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| 內容簡介： |
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本书按照职业教育新的教学改革要求，根据微电子行业岗位技能的实际需要，以“集成电路版图设计”这一工作任务为主线，结合编者多年的企业与教学经验，以及本课程项目化内容改革成果进行修订编写。本书分3个模块进行介绍，模块1主要介绍集成电路版图设计基础，包括集成电路版图设计分类、方法与工具、UNIXLinux操作系统及虚拟机的使用，集成电路设计软件基本操作，常用元器件的版图等；模块2介绍CMOS基本逻辑门、CMOS复合逻辑门、CMOS D触发器的版图设计与验证，标准单元版图设计基础等；模块3以行业内典型的数模混合集成电路——D508为例，详细介绍CMOS集成电路设计项目准备、模拟电路的全定制版图设计、数字标准单元的设计、基于标准单元的布局布线等。在以上介绍过程中突出项目化的概念，包含项目设计过程中遇到的技术问题、解决方法和经验总结等；举例说明实施项目化版图设计教学或产品设计所需要构建的软硬件系统等实用性内容；列出设计过程所用的各种数据，以及如何进行这些数据的保存、完成版图设计后如何进行数据处理等。本书为全国高等职业本专科院校相应课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及微电子工程技术人员的参考工具书。本书提供免费的电子教学课件、习题参考答案等，详见前言。
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| 關於作者： |
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居水荣 教授研究员级高工，毕业于西安电子科技大学半导体器件与微电子学专业，后在大型企业从事集成电路开发设计与研发管理工作，实践经验非常丰富，现在江苏信息职业技术学院微电子教研室从事教研工作，有多项教研成果和著作出版
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| 目錄：
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第1章 集成电路及版图设计概念、方法与工具 1
1.1 集成电路的制造和设计概念 2
1.1.1 集成电路的概念与产品 2
1.1.2 集成电路的制造流程 3
1.1.3 集成电路的设计要求 4
1.1.4 集成电路的设计流程 5
1.1.5 集成电路设计的分类 5
1.2 集成电路版图设计的概念和方法 6
1.3 集成电路版图设计工具 8
1.3.1 集成电路版图的识别 8
1.3.2 集成电路版图分析软件 9
1.3.3 全定制版图设计软件 9
1.3.4 标准单元版图设计软件 9
1.3.5 版图验证及工具 10
思考与练习题1 11
第2章 UNIXLinux操作系统和虚拟机的使用 12
2.1 集成电路设计的环境 13
2.1.1 工作站与PC 13
2.1.2 UNIX与Linux系统 13
2.2 常用集成电路设计系统 15
2.2.1 使用工作站服务器上的Linux版本软件 15
2.2.2 使用PC服务器上的软件 17
2.3 虚拟机系统 17
2.3.1 虚拟机的启动和关闭 18
2.3.2 PC本机数据和虚拟机之间的数据传递 19
2.4 Linux常用命令和编辑工具 22
2.4.1 Linux常用命令 22
2.4.2 文本编辑器 22
思考与练习题2 24
第3章 集成电路设计软件基本操作 25
3.1 Cadence软件的启动及设置 26
3.1.1 启动Cadence软件 26
3.1.2 启动设置 27
3.2 库文件的建立 28
3.2.1 库和库文件 28
3.2.2 建立库的两种方法 29
3.3 Library管理和报警处理 30
思考与练习题3 34
第4章 常见元器件的版图 38
4.1 电阻版图 36
4.1.1 集成电路中电阻的计算与绘制 36
4.1.2 版图中电阻的分类 37
4.2 电容版图 39
4.2.1 集成电路中电容的测算 39
4.2.2 MOS集成电路中常用的电容 41
4.3 二极管、三极管版图 42
4.3.1 二极管版图 42
4.3.2 三极管版图 43
4.4 MOS场效应管的结构和版图 44
4.4.1 MOS场效应管的结构 44
4.4.2 MOS场效应管版图 44
思考与练习题4 45
第5章 CMOS基本逻辑门的版图设计与验证 46
5.1 基本逻辑门schematic电路设计 47
5.1.1 基本逻辑门的工作原理 47
5.1.2 基本逻辑门的电路图绘制 49
5.2 CMOS反相器版图绘制 53
5.2.1 版图的设计规则 53
5.2.2 建立版图文件 55
5.2.3 绘制版图 56
5.3 反相器版图提取及物理验证 62
5.3.1 版图设计规则验证DRC 62
5.3.2 版图提取EXT 65
5.3.3 电路版图对比LVS 66
5.4 CMOS与非门版图绘制 68
5.4.1 设计单元库的建立 68
5.4.2 元器件的摆放和布局布线 69
5.5 与非门版图物理验证 71
