集成電路版圖設計的重要性
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集成電路版圖設計的重要性范文第1篇
關鍵詞：CDIO；高職教育；集成電路版圖設計；課程開發(fā)
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）04-0090-02
CDIO是基于項目學習的一種模式，是工科教育“做中學”的一種。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate），它以工程項目生命周期為載體，培養(yǎng)學生的學術知識、職業(yè)道德和運用知識解決問題的能力、終生學習能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。此教育模式是由麻省理工學院（MIT）和瑞典皇家工學院等發(fā)起，現(xiàn)已運用到幾十個大學的眾多專業(yè)，并獲得產業(yè)界認可。
高職教育改革及引入CDIO教育模式的必要性與必然性
高等教育是在完成中等教育的基礎上進行的專業(yè)教育，是培養(yǎng)高級專門人才的社會活動。職業(yè)教育是對受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識與技能的訓練，因此，職業(yè)教育亦稱職業(yè)技術教育或實業(yè)教育。“高等職業(yè)教育”是“高等”與“職業(yè)教育”兩個概念的復合。
我國高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標從開始提出的“技術型人才”、“應用型人才”，到后來的“實用型人才”，再到現(xiàn)在提出的“高技能人才”，多年來一直處于變化不定之中。高職培養(yǎng)的人才類型是實用型、應用型，與普通高等教育培養(yǎng)的人才是有差異的。所謂高技能人才，工作內涵是將成熟的技術和管理規(guī)范轉變?yōu)楝F(xiàn)實的生產和服務，工作場合和崗位是基層第一線。
蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院的辦學理念為“企業(yè)的需要，我們的目標；學生的需求，我們的追求”。近些年，我們在專業(yè)建設和課程教學改革方面做了許多探索，協(xié)助畢業(yè)生提高就業(yè)信心，實現(xiàn)優(yōu)質就業(yè)，傳統(tǒng)教育下的畢業(yè)生上崗適應慢，溝通能力差，動手能力弱，缺乏團隊合作經(jīng)驗，缺少創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力、職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質薄弱，頻繁“跳槽”等，而這些都難以符合現(xiàn)代企業(yè)的需要。教育模式的改革勢在必行，而CDIO教育模式恰恰有針對性地對傳統(tǒng)教學中存在的諸多弊端做出了全面、系統(tǒng)的指導，CDIO教育模式引領了高等職業(yè)教育改革的必然性。
應用CDIO模式開發(fā)《集成電路版圖設計》課程
（一）《集成電路版圖設計》的課程理念與思路
《集成電路版圖設計》課程是一門實踐性很強的課程，針對課程特點，課程設計的基本思路是從崗位實際需求出發(fā)，從培養(yǎng)學生學習興趣入手，在傳授知識過程中重視能力培養(yǎng)，強化學生的自學能力和分析、解決問題的能力。具體做法是：
全程實施項目教學 本課程圍繞多個相對獨立的案例展開。案例的選擇強調源于工程實際，注重內容的代表性、針對性、實用性以及先進性，理論知識的選擇以“必需，夠用”為原則。教學實踐表明，案例教學使教學內容直觀、具體、形象，易于接受，也使教學內容與工程實際及職業(yè)崗位緊密聯(lián)系，有利于課內知識向工程實際拓寬、技術知識向工程實踐遷移，從而有力促進了學生職業(yè)能力的發(fā)展。
全程實施情境式教學 本課程改變了將理論與實訓分開的傳統(tǒng)模式，在教學中設計了8個學習情境，每個情境都以相應的工業(yè)案例為主線，按照“資訊決策計劃實施檢查評價”的流程授課，使學員在學中做、做中學，以提高IC版圖設計技能訓練的水平。同時，通過情境式教學，學生的學習興趣和參與度大大提高，不僅培養(yǎng)了團隊合作精神和溝通能力，還培養(yǎng)了學生的組織協(xié)調能力。
小班互動式教學 為達到更好的教學效果，本課程采用24人小班制教學，全程在實訓室教學。根據(jù)教學內容采取“先講，后練”、“邊講，邊練”、“先練，后講”等方法，從第一次課開始就設置實訓操作內容，調動學生的主觀能動性，增加師生互動性。
企業(yè)實訓 通過校企合作建設校外實訓基地的方式，安排學生到專業(yè)設計公司進行實訓，擴展學生的知識面和工程認識，同時，提高學生對項目整個流程的認知，提高學生的抗壓力，對職業(yè)道德和敬業(yè)精神的培養(yǎng)具有實踐意義。
（二）《集成電路版圖設計》之課程標準
《集成電路版圖設計》課程標準涉及四個方面內容。
專業(yè)知識設計 專業(yè)知識方面圍繞IC版圖設計職業(yè)標準所要求的必要的基礎知識和基本技能把本課程的內容分成多個模塊：基礎模塊（系統(tǒng)操作部分）、應用模塊（軟件使用部分）、 基本技能訓練模塊（基本單元的版圖設計）、技能提升模塊（整體布局與項目掌控）等4個模塊包含了8個情境。具體內容包括：Linux基礎、版圖識讀與電路提取、design rule簡表整理、繪制符合design rule的NAD2/NOR2版圖、DRC及LVS驗證及沖突識別和修改、standard cell的框架結構制定、standard cell版圖設計、芯片CD4013的版圖設計等，每一個情境都對應了某個特定崗位的部分工作內容。這些情境不僅可提供學生對崗位的認知機會，同時，也可激發(fā)自主學習的能動性和積極性。
