转换器、2个通用串行同步/异步通信信号接口和18个I/O引脚等构成的微控制器。其特点是电源电压范围为1.8V-3.6V，超低功耗，内部集成看门狗定时器。

通过F149单片机的P1.0、P1.1和P1.2口分别进行AD采样，得到10KHZ、30KHZ和50KHZ正弦波的幅值，通过按键SW1、SW2、SW3切换在12864液晶上显示各自峰值。

2 测试结果

在测试阶段，我们对得到的正弦波进行了频率、峰峰值的测量并计算了峰峰值测量误差。测试得到的数据如表1所示。

表1 数据分析表

参考文献：

[1]康华光.《电子技术基础——模拟部分》，高等教育出版社，2006.

1.

[2]SLAU049D，MSP430x1xx Family User's Guide，Texas Inst-

ruments，USA.

第2篇：集成电路的研制范文

关键词：火电厂；锅炉安装；施工组织设计

前言：锅炉是火电厂整体运作的基础，锅炉安装工程的科学性与合理性直接决定了火电厂整体的安全，并直接影响其供电区域内的用电安全，所以针对火电厂锅炉安装工程的施工组织设计进行深入研究是经济发展的必然需求。

一、火电厂锅炉安装工程的施工组织设计的基本组成

由于锅炉安装工程在火电厂运行中有重要作用，所以其组织设计的基本构成并不是由设计人员自主决定，我国颁发了《火电建设安全施工管理规定》明确指出了其组织设计应该包括以下几个方面：具体工程概况分析、设计编制的依据和与原则、施工进行的总体部署和相关的组织管理机构、对于施工关键部位和特殊季节以及突发事件影响下的具体施工办法也要有明确的说明，根据不同火电厂锅炉安装的实际情况，对所规定的基本组成划分侧重点着重进行分析，由此可见此项组织设计要实现科学合理，不仅要考虑锅炉自身质量包括型号、材料等，还要考虑到参与施工的人的技术水平、施工方法的准确性等[1]。

二、火电厂锅炉安装工程施工组织设计的重点

（一）火电厂锅炉安装工程施工组织设计的编制

1. 现阶段编制过程中存在的问题

由于我国对火电厂锅炉安装工程施工组织设计的重视相对西方国家相对较晚，所以整体虽呈现出发展的趋势，但应用的过程中仍然存在一些问题，例如工作人员在进行编制的过程中经常根据以往的经验或将组织设计文件进行简单形式化的改编，这样使编制与过路安装工程的实际情况会存在较大差异，如果施工过程中以这种自身存在问题的编制作为施工依据，必然导致锅炉的安装质量难以符合现实需要，甚至给热电厂整体安全埋下隐患，由此可见端正设计者的态度，以客观实际为依据，进行全面合理的科学设计是现阶段火电厂锅炉安装工程的必然要求[2]。

2. 应采用的编制方法

在对火电厂锅炉安装工程施工组织设计进行编程的过程中首先要通过对技术文件的详细阅读对工程的概况有整体的了解，并根据图纸设计对工程实施过程中技术难度、施工量、施工环境等基本信息有比较全面的掌握；然后将技术文件信息与现实情况进行对比，确定文件信息的准确性，并根据真实的基本信息和个人的设计经验对施工过程中应用的技术进行深入分析，判断图纸中涉及的每一项技术可行性及实施效果，在这个过程中对于施工处理难点及锅炉安装的难点要予以足够的重视，根据现实施工环境及工人的施工技术水平对施工人员的选定和施工设备的配备做出科学合理的预算，保证工程进展在不会因为技术难度而被影响的同时，施工质量满足图纸要求；除此之外施工过程可能会受到一些不可抗力的影响而发生突发事件，所以在进行编制的过程中要对突发事件进行全面的考虑，切实保证编制的科学性，例如随着季节变化降雨量不同，锅炉安装地理位置的选择和施工的进程等就会受到影响；施工人员在技术难点环节出现技术事故也会影响施工进程能否按照原有的编制顺利进行；甚至在施工的过程中可能出现锅炉型号与图纸设计不符等由于工作人员疏忽而导致的问题，这些问题都是有一定几率存在的，设计人员不能理想化的全部否定，所以要根据现实情况在编制的过程中设计出应急方案，尽可能使设计的编制满足现实施工过程中的各种变化需求，这样才能为后期的设计执行提供完整、准确的参考依据，使安装工程更加具有科学性[3]。

（二）火电厂锅炉安装工程施工组织设计的执行

1. 现阶段执行过程中存在的问题

由于施工设计人员对编制重要性没有准确的认识，所以对施工组织的设计目标也不可能准确的定位，这就造成现阶段在执行的过程中实际操作与设计目标方向很难保持一致，执行的力度缺乏统一的标准，执行的体系也不够完善，施工工作人员难以划分各自的工作重点和职责，使执行过程被迫以个体的形式开展，不仅不能够保证执行整体的质量，而且对于人力、设备、技术难点等方面都无法实现合理安排与控制。由此可见想要按照设计目标执行设计，需要有科学全面的编制做基础，需要有明确的设计目标做指引，需要有合理的执行规划和体系作保证。

2. 应采用的执行办法

根据实际情况制定出科学合理的编制，在执行的过程中不仅要严格按照编制进行而且要积极的根据现实情况的需要进行调整，两者看似矛盾但在执行的过程中却互相促进，只有严格按照编制执行才能够对执行整体运作状态及进行有全面的把握，并能够有计划的面对即将出现的技术难点，使执行有据可依，但在现实的执行过程中必然会出现一些编制中未考虑的问题，如果仍盲目按照编制进行，就会忽略问题的严重性，在执行的过程中留下隐患使锅炉安装质量难以保证，与设计的目的背道而驰，所以在面临突发事件的时候要根据现实情况以及编制对后期工作的安排情况进行有针对性的调整，这样才能够将人力、技术、设备等有效资源在突发问题上得到集中优化使用，而且将执行对下阶段编制的依赖可信度调制最高，降低对接下来执行的影响程度，由此可见，执行的过程就是将编制与现实情况相融合的过程[4]。