5.5.1 与非门版图DRC验证 71
5.5.2 与非门版图的提取与LVS 72
5.5.3 版图中标签与Pin端口的添加 73
5.5.4 利用LVS验证工具分析版图网表 76
5.6 CMOS或非门版图绘制 77
思考与练习题5 78
第6章 CMOS复合逻辑门的版图设计与验证 79
6.1 CMOS复合逻辑门的电路设计 80
6.1.1 三端和四端MOS器件 80
6.1.2 复合逻辑门的初步设计 81
6.1.3 复合逻辑门的优化设计 82
6.2 CMOS复合逻辑门的版图绘制 83
6.2.1 MOS器件的衬底电位版图实现 83
6.2.2 LSW图层的添加和修改 85
6.2.3 复合逻辑门版图的布局、布线方法 89
6.2.4 根据电路绘制复合逻辑门版图 90
6.3 CMOS复合逻辑门的版图验证 90
6.3.1 版图Dracula DRC验证 91
6.3.2 版图Dracula LVS验证 97
6.4 其他类型CMOS复合逻辑门的版图绘制 104
6.4.1 与或非门的版图设计 104
6.4.2 或与非门的版图设计 104
思考与练习题6 105
第7章 CMOS D触发器的版图设计与验证 106
7.1 CMOS D触发器电路设计 107
7.1.1 CMOS电路的symbol视图建立 107
7.1.2 电路设计的层次化 109
7.1.3 低级电路层次视图Descend View的观察 111
7.1.4 与非门构建CMOS D触发器的电路原理 112
7.1.5 传输门与反相器构建的主从边沿触发器 112
7.2 CMOS D触发器和边沿触发器的版图设计 115
7.2.1 CMOS D触发器的版图设计 115
7.2.2 CMOS边沿触发器的版图设计 116
7.3 基于Calibre工具进行触发器版图验证 116
7.3.1 Calibre工具的特点与支持产品 116
7.3.2 触发器的Calibre DRC验证 118
7.3.3 触发器单元的Calibre LVS验证 122
思考与练习题7 128
第8章 标准单元版图设计 129
8.1 标准单元及布局布线基本原理 130
8.1.1 标准单元库的基本概念 130
8.1.2 两种基本布线原理 131
8.1.3 为满足布局布线要求需遵循的规则及网络概念 133
8.1.4 网格间距的确定 134
8.2 标准单元的建立原则 135
8.2.1 标准单元的高度和宽度原则 136
8.2.2 标准单元的其他原则 137
思考与练习题8 142
第9章 CMOS集成电路D508设计项目准备 143
9.1 D508设计项目总体情况与设计策略 144
9.1.1 D508设计项目的基本情况 144
9.1.2 D508项目的版图设计策略 144
9.2 D508项目逻辑图的准备 145
9.2.1 逻辑图输入工具启动 145
9.2.2 一个传输门逻辑图及符号的输入流程 146
9.2.3 D508项目单元逻辑图的准备 147
9.2.4 D508项目总体逻辑图的准备 151
9.3 D508项目版图设计准备 153
9.3.1 设计规则的准备 153
9.3.2 工艺文件的准备 154
9.3.3 显示文件的准备 154
9.4 版图设计步骤及操作 156
9.4.1 版图输入基本设置 156
9.4.2 反相器逻辑和工艺层次之间的关系 158
9.4.3 反相器的版图输入 160
9.5 高级版图设计技术 162
9.5.1 层次化设计 162
9.5.2 利用PDK进行版图设计 166
思考与练习题9 169
第10章 D508项目模拟部分的全定制版图设计 170
10.1 模拟模块的版图设计 171
10.1.1 上电复位模块的版图设计 171
10.1.2 振荡器模块的版图设计 174
10.1.3 上下拉电路的版图设计 178
10.1.4 大驱动器的版图设计 179
10.2 模拟部分版图总拼及优化 182
10.2.1 模拟部分版图的总拼 182
10.2.2 为满足工艺要求所做的优化 183
10.3 芯片可靠性及IO单元版图设计 185
10.3.1 芯片的可靠性 185
10.3.2 IO单元设计 187
思考与练习题10 195
第11章 D508项目标准单元的设计 197
11.1 标准单元的建立原则 198
11.1.1 pitch的确定 198
11.1.2 标准单元建立的考虑因素 199
11.1.3 标准单元建立的步骤和比较 200
11.2 逻辑门标准单元的设计 203
11.2.1 反相器单元设计 203
11.2.2 与非门单元设计 203
11.2.3 或非门单元设计 204
11.2.4 与或非门单元设计 205
11.2.5 或与非门单元设计 206
11.3 其他标准单元的设计 207
11.3.1 数据选择器单元设计 207
11.3.2 锁存器单元设计 208
11.3.3 触发器单元设计 210
思考与练习题11 212
第12章 D508项目基于标准单元的布局布线 213
12.1 版图整体布局的考虑 214
12.1.1 IO PAD的布局 214
12.1.2 模块的布局 215
12.2 项目电源地线的规划 215
12.2.1 电源地线规划的普遍原则 215
12.2.2 项目电源地线的规划图 217