個人職業(yè)技能和職業(yè)道德培養(yǎng) 在教學中注重對學生職業(yè)技能培養(yǎng)的同時也加強對學生職業(yè)道德的養(yǎng)成，用企業(yè)對員工的標準來要求學生進行實訓，采用定期上交項目總結報告和分組進行項目實施進度報告等方式，為學生今后在企業(yè)的發(fā)展奠定基礎。
團隊意識的培養(yǎng) 能夠快速地融入一個集體當中是從事設計與研發(fā)人員必備的能力，而常常被教育者和學生所忽視，因為傳統(tǒng)的教育方式更多地關注對單獨個體培養(yǎng)的成效，而實際工作中“獨自作戰(zhàn)”的時代過去了，取而代之的是團隊合作，絕大多數(shù)的設計工作需要一個團隊協(xié)作完成，所以這時人際交往就凸顯其重要性。在教學中，我們讓學生意識到團隊協(xié)作的重要性和必要性，并在實訓過程中從點滴做起，讓學生具有團隊合作的意識，如文件夾命名方式、文件管理等采取利于團隊完成項目的方式進行設置。
《集成電路版圖設計》課程的CDIO系統(tǒng)的搭建 《集成電路版圖設計》課程的CDIO系統(tǒng)按照下面的框架完成了搭建任務，如表1所示。
（三）《集成電路版圖設計》課程CDIO系統(tǒng)的具體實施
我們在CDIO教學大綱的指導下，對《集成電路版圖設計》課程進行設計如下：本課程以源于企業(yè)真實的項目（如design rule簡表整理，見表2）為載體，將所有需要學習和掌握的內容都圍繞該項目設計，形成一個整體。緊緊圍繞知識體系教學專業(yè)技能提升職業(yè)道德養(yǎng)成主線組織教學，快樂教學、快樂學習，引導學生主動學、能做事、會做人。
本課程特色 （1）雙語教學，強化應用，適應外企工作。 教師采用雙語教學課件與講義，用兩種語言進行教學，學生采用兩種語言進行作業(yè)，從而強化專業(yè)詞匯的學習，為適應全英文的工作環(huán)境打下了良好的基礎。（2）按企業(yè)標準建設，內容先進、實用。采用了與眾多研發(fā)設計公司一致的SUN工作站，建立以UNIX/LINUX系統(tǒng)為基礎的網(wǎng)絡，安裝版圖設計普遍使用的Cadence工具軟件。（3）企業(yè)項目實訓。以企業(yè)的研發(fā)項目（Reverse、design rule簡表整理；DRC及LVS驗證及沖突識別和修改、standard cell庫的建立、芯片CD4013設計等）為載體，在真實的環(huán)境（按照企業(yè)標準進行實訓室配置）下，完成生產性實訓任務，完成課程開發(fā)教學任務的教師具有多年在外企研發(fā)設計的工程背景，學生完成工學結合的作品符合企業(yè)設計需要。（4）綜合全面的評價體系。理論與實踐評價結合，技能訓練與表達訓練結合，校內教師評價與企業(yè)評價結合，學生的自評與互評結合。評價方面包括學習態(tài)度、5S素養(yǎng)、項目報告的書寫、項目匯報、實踐考核和理論考試（按版圖設計職業(yè)標準四級難度要求隨機從題庫抽取試題）。（5）增強教師的教學技能。中青年教師、工程師都有學院內部培訓課程和企業(yè)項目參與的經(jīng)驗，并且要求每年都要開新課和實驗、訓練項目。每個月都有業(yè)務和管理能力評價和學期段考核。參加過的培訓都要有項目報告和培訓體驗交流。在實行課程輪換的同時，實行崗位輪換，使教師熟悉專業(yè)核心技術并有扎實的基本功。專業(yè)教師通過深入企業(yè)和承當企業(yè)培訓等途徑，促使教學與生產實際結合。倡導教師既是講師、又是實訓指導教師，還是培訓師和項目工程師，促進“雙師型”教師培養(yǎng)。組織教師參加行業(yè)比賽，掌握行業(yè)的發(fā)展動向和需求，客觀評價教師的技能水平。
課程質量監(jiān)控體系的建立 教學質量的好與壞，不單是從學生的考核成績上來評價，還在學院內設立了專門的教學監(jiān)管體系，督導組會不定期地進行課堂教學的抽查與監(jiān)管。更重要的是畢業(yè)的學生受到企業(yè)的好評，這是對我們課程質量最客觀的評價。
課程評估
（一）基本達到預期目的
經(jīng)過多年的教學實踐，CDIO教學模式在《集成電路版圖設計》課程中已初見成效，不僅學生在學習過程中表現(xiàn)出很高的積極性，參加職業(yè)資格認證測試的微電子專業(yè)的學生全部取得了集成電路版圖設計師四級職業(yè)證書，通過對2008屆、2009界畢業(yè)生就業(yè)調查，我院微電子類專業(yè)的畢業(yè)生，被蘇州工業(yè)園區(qū)、蘇州新區(qū)多家知名外企爭相錄用，就業(yè)率達100%。這些企業(yè)普遍認為我院的學生工作上手快，適應能力強，擔任技術員及助理工程師以上崗位的占75%左右，不少學生已升任工程師助理及工程師。
（二）改進方向和途徑
配合微電子專業(yè)建設，進行課程教學改革，使我們培養(yǎng)出來的學生全方位發(fā)展，符合企業(yè)的需求，不是單搞課程的開發(fā)，而是要建立起貫通的課程體系，從研發(fā)到制造，把先進的CDIO教學模式合理運用到自己的教學實踐中去，不能機械地照搬照抄；要針對學生的實際水平和教學內容，提供知識供學生學習。要加強與企業(yè)的合作，緊隨行業(yè)技術的更新步伐，及時更新案例項目。
CDIO教育模式的先進性、普遍實用性是毋庸置疑的，許多學院結合本校和行業(yè)特點都探索出新的模式。我們借鑒新加坡南洋理工學院教學模塊化的成功案例，利用CDIO教育模式對《集成電路版圖設計》課程進行開發(fā)，對高等職業(yè)教育的課程改革有一定的指導和借鑒作用。
參考文獻：
[1]顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認識工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.