三、火电厂锅炉安装工程施工组织设计的细节优化

火电厂锅炉安装工程施工组织设计是一项对细节要求极为严格的项目，所以传统的粗放管理并不能够满足其需求，所以在设计的过程中必须要采用精细化管理模式，不论是在编制的过程中还是在执行的环节都要对问题进行细化，从工程招标工作开始对施工方的优劣势与安装施工的具体情况进行细化分析，然后对施工方工作人员技术水平及施工难点技术要求进行细化对比，分析安装工程实施的可行性，进而对施工文件、施工领导组织、施工管理体系、施工成本、施工条件、施工进程安全性等一系列问题进行细化分析，在编制的过程中细化管理可以使编制与现实情况的符合程度得到有效提高，为执行提供更可靠的参考依据，使执行更加具有与科学性和合理性，为优质的锅炉质量做好理论基础，而在此基础上对执行进行细化管理，可以及时发现执行过程中可能存在的问题，而且将人员的职责、工作重点进行了详细的划分，可以使人力物力在面对重难点技术环节或突发事件时得到合理的整合，为优质锅炉质量做好实践准备。由此可见，火电厂锅炉安装工程施工组织设计虽然基本构成并不复杂，但是在实际编制和执行的过程中却要面临和解决很多问题，每一个问题都会影响到锅炉安装质量甚至发电厂的整体运作，所以作为设计者要用把握全局的眼光，对其中涉及的人、设备、突发时间进行全面细致的分析，将优化配置作为设计的核心[5]。

结论：火电厂锅炉安装工程施工组织设计的编制与执行质量直接影响了锅炉安装工程的进度、成本、甚至质量，所以在设计的过程中必须予以重视，通过对编制和执行的细节优化可以有效地提升设计质量，从而使锅炉施工工程更加的顺利，使热电厂的整体运行安全性更加得到保障，在激烈的市场竞争中可以有力的推动火电厂企业向前发展。

参考文献

[1] 王海波.火电厂锅炉安装工程施工组织设计探讨[J].中国新技术新产品，2012，11（25）：104-107.

[2] 熊柳智.火电厂锅炉安装工程施工组织设计分析[J].科技资讯，2013，09（23）：109-111.

[3] 谭吉.施工组织设计优化实证研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2011.

第3篇：集成电路的研制范文

【关键词】输电线路；状态检修；控制要素；经济运行；安全可靠；检修制度；经济效益；社会效益

0 引言

随着电网建设的步伐加快，电网科技含量的提升，新技术、新装置的大规模应用，以及企业自身发展要求和社会供电服务承诺工作的推进，对安全生产、提高供电可靠性和优质服务方面提出了更高的要求，如何利用先进的技术设备，在积累了丰富的输电线路检修经验的基础上，改变原有定期检修的固定模式，寻求设备检修新思路成为一种必然。

1 状态检修的控制要素

1.1 线路元件的控制

输电线路是保证电能传输的基础，必须采取先进的管理办法，搞好其维护和检修工作；在初次投运前和运行过程中都要确认其完好情况，使之经常处于良好的运行状态。

1.1.1 三检修制度

为保持线路运行的稳定性和经济性，要求供电企业应实施运行人员的日常点检与专职责任人员的巡检相结合的“三检制”，并应长期坚持。

1）点检：依靠线路维护人员和运行值班人员，根据“线路运行记录”所记载的部位进行定点检查；

2）巡查：在点检的基础上，由专职责任人员采用专用仪器、仪表对点检情况进行定量复查。例如，利用红外线测温装置或紫外监测装置探测导线接头发热现象等；其检查项目、周期和频次可根据线路具体运行情况来确定；

3）定检：根据“线路元件的缺陷记录”中对线路所提出的问题，建立周期点检卡，并由电力公司技术部门或专责人员对设备的技术状态进行检查。

1.1.2 定期分析线路运行技术状态

对重点线路或故障多发线路，应定期进行调查分析，查明原因，采取对策。这种分析除使用技术检测工具外，还可辅以常用的计算机数据信息，分层次逐项深入地进行。并根据分析结果，编制对策计划，及时进行维修，使之达到良好状态后再运行。

1.1.3 执行线路的强制检修制度

强制性检修是根据线路的年度检修计划和在“三检制”中发现的潜在性问题，对线路实行强制性检修的一种制度。在实际执行中应做好以下几项工作以保证检修质量。

1）依据线路的运行时间、运行历史及现状，复杂系数及所带负荷的大小，实行分类编组，由检修人员实行分组包干负责；

2）设立线路专职运行考核员，统计线路的运行、维修状况，考核线路的完好率；

3）对检修后的线路，重新进行级别验证，审定合格后方可投入运行。

1.2 人为因素的控制

任何生产过程都离不开作业人员，在保证输电线路检修质量的因素中，人是最主要的因素，但又是最难以控制的因素。线路缺陷或事故的产生，往往都与检修人员的质量意识、操作技能和工作作风直接相关。为了实现对人为因素的有效控制，应做好以下主要工作：

1）加强“质量第一，用户至上”的质量意识教育，实施可追溯性的管理方法，建立健全质量责任制；

2）严格执行检修规程，加强专业化检修培训，颁发检修操作等级合格证，实行持证上岗；

3）通过各专业间的人员调整，消除检修人员的厌烦情绪；

4）广泛开展Qc小组活动，促使检修人员加强自我提高和自我改进能力，提倡自我管理，开拓创新。

2 状态检修的发展目标

根据以上分析，结合平顶山电力公司实际情况，我认为做好输电线路的状态检修工作应做到以下几点：

1）在输电线路状态检修的初期，首先必须建立完整的状态检修组织机构和有关制度、标准。在初期阶段，工作量多，难度大，且各单位运行检修能力、技术水平参差不齐，应实行以计划检修为主、状态检修为辅的检修模式。相关部门要认真组织研究，制定出符合各单位实际情况的《输电线路状态检修实施办法》。

2）努力提高在线监测手段，合理调整试验和检修周期，从而持续推进状态检修的发展。在充分利用现有的技术条件和装备资源，搞好常规测试和测试分析工作的基础上，不断应用新的检测技术，提高对线路运行健康诊断的水平。

3）逐步完善各种监测手段，完善知识库，完善状态检修智能诊断系统，状态检修检修方式进一步优化，充分发挥状态检修的作用，实现以状态检修为主的检修模式；形成精炼、高效的检修管理模式。

为此，应制定设备状态检修管理标准、检修实施细则、状态诊断管理制度等管理制度。编制设备状态诊断标准、设备状态评定分级与检修策略等多项技术标准，并根据企业发展需要，及时对规章制度和技术标准进行修订完善，为推行设备状态检修提供可靠的制度保证。加强教育培训，全面提高状态诊断人员的岗位技能和综合素质。

