电子电路教程-multisim要点.ppt

电子电路设计训练（模拟部分）,电子电路设计训练,课程内容：1、集成电路及其产业发展2、Eda软件的发展历程3、Pspice语言4、Multisim软件的使用5、电源电路、放大电路设计6、Cadence软件的使用7、若干设计实例,电子电路设计训练,先修课程：电路分析模拟电子技术基础数字电子技术基础信号与系统,ViewofEDA,张杰斌新主楼F414zjb,SimulatingPart,Unit1,IC的发展带动EDA的进步,IC的生产由设计、制造、封装业组成,设计,封装,制造,集成电路发展历程,1950年：结型晶体管诞生；1951年：场效应晶体管发明；1958年：集成电路产生，开创了世界微电子学的历史；1962年：MOS场效应晶体管发明；1963年：首次提出CMOS技术，今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺；,集成电路发展历程,1966年：美国RCA公司研制出CMOS集成电路并研制出第一块门阵列（50门）；1971年：Intel推出1kb动态随机存储器（DRAM），标志着大规模集成电路出现；1978年：64kbDRAM诞生，不足0.5cm2的硅片上集成了14万个晶体管，标志着超大规模集成电路（VLSI）时代的来临；1988年：16MDRAM问世，1cm2大小的硅片上集成有3500万个晶体管,集成电路发展历程,1989年：486微处理器推出，25MHz，1m工艺，后来50MHz芯片采用0.8m工艺；1993年：66MHz奔腾处理器推出，采用0.6工艺；1995年：PentiumPro（高能奔腾，686级的CPU）,133MHz，采用0.6-0.35工艺；1997年：300MHz奔腾问世，采用0.25工艺；1999年：奔腾问世，450MHz，采用0.25工艺，后采用0.18m工艺；,集成电路发展历程,2000年：奔腾4问世，1.5GHz，0.18工艺；2001年：Intel采用0.13工艺；2003年：奔腾4E系列推出，采用90nm工艺；2005年：intel酷睿2系列上市，采用65nm工艺；。2007年：基于全新45纳米High-K工艺的intel酷睿2E7/E8/E9上市。2009年：intel酷睿i系列全新推出，采用的32nm工艺；2011年底，intel14nm工艺芯片已经完成设计；2013年，intel的14nm工艺CPU已经流片成功，计划两年内推出成熟产品。目前市场上性能较好的CPUIntel酷睿i73.6GHz主频，32nm工艺。,摩尔定律,摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登摩尔（GordonMoore）提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，而价格下降一半；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两番。这一定律揭示了信息技术进步的速度。,世界集成电路产业,世界集成电路产业一直以3-4倍于国民经济增长速度发展。每年均增长17。,世界超大集成电路生产的主流工艺水平是直径为12英寸(300mm)硅晶圆片，光刻精度（特征尺寸）为0.13微米，目前最高工艺水平已达到22nm、18英寸（450mm）水平。衡量集成电路产业技术水平的两个重要参数是:晶圆直径特征尺寸,世界最高水平的单片集成电路芯片上所容纳的元器件数量已经超过80亿个。向SOC（SystemonChip)发展,IC发展速度,世界IC市场,Intel(美)297.5；Toshiba（日）112.1；NEC（日）110.8；Samsung（韩）108.0；TexasInstrument（美）91.0；Motorola（美）80.0；STMicroelectronics(意法)79.5；Hitachi（日立）72.8；Infineon（德）67.2；MicroTE（美）63.1；SUM1087.8亿美元2012年全球IC市场销售额突破3000亿,2000年世界IC市场总销售额达到2044亿,中国IC的发展,2002年，市场销售额4862.5亿元，2007年，市场销售额5623.7亿元,主要芯片制造厂家,国内投资建设生产线,8英寸线有6条，14英寸的在建,中芯国际，上海宏力，上海华虹，上海先进半导体，无锡华晶上华，上海贝岭，北京首钢日电，绍兴华越,计算机类、消费类、网络通信类三大领域占中国集成电路市场的88.1%,集成电路生产主要流程,需求,设计,材料（单晶硅等）,掩膜版,芯片制作,芯片检测,封装,测试,IC制造过程,光刻、注入、扩散、刻蚀,绝热层,炭加热部件,石英坩锅,熔融多晶硅,单晶硅,籽晶,CZ拉单晶炉,晶圆,图中从左到右分别是450mm（18英寸）、300mm（12英寸）和200mm（8英寸）的晶圆，其中只有8寸为晶圆实物，18寸和12寸皆为比例模型。,掺杂离子束,离子注入机,Xj,结深,离子注入掺杂,硅片,掩蔽层,掩蔽层,扩散掺杂,扩散杂质,掩蔽层,掩蔽层,硅片,封装,BipolarDevice,增强型n沟道MOSFET,MOSFET,Invertedlayer,channel,CMOS,反相器,ASICApplicationSpecificIntegratedCircuit,模拟与数字电路的仿真模拟：SPICE；PSPICE数字：VHDL；VerilogHDL,Full-Custom;Semi-Custom半定制：厂家提供半成品母片（GateArray；StandardCell）,FPGA（FieldProgrammableGateArray）,仿真语言（硬件描述语言HDL)Spice晶体管/门级语言；VHDL、Verilog行为级语言；可描述复杂的数字器件的逻辑行为,具有模数混合仿真模拟用SPICE算法，数字用HDLProtel里的Sim模块；Workbench里的Multisim,PLD,20世纪70年代推出，采用熔丝编程，阵列结构20世纪80年代Lattice推出GAL（通用阵列逻辑genericarraylogic），采用E2PROM工艺1985年Xilinx推出FPGA（现场可编程门阵列fieldprogrammablegatearray），采用单元结构CPLD（复杂可编程逻辑器件ComplexProgrammableLogicDevice）由Altera推出,EDA平台,下载,设计处理（综合、优化、布局、布线）,功能仿真,时序仿真,在线测试,电路输入（原理、HDL、波形）,Top-Down设计,系统级描述,功能级描述,功能仿真,门级描述,时序仿真,EDA工具,由公司自己推出：Altera的MAXPLUS，Xilinx的Foundation，Lattice的ispDesignEXPERT由第三方推出：Cadence，Synplify,Viewlogic,EWB,SystemView,Protel中国华大推出Panda2000，Aether,EDA软件之争,形成CADENCE，SYNOPSYS两强相争CADENCE强项在布局布线，SYNOPSYS强项在逻辑综合，仿真SNOPSYS开发physicalcompiler基于布线的逻辑综合软件CADENCE开发PKS的一