[2]張云霞.高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式改革取向[J].職業(yè)技術教育，2008，（19）：20-22.
[3]戴勇.創(chuàng)新高職人才培養(yǎng)模式應關注三個層面的改革[J].中國高教研究，2007，（2）.
集成電路版圖設計的重要性范文第2篇
關鍵詞：電子設計自動化；課程特點；教學方法
作者簡介：董素鴿（1983-），女，河南葉縣人，鄭州大學西亞斯國際學院電子信息工程學院，助教；李華（1972-），男，河南鄭州人，鄭州大學西亞斯國際學院電子信息工程學院，助教。（河南鄭州451150）
中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）11-0046-02
電子設計自動化（EDA：Electronic Design automation）是將計算機技術應用于電子設計過程中而形成的一門新技術，[1]它已經(jīng)被廣泛應用于電子電路的設計和仿真、集成電路的版圖設計、印刷電路板（PCB）的設計和可編程器件的編程等各項工作中。
隨著半導體技術及電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展，電子設計自動化技術在信息行業(yè)中的應用范圍越來越廣泛，應用領域也涉及產業(yè)鏈中的幾乎任何一個環(huán)節(jié)。一方面是社會上對電子設計自動化人才的急需，另一方面是我國高校中電子設計自動化人才培養(yǎng)的落后，兩者之間的矛盾也促使眾多的高校開始在電子信息、微電子技術等專業(yè)中開設“電子設計自動化”課程。如今，該課程已成為眾多信息類學科的專業(yè)必修課，這為我國電子設計自動化人才的培養(yǎng)和充實做出了巨大的貢獻。
“電子設計自動化”課程教學效果直接影響著人才培養(yǎng)的質量，因此，優(yōu)秀的教學方法和教學質量是教學過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)歷，總結經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，形成了一套特有的教學方法，旨在培養(yǎng)出基礎牢、思路清、知識廣、能力強的電子設計自動化人才。
一、“電子設計自動化”課程教學的特點
電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發(fā)等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數(shù)側重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數(shù)字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。
1.既要有廣度，又要有深度
有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環(huán)節(jié)都要讓學生了解，從而使學生從整個產業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。
2.突出硬件電路設計的概念
在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。
3.理論與實踐并重
“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創(chuàng)新能力。
二、“電子設計自動化”課程教學方法總結
良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)驗總結了一些行之有效的教學方法。
1.以生動的形式帶領學生進入電子設計自動化的世界
電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領域產生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內容來讓學生了解這個領域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。
通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向學生介紹一些使用EDA技術實現(xiàn)的當前比較主流的產品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關的產業(yè)有了相應的了解，更激發(fā)了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。
2.以實例展開理論教學
“電子設計自動化”的學習內容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUS II為學習對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學習對象）。
硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統(tǒng)的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區(qū)中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產生厭倦感。
如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現(xiàn)象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。
3.將硬件電路設計的概念貫穿始終
硬件描述語言與軟件語言有本質區(qū)別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。
在講述應用實例時，需要向學生分析該例中的語句和硬件電路的關系，并強調這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產生不同的電路結構。完整的if語句產生純組合電路，不完整的if語句將產生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結構特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結構圖來說明。
如以下兩個程序：
（1）entity muxab is
port（a，b：in bit；
y：out bit）；
end；
architecture behave of muxab is
begin
process（a，b）
begin
if a>b then y
elsif a
end if；
end process；
end；
（2）entity muxab is
port（a，b：in bit；
y：out bit）；
end；
architecture behave of muxab is
begin
process（a，b）
begin
if a>b then y
else y
end if；
end process；
end；
（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個程序的電路結構有很大的不同。（1）綜合的結果是一個時序電路，電路結構復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結果是一個純組合電路，電路結構非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。
強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設計風格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設計工程師。
4.通過實踐拓展強化學生動手能力
“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。
筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業(yè)設計內容相結合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業(yè)設計已經(jīng)開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向學生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學習興趣。在此基礎上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內容與畢業(yè)設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。
三、結束語
掌握“電子設計自動化”課程的特點，有針對性地改善教學方法，充分調動學生的學習積極性，強化理論和實踐教學相結合，一方面使學生把握課程的全局性，了解和熟悉電子設計自動化行業(yè)的狀況和最新動態(tài)；另一方面培養(yǎng)學生具有扎實的理論基礎和良好的動手能力，培養(yǎng)出厚基礎、重實踐、有創(chuàng)新的高素質人才，具有重要的社會意義。
參考文獻：
[1]潘松,黃繼業(yè).EDA技術與VHDL(第二版)[M].北京:清華大學出版社,2007.