开展状态检修，必须有一支精良的员工队伍，特别是要有一支高素质的状态诊断技术人员作保障；要严格标准、严格要求，保证工作人员的高起点、高素质；要抽出专门时间，聘请专家教授讲课，广泛开展业务培训，不断提高工作人员的整体素质；一要加大对状态检修的宣传，使管理人员和普通员工在思想和行动上达成共识，促进状态检修工作的顺利开展。

3 线路检修过程控制

制定科学的线路检修过程控制，形成具有自身管理特色的状态检修管理模式，结合企业生产实际和自身管理特点，按照状态检修对企业管理过程控制程序的要求，对原线路检修过程控制程序进行调整和优化。形成以计划检修、状态检修、事故检修、改进检修相结合的线路检修管理模式。

1）综合诊断分析相关线路，提出检修建议

根据线路巡检、状态监测、技术监督等工作情况，对线路进行综合诊断分析，结合季度检修评估结论，编制、上报年度线路检修建议书，明确线路定期养护工作计划、线路检修建议，估算相关检修费用等。

2）制定科学合理的检修策略

根据线路在可靠性、安全、费用及效率等四个方面的综合评估结果，将线路分为若干等级，并制定出相应的检修策略。通过对线路分级，制定检修方式，可以减少检修的盲目性，提高工作效率，节省大量人力财力，提高经济效益。

3）严格执行线路季度检修计划

根据线路检修管理标准、质量验收管理标准，由线路检修部门组织开展检修工作，接受生技部门的全过程监督检查，确保线路得到及时、合理的检修和维护。

4）进行季度线路检修评估

相关部门应定期召开评估会，按照年检修计划，对比检修前与检修后线路运行参数的变化、检修建议的执行情况、执行效果以及维护费用等信息进行评估，总结经验，查找差距，为制定合理的线路检修策略奠定基础，实现状态检修闭环管理。

4 结束语

总之，输电线路状态检修改变了原有定期检修那种只依靠经验和推断以及上级要求来确定检修计划的方式，有效地克服了传统的定期检修所造成的维护不到位或维修过度的问题，不仅可节省检修费用而且还可提高设备的利用率和可靠性。

【参考文献】

[1]王建.配电设备在线监测与状态检修系统[D].北京：华北电力大学，2002.

[2]姚臻.基于状态检修的变电设备监测系统的研究[D].武汉大学，2004.

[3]王计朝.输电线路状态检修技术的研究[D].北京：华北电力大学，2009.

[4]田玲，邢建国.电气设备实施状态维修决策方法的探讨[J].电网技术，2004（16）.

[5]朱洪波，魏少岩，闵勇.火电厂检修管理模式的现状与发展趋势[J].中国电力，2004（04）.

[6]麻秀范，鲍海，张粒子，刘晓明.智能化供电设备状态检修决策支持系统设计[J].东北电力学院学报，2002（02）.

第4篇：集成电路的研制范文

关键字:数字电路;组合逻辑电路;时序逻辑电路

中图分类号:TN79文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0042-01

众所周知,近年,科学技术的不断进步带动许多行业发生了翻天覆地的变化,电子信息行业走在了科学发展的前列,表现尤为突出的是数字电子技术,科学进步的浪潮中它迅速前进,已成为当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成电路(VLSI)。那么,逻辑器件的变化也会影响整个数字逻辑电路的发展。

一、数字电路的状态

数字电路顾名思义就是对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路,它只有两个状态就是0和1。在数字电路中,低电平用0表示,高电平用1表示,有时低电位也用字母L(Light)表示,而高电位用字母H(High)表示。另外在对0和1理解时,还会有时间限制,因为数字0、1表示电路状态,结合时间看电路时,要明白电路工作时序。

二、数字逻辑电路的基本定律

数字电路的设计在生活中使用非常广泛,但是怎样设计出符合要求的电路,这就是一门技术活了。因此理解数字电路设计,重点在基本概念和基本方法上。数字设计中逻辑代数基本定律、组合逻辑和时序逻辑的概念是分析和设计数字系统的基础,也是设计大规模集成芯片的基础,所以我们在说数字电路设计之前就要先了解逻辑代数的基本知识定律。逻辑代数是英国数学家乔治.布尔(Geroge . Boole)于1847年首先进行系统论述的,也称布尔代数。 所研究的是两值变量的运算规律,即0,1表示两种不同的逻辑状态,称这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系为二值逻辑。在逻辑代数中我们最先了解的就是进制的转换,计算机系统中一般二进制、八进制、十进制、十六进制是了解最多的,转换这些进制也是最容易的,掌握其中的计算方法就能得到。

三、数字电路设计―组合逻辑和时序逻辑

在做数字电路设计时主要就是组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计。从一方面说,这两种电路的设计是数字电路中的一个最基本的也是最重要的部分,只有会做这两种电路的设计才算是对数字电路入门了。所以我们先对这两种设计作下简单的介绍。

如果说逻辑电路设计是数字电路的最基础的组成部分,那么门电路就是带动这些部分运转的重要元素,就像是一部机器,门电路就是机器中的零件,大家都知道零件在机器的运转中起着不容小觑的作用,如果在某个部位因为一个小零件的出错,可能会导致整个机器出故障。逻辑电路中最基本的门电路通常是与门、或门、非门。与门是逻辑与运算的单元电路;或门是逻辑或运算的单元电路;非门,也叫反相器,是实现逻辑非运算的电路。在实际的应用中并不是把它们直接使用,而是将它们组合成复合逻辑运算与非、或非、与或非、异或、同或等常用的门来实现其功能。我们在日常生活中见得最多的就是交通灯的控制,就是用组合逻辑电路设计成的。在组合逻辑电路的设计中,利用门电路的组合完成的很多电路的设计,编码器、译码器就是组合逻辑电路中的器件,组成的液晶显示器LCD,数码显示器LED。

