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IC 功能的关键 复杂繁琐的芯片设计技术分析


  来源: 仪器仪表商情网 时间:2015-08-03 作者:
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       ▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例。有了电脑,事情都变得容易
       有了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。在IC 设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路,产生如下的电路图。之后,反覆的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。
 
       ▲控制单元合成后的结果。
       最后,将合成完的程序码再放入另一套 EDA tool,进行电路布局与绕线(Place And Route)。在经过不断的检测后,便会形成如下的电路图。图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜色,每种不同的颜色就代表着一张光罩。至于光罩究竟要如何运用呢?
 
       ▲常用的演算芯片- FFT 芯片,完成电路布局与绕线的结果。层层光罩,叠起一颗芯片
首先,目前已经知道一颗IC 会产生多张的光罩,这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子,以集成电路中最基本的元件 CMOS 为范例,CMOS 全名为互补式金属氧化物半导体                            (Complementary metal–oxide–semiconductor),也就是将 NMOS 和 PMOS 两者做结合,形成 CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的元件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这里就不多加细究。
       下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是,便由底层开始,依循上一篇IC 芯片的制造中所提的方法,逐层制作,最后便会产生期望的芯片了。

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