[2]Roth,C.H.數(shù)字系統(tǒng)設計與VHDL[M].金明錄,劉倩,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2008.
集成電路版圖設計的重要性范文第3篇
工程師應當遵循自上而下的設計方法，通過準確的電源需求和預算分析得出所要用到的電源拓撲結構。然后，對每個穩(wěn)壓器、元件布置的規(guī)范和關于印刷電路板（PCB）的布線約束條件進行詳細設計。一般情況下，設計人員常常在沒有得到完整信息的情況下過早埋頭進行設計，花費了大量時間卻設計出尺寸過大、成本過高或無法完全滿足應用要求的電源產品。
需求分析
首先，根據(jù)用電器件的技術規(guī)范和使用條件，需要確定系統(tǒng)所需要的電源軌（電壓），以及針對最壞情況和額定情況所需的每路電源軌的電流消耗值（包括連續(xù)電流和瞬態(tài)電流）。通常的做法是檢測驗電路板上的每個有源元件，并編輯一個電子表格來羅列每個電源軌以及該電源軌所需電流負載值。另外，還必須詳細說明每路電源軌的以下內容：
直流電壓的電壓值和精度（標準情況下為±5%，有些集成電路要求±1%～±3%）。 輸入和輸出電壓相差很大時效率非常低。在一些情況下，最佳選擇是使用開關式降壓、升壓或降壓-升壓型轉換器進行預穩(wěn)壓，隨后再使用針對每個功率軌的單獨LDO。現(xiàn)今的集成電路常常需要大量延伸到電路板上每個芯片的數(shù)字電壓電源。小型LDO可讓設計人員將這些降壓穩(wěn)壓器分布在電路板上并將其置于負載點。這有助于消除電流瞬變期間的潛在壓降（這會導致集成電路不穩(wěn)定行為），并允許在這些非常密集的印刷電路板上使用較小的走線跡線。
圖1顯示了用于從一個9～24V輸入產生+5V、+3.3V和+1.8V數(shù)字電壓軌，外加一個模擬+3.3V電源的示例電源拓撲。
在所示拓撲中，為了產生一個干凈的3.3V電源，從+5V電壓軌通過LDO產生，那么就有0.17W功率作為熱浪費掉了，但這可以保護它不受由3.3V主電源上的數(shù)字器件所產生的任何噪聲的干擾。而使用一個無源的LC濾波器來從3.3V數(shù)字電源產生3.3V模擬電源可以提高效率，但也會增加噪聲傳導到靈敏模擬電路的風險。
詳細設計
為了優(yōu)化電源的使用和最小化熱耗散，開關穩(wěn)壓器對除了大多數(shù)噪聲敏感型應用以外的所有應用是必需的。幸運的是，市場上有大量各種各樣相對較小、低成本和高性能的開關穩(wěn)壓器可供選用。工作頻率為1MHz或更高、帶有集成FET的小型開關穩(wěn)壓器芯片配合陶瓷電容器、小型磁性元件和鐵氧體磁珠使用時對低功耗器件特別有用。穩(wěn)壓器芯片也有多輸出版本，它們可以幫助降低靜態(tài)功耗和電路板空間。更高的開關頻率意味著可以使用更小、更便宜的磁性元件，并可利用小的電容器和鐵氧體磁珠實現(xiàn)輸出濾波。
在某些情況下，大電容值（>1uF）的陶瓷電容器不能用在開關電源的輸出上，因為由于其極低等效串聯(lián)電阻（ESR）或因為需要更高的電容它們會使轉換器而變得不穩(wěn)定。在此情況下，鋁電解、聚合體或鉭點解電容器是常見的選擇。后二者由于尺寸小、紋波電流承受高和低的ESR而交前者性能更加優(yōu)秀，但價格也更貴。鉭電容器的規(guī)定電壓應當至少高2～3倍并首選防電涌等級足夠的產品，因為它們比陶瓷或鋁電解類型的電容器對過電壓更加敏感一些。
元件布局和布線
在電源預算、拓撲建立和詳細設計完成后，接下來需要注意的就是印刷電路板的元件布局和布線。每個項目都有各自的參數(shù)需要考慮，一般情況如下：
開關電源的位置應盡可能遠離其他元件，特別是靈敏模擬電路。
開關FET、續(xù)流二極管、輸入和輸出電容器、電感器以及大電流或開關通路中的其他元件應鄰近布置在一起并進行最短長度的手動布線。
使用表層鋪銅或部分平面鋪銅來連接上述元件。使用多個大電流過孔將這些元件的焊盤連接到平面。
補償網(wǎng)絡中的電阻器和電容器應鄰近布置在一起并遠離開關元件。
模擬反饋信號的線路應最短并布置在遠離在開關元件的細跡線上，最好由一個平面屏蔽。
遵循這些指導方針可幫助設計人員開發(fā)具有最佳尺寸、成本和性能指標的穩(wěn)定電源。
眾多模塊提供替代選擇
最近還出現(xiàn)了針對電源的另一個選擇：負載點DC-DC電源模塊，它包含用于提供即插即用解決方案所需的大多數(shù)或所有元件。這一集成可簡化和加快設計，同時減少電源管理占位面積，并有效遵循上面介紹的基本設計指導方針。
這些模塊中的最新產品是全封閉式DC/DCPOL數(shù)字電源模塊，它通過PMBus和封閉式模塊封裝提供了數(shù)字電源解決方案具有的所有優(yōu)點。由內置數(shù)字控制器支持的PMBus可用于配置各種參數(shù)，以適應具體應用要求?？梢詫Ω鞣N參數(shù)進行監(jiān)測并將其存儲在板載非易失存儲器中，而且和現(xiàn)今的大多數(shù)先進模塊一樣，幾乎所有分立元件都是集成的。優(yōu)點包括縮短上市時間、最小化物料用量和提高長期可靠性。全封閉式封裝在封裝的底部上有多個大的熱焊盤，用來增強散熱性能，還有圍繞封裝的邊緣的外置引腳布置，用以方便焊接檢查。由于能夠工作于3.3V、5V、12V偏壓軌和通過單個電阻設置提供 0.54～4V輸出電壓以及最大17A的輸出電流，全封閉式數(shù)字模塊的功能多樣性足以滿足相當廣泛的應用要求。