时序逻辑电路中,主要的零件就是集成触发器,在各种复杂的数字电路中不但需要对二值信号进行算术运算和逻辑运算,还经常需要将这些信号和运算结果保存起来,因此需要使用记忆功能的基本逻辑单元,而这种能储存信号的基本单元电路就是触发器。迄今为止,人们已经研制出了很多种触发器电路,根据电路结构形式的不同,可以分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器等。这些触发器的研制都是在前一种触发器的基础上改进而来的,通俗的说是后人在前人的研究发明中不断提炼出的新器件。因此同步触发器是建立在基本RS触发器的基础上的,基本RS触发器输入信号可以直接控制触发器的状态翻转,而在实际应用中往往要求在约定脉冲信号到来时,触发器才能翻转,所以才有同步RS触发器的出现。但是同步RS触发器有空翻现象,不能正常计数,因此人们又研制了主从触发器,同样为了克服主从触发器的一次性变化,就有了边沿触发器的产生。

四、数字集成电路

在很多人看来,数字集成电路是非常空洞的东西,因为只是一块芯片,却能实现如此多的功能。那在数字集成电路中主要有哪些电路呢?常用的数字集成电路一般有CMOS电路和TTL电路两种。CMOS电路有消耗功率低,工作电压范围广和噪声容限大的特点,虽然在CMOS电路的输入端已经设置了保护电路,但由于保护二极管和限流电阻的几何尺寸有限,它们所能承受的静电电压和脉冲功率均有一定限度。CMOS集成电路在储存运输、组装和调试过程中难免会接触到某些带静电高压的物体,所以一般要对输入的静电进行保护,另外CMOS还会出现电路锁定效应,一般为了使用安全和方便,人们一直在研究从CMOS电路本身的设计和制造上克服锁定效应方法。当然,集成电路一般的要求都非常高,它需要预先对芯片进行设计,编制一定的程序,而我们往往使用现成的电路,对它只做了一定的分析。

通过对数字电路的基本知识的解读,当然这只是很浅的一方面。而数字电路涉及到的一些专用的集成电路。由于专用集成电路(ASIC)是近期迅速发展起来的新型逻辑器件,这些器件的灵活性和通用性使它们已成为研制和审计数字系统的最理想器件。因此数字电路的发展在今后还有很大的空间,但是在发展的同时,数字电路的基础的知识是不会改变的,只会在原来的基础上得到更大的改进,这需要新新的电子人来改进数字电路的不足地方,将它所存在的每一个缺点进行弥补,使各个部分它的作用发挥到最大。

数字电路在实际运用中将越来越广泛,现在在要求普及的数字电视已经进入了千家万户,数字化已经成了必然的趋势。但是任何技术知识,基础都是最根本,最主要的,数字电路的组成刚好是是基础。数字化的时代已经到来,打好基础知识是数字电路发展的前提条件。

第5篇：集成电路的研制范文

按照摩尔定律，集成电路上的晶体管数量每两年将增加一倍。随着电子制造商在越来越小的集成电路上放置越来越多的晶体管，掺杂成了一个严重问题，而掺杂是制造当今集成电路核心硅衬底的必不可少的一个过程。

因此，该小组的挑战是如何超越掺杂的限制。该小组建议，通过将分子贴附到硅表面(而不是混合其中)来影响门限电压或栅电压，而达到一定的门限电压或栅电压才能在源极(蓝色)和漏极(蓝色)间建立一个导电通道从而将器件导通。分子影响了器件层(红色)内的可用的载流子数量。这种方法和掺杂的功能一样，在纳米范围内效果更好。

莱斯大学化学系教授James Tour预计工业界会对该工艺有极大兴趣。这种工艺使碳分子通过化学浴或蒸发的方法与硅键合起来。

该项研究在http：／／／doi／abs／10.1021／ja9002537，更多信息，请联系莱斯大学的Mike williams，电话：001-713-348-6728，电子邮箱：mikewilUams@rice.edu。

――Christina Nickolas

我国研制成功10GHZ 8bit超高速DDS芯片

近日，中科院微电子所微波器件与集成电路研究室(四室)HBT超高速电路小组在刘新宇研究员和金智研究员的带领下研制成功两款基于1μm GaAs HBT工艺的8bit超高速直接数字频率综合器(DirectDigital frequency-Synthesizer，DDS)芯片DDS1和DDS2。

第6篇：集成电路的研制范文

1什么是微电子技术

微电子技术是在电子电路和电子系统的超小型化及微型化过程中逐渐形成和发展起来的，以集成电路为核心的电子技术。是由电路设计、工艺技术、检测技术、材料配置及物理组装等形成的技术体系。

2微电子技术的特征

微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的。之所以称之为“微电子”，顾名思义就是由于它是在微小的范畴内的一种先进技术，其特征是“四微”：

（1）它对信号的加工处理是在一种固体内的微觀电子运动中实现的；

（2）它的工作范围是固体的微米级甚至晶格级微区；

（3）对信号的传递交换只在极微小的尺度内进行；

（4）它的容积很大，可以把一个电子功能部件，甚至一个子系统集成在一个微型芯片上。总之，微电子技术是指在几乎肉眼看不见的范围内进行工作的一种独特而神奇的特种技术。

3微电子的发展趋势

当代微电子技术正在向着高集成度、高速、低功耗、低成本的方向发展。它的进步主要借助于以下几个方面：

3.1制造工艺的改进

在制造工艺方面由最初的单层平面分布发展到后来的多层工艺（有多层高密度和多层多功能两种方式），以降低成本，增加功能。采用人工超晶格工艺（一种用人工控制晶体晶格大小制造晶体的新工艺），制造的器件叫超晶格半导体器件。这种器件的速度比硅半导体器件快10-100倍。使用敏感集成电路（在一块芯片上同时集成各种敏感元件及外围电路），可以缩小体积，降低成本，提高可靠性，增加功能。系统的集成方法将从二维结构向三维立体结构发展，这样会实现集成度的新突破，为集成电路的发展拓出一条新的可行之路。集成电路面世以来便以集成度每三年便翻两番的摩尔定律发展。

3.2材料的更新

科学家正广泛地探索以新材料取代硅晶体的可行途径。随着微电子技术的高速发展，硅材料的局限性已逐步暴露出来。采用砷化镓、磷化铟等氧化物半导体材料和超导材料、金刚石材料制造集成电路，可以提高集成电路的开关速度、抗辐射能力和工作温度（金刚石集成电路可在500℃-700℃下正常工作）。2000年2月12日，德国埃森大学和汉诺威大学宣布联合研制成功在硅板上生长锗半导体，由此制成的集成电路其开关速度将大大快于硅集成电路。同时，采用在有机物原子的化学链中储存信息的技术所研制的“生物芯片”也取得了一些进展。