12.3 项目时钟信号线的规划 217
12.3.1 时钟网络的结构 217
12.3.2 时钟信号的规划 218
12.4 为满足布局布线要求所做的逻辑修改和版图设计 218
12.4.1 延时单元 218
12.4.2 掩膜选项 220
12.4.3 数字模块中的模拟单元 221
12.5 项目的布局布线 222
12.5.1 Astro布局布线的数据准备和流程 222
12.5.2 采用Astro进行布局布线 224
12.5.3 D508项目布局布线结果 228
12.6 项目的数据结构 229
12.6.1 逻辑相关数据 229
12.6.2 版图相关数据 230
12.7 项目的版图数据处理 230
思考与练习题12 234
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| 內容試閱：
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集成电路产业是国家战略性产业，也是国民经济和社会信息化的重要基础，更是当今社会高速发展的高新科技产业，产品应用范围广泛，从人们日常生活所用的高清电视、计算机、手机等电器到物联网、云计算、军工国防，集成电路芯片在各行各业都起着非常关键的作用。伴随着我国集成电路产业的高速发展，集成电路设计已经成为当下较为热门的几个就业岗位之一。为此国家颁布了一系列针对集成电路产业人才培养的扶持政策，加快集成电路产业人才培养已经成为高等教育改革和发展的一项紧迫任务。
为满足行业对人才的需求，编者按照职业教育新的教学改革要求，本着培养高素质技能型人才的高职教育教学理念，开展项目化课程内容改革，精选课程教学内容，注重实践环节，并考虑市场人才需求和版图设计定位，以集成电路版图设计这一工作任务为主线，在编者多年集成电路行业设计经历和教学实践基础上，为广大读者奉献一本项目化的集成电路版图设计教材。
本书的编写思路为由浅入深、由简到难，首先采用目前业界应用最为广泛的Cadence Virtuoso系列工具介绍集成电路版图设计基础，包括集成电路版图设计分类、方法与工具，UNIXLinux操作系统和虚拟机的使用，集成电路设计软件基本操作，常用元器件的版图等；然后介绍CMOS基本逻辑门、CMOS复合逻辑门、CMOS D触发器的版图设计及基于DIVA、Dracula和Calibre 3种工具的版图验证等；最后通过行业内典型数模混合电路D508为例，将适用于模拟电路设计的全定制方法和适用于数字电路设计的标准单元设计方法融合在一起，基于Cadence Virtuoso和Synopsys ASTRO两种设计系统，全面深入地介绍一个实际芯片的设计过程。介绍过程中突出项目化设计的理念，包含完成D508项目设计过程中遇到的技术问题、解决方法和经验总结等实践性内容；另外，设计过程中所包含的各种数据，以及如何进行这些数据的保存、完成版图设计后如何进行数据处理以便进行工程化生产，实施项目化版图设计教学和产品设计所需要构建的软硬件系统等非常实用的内容也都包含在本书中。
本书介绍的内容贴近集成电路设计行业的前沿技术，如基于PDK的版图设计、业界最新的ESD保护电路设计、天线效应、避免产生电迁移、衬底噪声等的模拟电路版图设计技术等；所用的D508项目是目前集成电路产业比较热门的触摸技术产品，所使用的都是目前大部分集成电路设计公司采用的主流工艺，并采用了Calibre等行业内先进的设计工具，因此非常适合各类正在学习版图设计的学生使用本书。通过学习本书，学生在学校就可以完成原本要到企业后才进行的项目设计培训，并且跟他们在企业从事的版图设计岗位无缝对接。
本课程的内容按照3个层次进行设计，正文中按照内容层次顺序安排，各层次的参考学时分配如下（各院校可以结合实际情况进行调整）：
内容层次章参考学时
层次1 集成电路版图设计基础 第1章 集成电路版图设计分类、方法与工具 16
第2章UnixLinux操作系统和虚拟机的使用
第3章 集成电路设计软件基本操作
第4章 常见元器件的版图
层次2 集成电路版图基本设计 第5章 CMOS基本逻辑门的版图设计与验证 64
第6章 CMOS复合逻辑门的版图设计与验证
第7章 CMOS D触发器的版图设计与验证
第8章 标准单元版图设计基础
层次3 集成电路版图综合设计 第9章 CMOS集成电路D508设计项目准备 48
第10章 D508项目模拟部分的全定制版图设计
第11章 D508项目标准单元的设计
第12章 D508项目基于标准单元的布局布线
在本书的编写过程中得到了电子工业出版社陈健德主任的大力支持，同时也得到了江苏信息职业技术学院孙萍教授及陆建思、黄玮老师的热情帮助，在此一并表示感谢。
由于编者水平和时间有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。
为方便教学，本书配有免费的电子教学课件、练习题参考答案等，请有需要的教师登录华信教育资源网（http：www.hxedu.com.cn）免费注册后进行下载，如有问题请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。读者也可通过扫一扫书中的二维码阅看或下载更多的教学资源。
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