全封閉式數(shù)字電源模塊的另一個重要優(yōu)點是由封裝熱效能改進帶來的卓越功率密度。封裝的功率密度和熱阻率是攜手并行的，特別是在考慮高功率解決方案（大于25W）時。在半導體行業(yè)，有關改進密度/集成度的競賽從未停止。關鍵原因是系統(tǒng)功能不斷加強（這需要使用更多元件）而尺寸不斷被減小，以保持競爭力。所以元件/解決方案尺寸是該趨勢的一個重要部分，這意味著，客戶可在印刷電路板上布置更多內容或更高/更大功率處理器。一個例子是服務器應用或自動測試設備。
熱阻率越低，潛在功率密度就越高――一些封閉式模塊解決方案由于其封裝熱阻率而存在提高功率等級的困難。同樣，解決方案的熱效率越高，用戶就越不需要擔心解決方案約束條件（如確保一定的氣流量或添加散熱片）或在設計時受這些約束條件的掣肘。
增強型封閉式QFN封裝（在封裝的底上帶有大的熱盤并使用熱增強型的封裝材料）可提供最佳散熱性能。
封裝熱阻率分別是θJ-A=11.5C/W和θJ-C=2.2C/W證明其極低的熱阻值。因此，更高功率的解決方案可采用更小體積的設計。因為封裝背面的θJ-C值如此之低，所以大多數(shù)熱量都通過封裝的底部消散了。與開放式（openframed）模塊相比，在多數(shù)工作條件下，這種封裝滿負載工作在工業(yè)環(huán)境溫度范圍內都可以無須散熱氣流。模塊封裝的熱性能比傳統(tǒng)的開放式模塊或分立電源解決方案對達到更高功率密度有更大的影響，并使封閉式模塊成為代替二者的不二選擇。
所有元件都是全封閉的，所以這種模塊的電氣隔離性能優(yōu)異，焊點抗損壞性更強，可減小特定應用中的壓力造成封裝破裂的機會，并可改進可制造性，因為整體式封裝相對于非平面的開放架構模塊更適合于傳統(tǒng)的“貼裝”（pick-and-place）設備生產。
作為最新DC/DC封閉式電源模塊的一個例子，ZL9101MIRZ提供了下一代封裝工藝與易于使用的數(shù)字電源管理功能的獨特組合，通過最小化外置元件數(shù)量，使可靠性高于傳統(tǒng)開放式模塊或分立解決方案，以及縮短設計周期時間或上市時間來簡化潛在的復雜POL電源設計。它使用圖形用戶界面PowerNavigator通過PMBus標準協(xié)議來簡化和優(yōu)化配置與監(jiān)測。
全封閉式模塊的功率密度可能比一般模塊高34倍。例如，將ZL9101MIRZ和市場上的同等開放式模塊進行對比，ZL9101M的功率密度為38W/cm3，在30W同等輸出功率等級下比后者的8.6W/cm3高出3倍。同樣，二者的占位面積（2.2cm2對3cm2）也存在30%的顯著差異，這在電路板空間緊張時是很重要的。
全封閉式數(shù)字電源模塊是下一代封裝工藝與易于管理的數(shù)字電源的有利結合，通過最小化外置元件的數(shù)量，高于傳統(tǒng)開放式模塊或分立解決方案可靠性，以及縮短設計周期時間來簡化POL電源設計。DC/DC非隔離式電源模塊以堅固、標準型封裝和合理的成本提供了全范圍的電流和電壓。它們是下一代通信系統(tǒng)和工業(yè)產品的理想設計之選。
美光與爾必達合并可能震動DRAM市場
據(jù)IHSiSuppli公司的DRAM市場研究簡報，美國美光與日本爾必達如果合并，可能導致DRAM產業(yè)格局發(fā)生劇烈變化。
集成電路版圖設計的重要性范文第4篇
關鍵詞： 高鐵經(jīng)濟發(fā)展新引擎
Abstract: high speed rail is nowadays one of the most popular means of transportation, it not only convenience to our travel, and more accelerate the local economic development, a well-known railway experts say that high-speed rail on stimulating local economic growth is very good, also more reveal the value of the high-speed rail as a gold line. It will be pulling economic zone, economic circle and economic zone along the rapid development of the new engine, to realize the basic modernization in various areas take the lead in providing reliable guarantee capacity.