3.3芯片尺寸的增大

芯片尺寸的增大可为集成度的提高提供物质基础，并且芯片尺寸越大，集成电路的平均成本越低。1998年，芯片尺寸已由原来的3-4英寸，增大到8-10英寸。目前已经达到12英寸。预计今后几年芯片的容量将达到令人震惊的程度，即一个芯片上可包含10亿个元件，其电路仅有几个原子那么薄。这必然会带来芯片功能密度和性能价格比的大幅度提高。

4微电子技术发展需要突破的技术层次

（1）微细加工关键的加工工艺---光刻技术还是一个大问题。

（2）互连技术的可靠性问题还有待研究开发。

（3）新型器件结构新型材料体系还大有潜力刻挖。

5微电子技术的广泛应用

微电子技术不仅使电子设备和系统的微型化成为可能，更重要的是它引起了电子设备和系统的设计、工艺、封装等的巨大变革。所有的传统元器件，如晶体管、电阻、连线等，都将以整体的形式互相连接，设计的出发点不再是单个元器件，而是整个系统或设备。

除了计算机以外，微电子技术在其他方面的应用也是相当广泛的。从通信卫星、军事雷达、无人机、信息高速公路，到程控电话、手机、GPS，从气象预报、遥感、遥测、医疗卫生、能源、交通，到环境工程、自动化生产、日常生活，各个领域无不渗透着微电子技术。

微电子技术对电子产品的消费者市场也产生了深远的影响。价廉、可靠、体积小、重量轻的微电子产品层出不穷。而落户于各式各样的普及型产品之中，进入普通百姓家。例如电子玩具、游戏机、学习机以及其他家用电器产品等。就连汽车这种传统的机械产品也渗透进了微电子技术，采用微电子技术的电子引擎监控系统、汽车安全防盗系统、现代汽车上有时甚至要有十几到几十个微处理器。

微电子技术发展日新月异，令人兴奋不已。它对我们工作、生活和生产的影响无法估量。

参考文献

[1]李净，唐红洁编著.第五章：新编现代科技概论[M].北京：中国政法大学出社，2008（11）.

[2]宗占国主编.第二章：微电子技术与计算机技术[M].北京：高等教育出版社，2008（05）.

作者单位

92823部队二中队海南省三亚市572021

第7篇：集成电路的研制范文

【关键词】电子信息材料；低碳经济；发展应用；集成电路和半导体材料

进入新世纪以后，节能环保的概念开始在全世界范围内普及，作为低碳环保的一项有效途径，低碳经济的发展可以有效地促进整个社会的节能环保活动。低碳经济指的就是依托于低能耗、低污染、低排放的“三低要求”来作为核心的节能环保经济模式，这是人类文明的又一伟大壮举。目前，我国在“可持续发展”的理念的指导下，在社会中大力采用“低碳经济”的生产模式，成功的实现了经济效益和环保效益的双丰收。众所周知，二十一世纪是电子信息的时代，人类社会对电子信息材料的需求量也是与日俱增，如何有效的实现电子信息材料的低碳经济，已经成为了电子信息行业发展的一项重大课题。

一、简要介绍各种可以用于低碳经济发展模式的电子信息材料

目前，在世界的电子信息行业里面，可以用来作为电子信息材料的主要材料有以下几种：光电子材料、纳米材料、宽禁半导体材料等等。目前，为了响应电子信息材料的低碳经济发展，可以根据这些原料的特性研制出以下这些电子信息材料：

1、电子信息材料中的光电子材料

电子信息材料的光电子材料主要指的是液晶材料。目前，液晶材料已经在电子信息行业得到了广泛应用，在电子信息行业里面，液晶材料绝大部分被应用于电子显示屏等高新技术范围之内。液晶材料的特性之一便是“光线扭曲向列型”，这种特性可以使液晶材料在有电流经过的时候通过对电流的改变来实现对电子显示屏上面的液晶序列的排列顺序的改变。与此同时，再有电流经过电子显示屏的液晶材料的时候，外面的光线是不能够直接穿过电子显示屏的液晶材料的，这就使得液晶材料有成为低碳经济的特性。与传统的其他电子显示屏材料相比，液晶材料具有很多优良的特性，液晶材料的能耗低已经精确的准确性以及迅捷的反应，再加上柔和的调色功能。除此之外，液晶材料还是一种很有效的非线性光学材料，液晶材料的状态一般是维持在软凝聚的状态。因此，液晶材料可以有效地实现光折变效应，可以在电子仪器在很低的电流供应下，发挥出强劲的性能，具有很高的开发潜力。另外，根据光学原理之中的光的干涉效应，可以利用光线对液晶材料的干涉作用，使得液晶材料在反射类的光学器件里面得到广泛的应用。综上所述，一系列优良的特性使得液晶材料已经逐步成为应用最广泛的电子显示屏使用材料。

2、电子信息材料中的集成电路和半导体材料

目前，世界上的电子信息材料中的集成电路和半导体材料的最基础的原材料大部分都是多晶硅原料，目前最广泛采用的制作电子信息材料中的集成电路和半导体材料的技术则是经过改进的西门子法。经过改良的西门子法制作多晶硅材料的集成电路和半导体材料的原理如下所述：使用盐酸和工业使用的纯硅粉在一个规定的温度之下发生合成反应，最终生成三氯氢硅材料，然后再采用分离精馏的手段，对已经制得的三氯氢硅材料进行进一步的分离提纯工作，最后把提纯后的三氯氢硅放置进入氢还原仪器里面经行相关反应操作，最后制得高纯度的多晶硅，再进一步加工就成为了日常所使用的电子信息材料中的集成电路和半导体材料。

通过改良的西门子法提炼出来的电子信息材料中的集成电路和半导体可以有效地改进目前国际上的光伏零件问题。

二、简述电子信息材料在低碳经济中的发展应用思路

目前，根据节能环保和低碳经济的相关要求，电子信息材料在低碳经济中的发展应用的主体模式应当找寻出新型的发展趋势，其总体趋势应当是朝向电子信息材料的尺寸扩大化、电子零部件的智能化设计、电子材料的多功能作用趋势、电子材料功能的高度集中化的趋势发展。

1、发展集成电路类的电子信息材料

随着电子科学与技术的不断增长，目前的半导体材料和集成电路的主要材料已经成为了环氧模塑料，通过这样的原材料设计，可以有效地使得电子信息材料可以满足低碳经济的节能环保的要求。

2、发展光电子材料类的电子信息材料

随着电子科学与技术的不断增长，作为一种非常有效的信息传输类型的电子信息材料，光电子材料在近几年来得到了快速发展的机会，这将很有效使得电子信息材料可以满足低碳经济之中电子材料的多功能作用趋势、电子材料功能的高度集中化的要求。

3、发展新型元器件材料类的电子信息材料

随着电子科学与技术的不断增长，作为一种非常有效的降低环境污染，并可以有效的降低电子信息材料能量消耗的材料，新型元器件材料正在逐渐成为电子信息材料的重点研究项目之一，其可以有效的满足电子信息材料发展的电子信息材料的尺寸扩大化、电子零部件的智能化设计要求。

三、结语

目前，电子信息材料的低碳发展已经成为了电子信息行业要攻克的主要课题之一，随着科学技术的不断发展，越来越多的电子信息材料已经可以很好的完成节能环保的要求。在本文中，笔者将结合对低碳经济概念的解读，并简要的描述了几种新型的节能环保的电子信息材料，并通过这样的方式，具体的谈了谈研究了电子信息材料在低碳经济中的发展应用思路。但是，由于本人的知识水平有限，因此，本文如有不到之处，还望不吝指正。

参考文献：

[1]李来丙，李立波.新一代绿色无卤化覆铜板的研制开发[J]，工程塑料应用，2013，32（5）：42～44

[2]谢广超，杜新宇，韩江龙.环氧模塑料在半导体封装中的应用[J]，中国集成电路，2013，（106）：64～69

[3]侯明，衣宝廉.燃料电池技术发展现状[J]，电源技术，2012，32（10）：649～654

[4]苏维.多晶硅生产的节能减排措施[J]，有色金属加工，2013，37（2）：57～59

第8篇：集成电路的研制范文

 

发明三维集成电路的最初创意，首先来自英国雷达专家达默，他于1952年提出了电子设备固体块的分层实现设想;其次来自美国物理学家费曼，他于1959年阐明了利用堆叠工艺实现三维固体块电子设备的思想:倡导节约芯片的平面面积，转而向Z轴发展，以此设计三维电子百科全书、微型计算机和微型电动机。1960年代末，IBM和Motorola公司应用三维封装拉开了简单立体IC的序幕，1979年发明了三维CMOS器件。从1968年进入“硅器时代”之后，三维(立体)微电子学己经初创。在21世纪，三维微电子学必将发展成为迎接深亚微米S0C技术挑战和支撑摩尔定律持续有效的主流技术据预测，三维集成电路支配市场的时间将在2015年。

 

2三维1C

 

基于平面工艺的技术惯性，追求IC制造的单位芯片面积低成本，使得绝大多数实用硅集成电路采用二维平面结构，主要实现了包括一个器件薄层和多个互连薄层的电子器件集成块(二维IC)而真正实现达默设想的电子设备固体块，是具有多器件层结构的三维立体ic，因为它面向第三维，促进了异质材料、器件和信号通道的集成，缩短了金属互连延迟，使三维IC(相对于二维IC)可实现更高的频率、性能、密度和可靠性21互连延迟

 

从I960年至今，主要基于光刻机的进步和MOS管等比例缩小原理(1974年，IBM公司)，二维IC在平面硅中追求高性价比的发展中一直与摩尔定律(1965年提出)符合得很好。可是，预测未来，局限在硅平面上利用更短波长光刻机进一步提高IC集成度的发展速度可能趋缓。

 

姑且不论深亚微米技术所面临的超微器件负面特性的诸多挑战，仅就最易理解的金属互连线延迟指标(正比于互连线长度)展开讨论随着特征尺寸的缩小和芯片面积的増加，二维IC器件延迟不断缩小，金属互连延迟却不断増加在深亚微米工艺下，互连延迟大大高于门延迟，成为系统延迟的主要因子，极大地限制了二维IC的工作频率。

 

20世纪90年代，继续在平面内跑互连线己经占用了一半的芯片面积;2001年，芯片内的互连线总长度达21km，时钟信号线的典型长度为3-20mm，连线延迟为0.61ns/mm在0.35Mm工艺条件下，互连延迟己达门延迟的50%;在0.25^m工艺条件下，互连延迟己超过器件的门延迟0.1^mCMOS电路的典型门延迟为4ps;而电子的弹道飞行时间常数是Q33ps，因此，限定了基于电子运动规律的1C的极限频率为500GHz^2-17。

 

三维IC在两个不同有源层之间的垂直互连线长度的典型值是微米量级，而二维IC在不同逻辑单元之间的互连线长度是数百微米量级。由于缩短了互连长度，互连伴随的寄生性降低了，这就使三维1C提高了工作频率图1模拟出0.25Mm~50nm特征尺寸下三维集成较二维集成在互连延迟指标上的优化2001年，Intel公司资助普渡大学计算分析1层(2D)和2~16层(3D)双栅SOIIC的性能，结果表明，三维IC较二维IC具有领先2~3个特征尺寸技术代的优点[15]1998年，德国斯图加特微电子研究所实验表明，比较由两层堆叠或单层CMOS管制造的16<16位乘法器，可获得的指标缩小率分别是：时延21.9%，芯片面积128%，总电容28.物，动态能耗30.牴，能耗延迟积45.6%[14]又如，采用三维MCM封装技术的Aladdin并行处理器比CrayX-MP处理器每单位体积可获得的速度改善为35000MIPS和10800FLOPS2.2结构特点

 

三维IC拥有多层堆叠紧密的二维有源硅层，每个硅层又有多层二维互连线薄层，众多的垂直互连线则作为Z轴，电连接二维互连线或有源硅层由于解放了Z轴，为电路系统的设计、布局和布线提供了更高的优化自由度从数据流的角度分析。首先，三维IC可被视为二维数据处理平面的三维(垂直)结合，三维芯片封装属此类;其次，三维IC可被视为垂直数据流通道的二维结合，三维集成图像处理IC属于此类;未来，三维IC将是没有优先数据传输方向的类似人脑的神经网络，其结构可能是蜂窝状的多维硅器

 

具有合理分层结构的三维IC，能使传感与执行、数字与模拟、高压与低压、高能耗与低能耗的电路子块，和平共处于CMOS硅高楼之城作为三维硅城内的防范子块，为防备局部子电路报废而影响整体，将预先制作冗余的备用电路。