Key words: high speed rail new engines of economic development
中圖分類號：F530.3文獻標識碼： A文章編號：
前言：
中國的京滬高鐵從開始建設的時候便一直是大家關注的焦點，它是中國制造的典范，更是中國在高鐵制造方面樹立的先鋒，這是目前世界上一次建成線路里程最長的高速鐵路。京滬高鐵全線長1318公里，這個距離在歐洲相當于穿越五六個國家的版圖。它像一條騰飛的巨龍，橫穿京、津、冀、魯、皖、蘇、滬7省市，跨越海河、黃河、淮河、長江四大水系，舞動在“環(huán)渤?！焙汀伴L三角”兩大經(jīng)濟區(qū)。
1．法國、日本高鐵的案例研究
在國外高速鐵路的經(jīng)濟效益方面，占日本鐵路營業(yè)里程9%的日本新干線，年收入占鐵路總收入的40%。法國TGV東南高速鐵路全線開通的第一年即實現(xiàn)盈余。1991年，TGV東南線的客運收入為50億法郎，純利潤高達19.44億法郎。經(jīng)過近10年的運營，TGV東南線的財政收入，已償還線路建設和高速列車購置的全部債務。
1.1案例研究：高鐵對法國城市發(fā)展的影響
1989年TGV的開通
1南特距離巴黎僅僅1.5小時，
首先，對于空間區(qū)位的影響是，旅行時間的減少使得南特和巴黎的聯(lián)系更加緊密了，對企業(yè)選址，擴張，遷移的影響非常大，因而有許多公司由巴黎遷移到南特。
其次，TGV車站建筑被更新為現(xiàn)代的流線型帆船造型寓意著高鐵聯(lián)通了大西洋。另外，由于TGV的高科技性和其在商業(yè)上的成功，對南特產生了滲透性的影響，TGV開通后南特開始積極的招商，并幫助企業(yè)在南特扎下根來。
高鐵對其的直接影響是，提高城市的可達性，降低了旅行成本，提高了生產力，產生了企業(yè)徐那只的集聚效應。
2 里昂距離巴.僅僅 2個小時
從1983年至1990年，站區(qū)周邊區(qū)域辦公物業(yè)從17.5萬平方米，整體增長了43%，年均增長5.2%
商務乘客人數(shù)增加的最多的是服務，貿易相關行業(yè)的旅客，整體商務旅行乘客增加了約56%，其中與服務，貿易相關的乘客暴漲了112%.
3 勒芒距離巴黎40分鐘
首先，在車站區(qū)發(fā)展計劃的指導下，1989年車站區(qū)形成了1萬平方米的商務中心，到1991年又新增了2,2萬平方米辦公物業(yè)。
其次，在大學附近重新規(guī)劃了技術研究中心
因為TGV勒芒還吸引了歐洲學院將擁有350個學生的音樂專業(yè)搬遷至此
城市的宏觀經(jīng)濟指標上升，3年內土地和房產交易量增長了2倍，4年內土地價格從5000法郎每平米漲到10000法郎每平米，3年內公寓價格從580法郎每平米漲到1100法郎每平米
4 旺多姆距離巴黎30分鐘
高鐵開通前旺多姆只是個不知名的小鎮(zhèn)，高鐵開通后3年內旺多姆的房產價格上升了35%，房地產交易量增加了22%
1991年9月建成了一個占地150公頃的科學園，其中包括了歐洲設計產業(yè)研發(fā)培訓中心。
1.2
20世紀50年代后半期，日本形成了東京，橫濱，名古屋，大阪，神戶等“沿海型”工業(yè)低矮，3大經(jīng)濟圈成為日本經(jīng)濟發(fā)展的火車頭，（以東京，橫濱為中心的關東經(jīng)濟圈，以名古屋為中心的中部經(jīng)濟圈，以大阪，神戶為中心的近代經(jīng)濟圈）、
當時連接這些地區(qū)的東海道鐵嶺雖只占鐵路總廠的3%，卻承擔全國客運總量的24%和貨運總量的23%。
通往仙臺，巖手的東北新干線1982年開通后，沿線城市的人口和企業(yè)分別增加了30%和45%，地方財政收入明顯增加。
促進了人員流動，加速和擴大了信息，知識和技術的傳播。從而帶動了地方經(jīng)濟發(fā)展，縮小了城鄉(xiāng)差別。
將沿線個城市連接成擴張功能區(qū)域整體的經(jīng)濟走廊
沿線知識經(jīng)濟的發(fā)展：1為沿線各城市資源，技術資源，生產資源和市場間的優(yōu)化組合提供便利條件，2促進新新知識的產生和流動3帶動高新技術產業(yè)的發(fā)展
1促進沿線產業(yè)帶的形成，新干線將京濱，中京，辦深，北九州4大工商業(yè)地帶連接起來的靜岡，岡山，廣島等興建新的工業(yè)地帶，形成沿太平洋工業(yè)帶