 

2.3系统规模

 

20世纪末，先进的三维封装技术已经能够与包括光微电机械电子或光电的任何一种元器件兼容，堆叠层数高达48(Irvine传感器公司);基于三维封装的世界上最小助听器模块(4.5mm<4.0mmX3.0mm)，结合了CPUDSPEEPROM和18个无源元件瑞士Valtionic公司)20世纪90年代，日本己经研制出5层三维集成IC;IBM公司己经研制出10层三维集成IC

 

3三维工艺

 

尽管SIP级或SOC级的三维IC有非常吸引人的优点，但至今尚未成为主流技术，原因在于制造工艺的挑战。三维工艺包括三维封装和三维集成，前者是后者的基5础三维IC制造技术的最大特点在于其高度整合性

 

3.1三维封装

 

三维封装是在垂直于芯片表面方向上堆叠、互连两片以上(中测)裸片的高级SIP封装技术三维封装主要包括叠层、埋置(1980年代)和有源基板三种类型，尤以减薄裸片叠层工艺最为流行采用混合互连技术，以适应不同叠层芯片的外围及区域互连，发展出多种多样的垂直互连技术

 

例如，2000年，美国开发出基于晶圆片的通硅触点和传统倒装焊的一种垂直互连技术:预先在晶圆正面内埋金属接触点，待器件加工完，从圆片背面减薄，露出通硅触点，以便实现圆片倒装焊;反复减薄和键合，即可堆叠出SIP级的三维IC预计今后20年内，叠层芯片层间连接点的密度将是每平方厘米1000万个。SIP级的三维1C可视为SOC级三维IC的过渡性产物，因为三维封装是三维集成的技术基础图2示出从芯片叠层组到硅高楼的三维集成的典型结构发展趋势其中，晶体管平面层1和2以及3和4,都是由3D集成技术得到的2三维集成三维集成主要使用SOI技术逐层做出元件、器件和MEMS,以此更直接地发明SOC级的三维IC,其中，晶圆倒装焊接或粘接有助于长出8层有源硅高楼1970年代，日本先锋半导体研究所的前田和夫提出：把MOS型RAM做成双层结构，可以减少芯片面积，但要増加掩模数量

 

SOI技术包括激光和电子束再结晶、横向固相外延生长、横向外延过生长、金属诱导横向结晶和晶圆片粘合等1980年代初，国外应用激光再结晶多晶硅SOI技术，己在2个硅平面层中实现了三维共栅CMOS反相器，并且利用其实现了高密度的三维集成SRAM1985年，清华大学应用激光再结晶SOI层，在国内率先研制出简单三维器件。

 

1990年，日本三菱电气公司应用激光再结晶技术，制造出4层三维测距电路:最上层是64<64光敏传感器阵列，向下各层依次是图像存储器1和2,以及减法逻辑处理和层间信号并行传输电路1991年，日本三洋电机公司超大规模集成电路研究所己制成五层构造的三维集成电路，在575~600°C下，使用单晶种晶在绝缘膜上以横向外延生长SOI层，同样的工序重复5次，器件就做在每个SOI层里

 

2001年，应用晶圆片粘合SOI技术，实现了低功耗宽带的三维SOC，内含图像传感器和DSP2002年，IBM公司开发的三维集成IC工艺是晶圆级键合:利用低温玻璃处理(Glass-Handle)构建“转移层”，实现晶圆器件层间的电路互连该工艺适合嵌入IBM的0.13,umSOICMOS工艺流程，而且不会对电路的电气性能造成任何影响。

 

传统的三维IC集成工艺是自下而上顺序做出各器件层。可是，新生长或淀积的器件层质量较最底层要差，且做新层时将使下层性能变差，因此，自下而上逐层做器件，并不适合高档IC的多层三维堆叠未来，晶圆级键合或粘合方法有望成为高速芯片的重要三维集成工艺。

 

三维集成的发展趋向可能是多维集成，主要将神经网络算法完全固化到SOC块中，体现对生物神经系统的硅直接模拟，具有发散并行的计算特点

 

目前，应用三维工艺只完成了少量复杂器件和系统，来自技术和成本等环节的挑战很多散热是三维ic必须面对的问题，因为集成度提高伴随着功率密度的増长系统级的散热方法，是将热能均匀地分布在三维ic表面:将高能耗裸芯或有源层放置在堆叠底层，85%~90%的散热通过电路板进行。封装级的散热方法有，采用高导热封装材料;采用一种导热胶，并在叠层器件间形成热通孔，将叠层内的热量排到其表面;采用低热阻基板;合理设置散热片;强制风冷和冷却液降温制造和设计3D4C的技术挑战还包括:垂直互连的最优化，低电阻率抗高温的内部互连系统的发展;适宜制作器件的高质量堆叠硅层的制备，有源层之间绝缘介质层的平坦化，针对互连的三维SOC设计方法学和EDA工具的开创等

 

技术先进国家的航空和军事应甩医疗电子及微型计算机产业的方展，都是三维IC的驱动力回顾CPU的最初发明和应用时代，诺依斯也承认:“以门锁装置为例，今天已有许多种微机控制的门锁，可是在当时看来，要把这些复杂电子器件的价格降低到可与简单的机械门锁相比，的确不大可能[11]”到2030年，CPU的全球市场份额将是6千亿美元，仅位居个人数字助理PC机和手机之后到那时，基于三维CPU的指纹挂锁和迷你测谎器早己实用化了;若缺少包含有CPUDSP和MEMS等的三维SOC，则麻雀卫星(1995年由美国提出)蚊子导弹蚂蚁士兵和药丸机器人(1950年代由海伯斯提出)的创新发展与实用化，就无从谈起[1M1]

 

三维立体IC不仅可以缩短金属长线互连延迟，而且立体集成才是IC概念提出者的本意。因此，为继续满足市场对微型化系统IC的高集成度需求，让拥挤的二维平面芯片在第三维Z轴得到解放，实现并行的智能的或神经网络的三维立体IC，是深亚米硅器时展的优选方向之一。

 

三维微电子学的创立和发展以三维封装(实现SIP)为起点和基础，以三维集成(实现SOC)为方向和目标，可能以多维集成(实现立体神经网络)为极点和新起点。三维IC的发展将遵循摩尔定律的三维描述：IC的立体集成度每1.5年至少翻一番。