2沿線城市產業(yè)結構的調整 1975年新干線從大阪進一步延伸到九州后，岡山，廣島，大分乃至福岡，熊本等沿線地帶的工業(yè)布局迅速發(fā)生變化，汽車，機電，家電等加工產業(yè)和集成電路等尖端產業(yè)逐步取代了傳統(tǒng)的鋼鐵，石化產業(yè)。
3東京229公里的大和市，在建成上越新干線站后，誕生了國際大學觀賞戲劇會，茶道會的機會增多，美術館，音樂廳的建設也增多。
4沿線旅游，商貿產業(yè)的發(fā)展 東海島新干線的山陽新干線，帶動旅游人口每年2億人次，纏身的食宿旅游等的消費支出約為5萬日元，增加就業(yè)50萬人，高鐵建成后，客流量的誘發(fā)率平均為25%。
2、中國高鐵道路系統(tǒng)的特點
中國高速鐵路與發(fā)達國家相比發(fā)展的較晚，但中國的高速鐵路大有“后來者居上”的氣勢，隨著當今世界運行里程最長、運營時速最快的武廣高速鐵路的順利開通運行，標志著中國的高速鐵路已經(jīng)走在了世界鐵路發(fā)展的前列
在當前世界經(jīng)濟疲軟的環(huán)境下，投資高速鐵路是經(jīng)濟發(fā)展的一個新增長點，它能拉動我國相關行業(yè)發(fā)展，促進內需，改善社會經(jīng)濟狀況。隨著各條高速鐵路線路的逐漸開通，將為高鐵沿線城市之間促進產業(yè)分工，加快城鎮(zhèn)化建設。
武廣高速鐵路開通后，廣州到武漢僅三個小時；京滬高鐵開通，更是將京滬距離拉近至五小時內，實現(xiàn)了“千里京滬一日還”。事實證明，高鐵可以把相距250公里的城市間的運輸時間縮小到一小時以內，產生 “同城效應”?？墒垢鹘?jīng)濟區(qū)、都市圈、城市群等的內部城市間的各種資源重新配置，形成上下游產業(yè)一體化、生產與銷售一體化、人口規(guī)模5000萬到1億的大型都市圈。高鐵可以把相距2500公里城市間的運輸時間縮短到一天之內，中國以漠河-騰沖線為界，大部分自然資源蘊藏在西部，人口則大部分集中在東部，高鐵的速度能使中國成為更緊密的一個整體，為民眾的工作、生活提供更多的選擇和便利。
3、高鐵為沿線城市發(fā)展帶來的經(jīng)濟規(guī)模的研究
高鐵帶來的巨大社會效益和對區(qū)域經(jīng)濟推動作用也是不容忽視的。按照鐵路投資與相關產業(yè)最高拉動效應1∶10比例計算，京滬高鐵建設頭兩年拉動內需高達近1.2萬億元。京滬高鐵開通運營后將使沿線地區(qū)GDP的增長率提高19％至21％高鐵建設在拉動國內相關產業(yè)、行業(yè)的就業(yè)等方面的作用，更是無法直接通過對鐵路的投入產出來簡單計算。。
4、高鐵對全國城市群發(fā)展格局的影響
高鐵在促進城市結構轉型和產業(yè)升級，推動城市功能完善，促進產業(yè)集聚，促進城市經(jīng)濟多元化發(fā)展，利用交通優(yōu)勢發(fā)展特色產業(yè)等方面，具有顯而易見的優(yōu)勢。高鐵作為城市發(fā)展的催化劑，對于城市功能的外拓、產業(yè)的升級起到至關重要的作用。以高鐵建設發(fā)展形成的區(qū)域，其城市能級遠遠大于其他交通方式形成的城區(qū)，因此高鐵對于城市發(fā)展具有更大的拉動作用。
5、高鐵的建成對城市內部的影響
在城市群內部一小時經(jīng)濟圈范圍擴大的影響下，城市群內部各城市發(fā)展定位重新布局的重要性和必要性，對城市化規(guī)模的探討有很大的必要。
5.1高鐵運營特點：高速鐵路全部采用自動化控制，可以全天候運營，除非發(fā)生地震等特大地質災害。根據(jù)風速限制規(guī)范，若裝設擋風墻，即使風速達到每秒25—30米，列車也可跑到160公里／小時。飛機、機場和高速公路等，在濃霧、暴雨和冰雪等惡劣天氣情況下，則必須關閉停運，由于高速鐵路系統(tǒng)設備的可靠性和較高的運輸組織水平，可以做到旅客列車極高的正點率。
5.2高速鐵路有許多其他運輸方式無法比擬的優(yōu)勢。高速鐵路是高新技術在鐵路上的集中反映，它使交通運輸結構發(fā)生了新的重大變化，是當今經(jīng)濟，社會、科技、交通發(fā)展的必然產物。它與汽車和民航等運輸方式相比較，輸送能力更大，更安全可靠，旅行舒適度更高，較少的受氣候變化的影響，又具有節(jié)省石油和土地資源，保護生態(tài)環(huán)境，擺脫交通堵塞等優(yōu)勢
6、高鐵對城市發(fā)展的潛在影響——高鐵站站前經(jīng)濟區(qū)的建設對城市發(fā)展的意義
6.1高鐵站前經(jīng)濟區(qū)是城市對外展示的一個標志性窗口：是一個城市經(jīng)濟、社會現(xiàn)代化高度發(fā)展成果對外集中展示的突破口，城市對外發(fā)展以及招商引資具有重大的推動作用；伴隨高鐵站的發(fā)展壯大，將逐步取代一般鐵路站點的城市窗口功能，且這一功能對于缺乏大型機場的中小城市更加突出。
6.2高鐵站前經(jīng)濟區(qū)是未來城市發(fā)展的一個制高點：高鐵具有比一般鐵路更多的優(yōu)勢，隨著高鐵網(wǎng)絡的逐步完善和人們對高鐵的逐步認可，高鐵站前區(qū)比一般鐵路站前區(qū)帶來的經(jīng)濟效益與規(guī)模空前提高，具備帶來一座新城的能力。在此基礎上，多數(shù)高鐵沿線城市將新區(qū)建設與高鐵站統(tǒng)籌發(fā)展，高檔商業(yè)、居住、娛樂、文化、商務辦公等業(yè)態(tài)以及公共服務設施圍繞高鐵站鋪展開來，為未來新城的發(fā)展奠定基礎。
6.3高鐵站前經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展對完善和提升城市現(xiàn)代化公共服務設施系統(tǒng)具有明顯的推動作用。
6.4高鐵站前經(jīng)濟區(qū)對城市化進程具有積極意義：高鐵站前經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展多數(shù)伴隨新城區(qū)的發(fā)展、一、二、三產業(yè)的結構性調整以及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的深化，能有效提升城市化率、優(yōu)化城市功能結構以及促進城市“三化協(xié)調”。
高鐵線路的沿線城市在高鐵建造的同時也會帶來了巨大的效益，首先人們明確了該地區(qū)的地理位置，同時更加大了該城市的知名度，在經(jīng)濟文化政治人文環(huán)境方面更是有了很大的提高。列車運行速度實現(xiàn)了歷史性的跨越，能夠實現(xiàn)大量、快速和高密度運輸。
7、好利用高鐵為城市經(jīng)濟發(fā)展和加速城市化進程機遇的具體措施與保障
首先，速度是高速鐵路技術水平的最主要標志，各國都在不斷的提高列車的運行速度。法國和日本的高速列車的最高運行時速達到了300公里，意大利也達到了250公里。與民航相比，在正常天氣情況下，高鐵與飛機相當。與高速公路相比，以北京到天津城際高速鐵路為例，京津高速公路14032里，汽車平均時速85公里，行車時間為1小時40分，加上進出京、津兩市區(qū)一般需要1.5小時，旅行全程時間超過3小時，而乘高速列車僅需30分鐘。
其次，由于高速鐵路在全封閉環(huán)境中自動化運行，又有一系列完善的安全保障系統(tǒng)，所以其安全程度是任何交通工具無法相比的。從國外的運行情況看，高速鐵路問世40年來，除德國ICE高速列車行駛在改建線上發(fā)生過一次事故外，各國的高速鐵路均未發(fā)生過重大行車事故，也沒有因事故而引起的人員傷亡。這是各種現(xiàn)代交通運輸方式所罕見的。因此，高速鐵路被認為是安全的。與此成對比的是，據(jù)統(tǒng)計，全世界由于公路交通傷亡事故每年約死亡25萬一30萬人，全球民用航空每10億人／公里的平均死亡數(shù)高達140人。
根據(jù)研究測算，以“人／公里”為單位能耗進行比較，高速鐵路為1，那么則小轎車為5，大客車為2，飛機為7。由此可見其他運輸方式比高速鐵路能耗高的多。高速列車利用電力牽引，不消耗日益價高的石油等液體燃料，可利用多種形式的能源。環(huán)境影響明顯優(yōu)于汽車和飛機。
結語：
高鐵建設是鐵路發(fā)展史上的一個里程碑，較之普通的鐵路運輸更為快捷、舒適，能夠緩解鐵路運輸?shù)木o張狀況，高鐵對于發(fā)達國家而言，是一種交通系統(tǒng)的完善；相較于處于結構調整期的中國而言，利用好高鐵效應，對促進沿線城市一、二、三產業(yè)的結構性調整、完善城市公共服務體系、深化城鄉(xiāng)統(tǒng)籌，提高城市化率、提升城市品位、優(yōu)化城市功能結構以及促進城市“三化協(xié)調”具有深遠的意義。
參考文獻：
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