第9篇：集成电路的研制范文

关键词 现场可编程门阵列；设计；可编程器件；发展

中图分类号TN7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0077-02

近年来，伴随着电子技术和超大规模集成电路技术的飞速发展，集成电路的集成度越来越高，集成主板上的系统规模也不断的提高，这也为系统设计带来了新要求。现场可编程门阵列作为超大规模集成电路技术的一种，已经广泛的应用在通信、图形处理、计算机等多个领域之中，是当前电子系统中最为重要的组成部分，FPGA器件设计也越来越受到人们重视。

1 FPGA概述

FPGA在目前的通信、遥控、计算机、图形等领域广泛的应用，已成为当今电子系统中最为关键、最为重要的组成部分。伴随着社会生产技术的发展，FPGA器件的设计越来越受到关注，已成为电子技术工作人员设计的核心课题之一。

1.1 FPGA概念

FPGA是现场可编程门列阵的简称，它的出现是给电子技术、数字系统设计带来了质的变化。它是由它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件在社会发展的基础上形成的一种新产物，作为专用集成电路领域的应用而产生的一种定制电路不足现象，这也克服了传统可编程器件门电路数有限的缺点，给集成电路技术的发展指明了新方向。

1.2 FPGA优点

现场可编程门阵列是一种可编程使用的信号处理器件，它可以通过用户来改变配置信息的功能的特点而受到社会各界人士的关注。FPGA与传统的数字电路系统相比较，它具备着可编程、集成程度高、运行速度快、可靠性好的优势，可以通过配置有关器件内部的逻辑功能和输入、输出端口来将其与原来的电路板连接起来，从而提高电路的性能，减少电路在运行中所产生的其他隐患，有效的提高工作的灵活性和效率。

它与ASIC相比较，具备着显著的优势，如开发周期短、产品上市速度快、市场适应能力强以及未来发展空间大的特点。在目前的社会发展中，一个产品在定型和投入市场之后，很难再对其进行改进和优化，而在FPGA的设计工作中，我们可以迅速的将其转变成为专用的芯片，从而进行生产。

2 FPGA的发展历程

2.1 FPGA的过去发展

FPGA最早出现于上个世纪七十年代，它自诞生以来以其通用型能力好、适应性强的优势得到了迅速的发展，同时也改变了传统器件的固定功能，从根本上改变了传统期间功能的研制和发展。在当前社会发展中，采用FPGA进行工作的时候，用户可以直接通过编程的方式来实现所需要的逻辑功能，而无需要依赖于传统的芯片功能要求。

FPGA由于本身具备着门阵列器件的高度集成、通用性强的特点，又具备着用户可编程灵活度高、在规模、密度上发展不受整体框架限制的优势在过去的几十年时间里得到了飞速发展，并且取得了一定的成绩。

2.2 FPGA的发展趋势

时至今日，FPGA市场逐步趋于规范，早已经改变了传统的那种繁杂无章的市场模式，今天的FPGA生产商家只剩下了为数不多的几家，虽然仍然不时出现新的生产厂家，但是由于其技术底蕴无法与这些老牌常见比较，大多都是昙花一现的现象，而无法得到大力发展。但是就那些老牌的厂家生产和研究分析，FPGA存在着集成程度高、结构灵活、结构可靠的优点而不断的进行研制，且随着半导体技术的完善和发展，这一技术的应用也越来越深入，相信在未来的发展中必然会迎来更进一步的发展。

3 FPGA设计技术

3.1可编程技术探讨

在目前的FPGA设计工作中，我们常见的可编程技术主要包含有3种。

3.1.1 SRAM编程技术

SRAM编程技术被称之为最基本的变成技术，是通过对传输管进行控制和存储信息的读写来完成工作的。在设计的过程中，当传输管道接通的时候，SRAM单元内部的存储信息可以通过数据传输端口来进行读取或者改写；而当传输管道中断的时候，存储的信息也会随之静置，形成一个首尾相连的锁定状态。

3.1.2 Flash和E2PROM编程技术

Flash和E2PROM技术在应用的过程中存在着稳定性好、非易失性的特点，在设计的过程中及时关闭电源，其内部存数的信息也不会发生损坏和丢失。在设计工作中，如果采用Flash进行设计，那么其内部的存储单元会自动取消E2PROM隧道型存储单元选择关，通过采用一个信号一次性擦除的方式来存储信息，进而增加器件的继承性。这一技术与SBAM相比较，它结合了非易失性和可重复性的变成特点，因此具备着工作效率高、稳定性好的优势。

3.1.3反熔丝变成技术

反熔丝变成技术在编程应用之前都是以开路状态存在的，通过编程使得反熔丝结构局部发生变化，在瞬间产生大量的热损耗现象，从而使得薄绝层的物质融化反应，进而形成永久性的通道。这种技术在应用的过程中可以说是集合了FPGA的非易失性和稳定性双重优势，使得信号传输路径的电阻和电容问题得到了缓解，并且具备着安全性高的优点。但是它在应用中缺陷和极为明显，主要表现在：无法重复变成、不能用于新产品开发；一次性进行编程且无法进行可靠检测；在不同工艺下其所造成的工作差异也相当大。

3.2 FPGA前沿设计技术与未来发展趋势

时至今日，在社会发展中半导体产品的应用越来越普遍，可谓是在各领域都已经趋于普及，在应用对于成本的控制都是以摩尔定律为基础进行的，而作为半导体器件中最为关键的一部分——可编程逻辑器的应用越来越普遍，它在每一次工艺升级中都出现了新的转变，在产品的功耗、频率以及密度方面都得到了重大转变。

受到深亚微米半导体工艺影响，传统的设计和生产工艺面临着越来越严峻的挑战，在工作中如果仍然采用传统的设计方法，在未来社会发展中必然无法满足时代要求，这就需要在工作中对其进行优化和改进。这一工作的开展是以高密度、高性能为目标开展的，对于片上的资源集成度进行了更深层次的优化，为FPGA的技术发展奠定了理论基础。

4 结论

为满足用户和市场日益变化的需求，FPGA不断在密度、功能、性能和功耗等方面演变；面对深亚微米工艺带来的各种不良影响，如漏电流、设计复杂度等，又迫切需要最切实际的解决方案。随着挑战的发展，可以预言，未来FPGA的设计技术必将继续呈现出巨大的创新与进步。

参考文献