集成原理

关键词：

集成原理（精选六篇）

集成原理 篇1

下面着重讨论一下50KW机常用的三端固定电压式集成稳压器, 三端固定电压式集成稳压器原理图和芯片内部电路结构图分别如图1, 图2所示。根据图1, 图2对该集成稳压器进行分析。

1 基准电压源

基准电压源的电压是决定集成稳压器输出电压的重要部分, 要求其内阻小, 稳定性高, 图B中的Vz1、V12和电阻R4、R5、R6、R7、R18构成了基准电压源。

当Uz、Ube12具有相同的温度系数时, 基准电压UA就具有零温漂的特性。

2 比效放大器

比效放大器将取样电压与基准电压的差值放大后去控制调整电路的输出电压, 要求具有高增益, 低温漂和低噪声的性能, 图2中虚线内所示的即为比效放大器。其电路基本结构与F007的输入级和中间级相同。

3 调整电路

调整电路受比效器控制而调整输出电压要求有足够的电流和承受较大的耗散功率, 图2中的V16、V17两管复合构成调整电路。

4 取样电路

取样电路取出输出电压的一部分送至比效放大器, 它由图中的R19、R20组成。稳压器输出电压可按下式计算。

5 保护电路

保护电路是为了保证集成稳压器安全工作所必须的附加电路, 包含过流保护, 芯片过热保护和调整管安全工作区域保护电路。过流保护电路由R11和V15组成, R11接在调整管V17的发射极与输出端之间, 当输出电流超过规定值时, R11两端的压降超过0.7V, V16、V17基极电位下降;从而限制了输出电流最大值。R12、R13、V22、V15组成调整管安全工作区保护电路。当输出电流小于公许值时, V17的集射极电压被限制在一定的范围 (约7V) 。超过这个范围时, 稳压管V22导通, R13、V22支路内的部分电流注入到V15基极, 使V15导通, 从而限制V17的电流。V17上的发射极电压超高, V15的基极电流就越大, V17的集电极电流也就减小越多, 因此, V17的工作电压和电流都可保护在安全工作区域内, 这样就能防止出现二次击穿现象。

芯片过热保护电路是由R7及V14组成。R7是正温度系数的扩散电阻, V14的发射结具有负的温度系数, V14的集电极与V16的基极相连。当温度较低时, R7两端的压降不能使V14导通, V14对输出管V16没有影响, 当芯片温度达到临界时, R7两端的压降升

高, V14导通, 它的集电极电位降低, V16、V17输出电流减小, 因此芯片的功耗减小, 芯

片温度低。图2

6 故障实例

我台50KV中波广播发射机浮动载波控制板出现过+15V电源故障, 发射机出现声、光报警, 机器无法工作。下面我对这次故障的分析处理过程介绍如下。

集成原理 篇2

摘要：RI-R6C-001A芯片是Texas Instruments公司生产的RF收发器，可实现ISO15693协议电子标签的阅读。该芯片内含接收、发射和控制接口三部分。文中介绍了RI-R6C-001A的结构、原理和特性，并给出了典型应用电路。

关键词：射频;收发器;电子标签;RI-R6C-001A

1 概述

电子标签是时下最为先进的非接触感应技术。RI-R6C-001A芯片是美国德州仪器(TI)和荷兰飞利浦公司(Philips)开发出的一种廉价的非接触感应芯片。这种芯片的无源最大读写距离可达1.2米以上。它与条形码相比，无须直线对准扫描，而且读写速度快，可多目标识别和运动识别，每秒最多可同时识别50个，频率为13.56MHz ±7kHz(国际通用)的目标。它采用国际统一且不重复的8字节(64bit)唯一识别内码(Unique identifier，简称UID)，其中第1～48bit共6字节为生产厂商的产品编码，第49～56bit 1个字节为厂商代码(ISO/IEC7816-6/AM1)，最高字节固定为“EO”。其使用寿命大于10年或读写10万次，无机械磨损、机械故障，可在恶劣环境下使用，工作温度为-25～+70℃?可反复读写且扇区可以独立一次锁定，并能根据用户需要锁定重要信息;现有的产品一般采用4字节扇区，内存从512bit～2048bit不等。

RI-R6C-001A芯片采用柔性封装，它的超薄和多种大小不一的外型，使它可封装在纸张和塑胶制品(PVC、PET)中，既可应用于不同安防场合，也可再层压制卡。国际标准化组织已把这种非接触感应芯片写入国际标准ISO15693中。其主要原因是因为该芯片具有封装任意、内存量大、可读可写、防冲撞等独特的功能。

2 引脚排列与功能

图1所示为(RI-RRC-001A芯片和引脚排列)。

3 内部结构

收发器需要5V外加电源，在实际操作中最小电压为3V，最大电压为5.5V，典型电压为5V。电损耗取决于天线阻抗和输出网络的配置。由于电源纹波和噪声会严重影响整个系统的性能，因此，德州仪器推荐使用标准电源。

射频收发器内部的输出晶体管是一个低阻场效应管，电耗直接在TX_OUT脚消耗，推荐用5V电源供电，最好驱动50Ω天线。在输出端连接一个简单的谐振电路或者匹配网络可以降低谐波抑制，用选通方波驱动输出晶体管能达到100%的调制度。调整连接输出晶体管的电阻(典型电路中的R2)能获得10%的调制度，增大这个电阻，调制度也随之增加。通过发射编码器变换的数据可按照事先选择好的.射频协议进行传输，通信速率应为5～120kB，而且至少要有一个速率满足已选择感应器协议的要求。

接收器通过外部电阻连接到天线后可将来自电子标签的调制信号通过二极管包络检波进行解调，接收解码器输出到控制器的数据是二进制数据格式，通信速率和射频协议由已选择的模式确定。在输出数据时，接收的数据串中已检测并标志了启动、停止、错误位。

该系统的正常时钟频率为13.56MHz，但是振荡器的工作频率

集成原理 篇3

关键词 集成电路设计 教学方法 教学探索

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）19-0006-02

1958年，美国德州仪器公司的基尔比发明了第一块集成电路，随着半导体工艺和集成电路设计技术的发展，集成电路的规模可以达上亿个晶体管。集成电路具有速度快、体积小、重量轻等优点，广泛应用于汽车、医疗设备、手机和其他消费电子，其2012年集成电路设计市场应用结构如图1所示。

自2006年以来，我国集成电路的产值为126亿美元，占全球产业总产值的5.1%，2013年我国集成电路的产值为405亿美元，占全球产业总产值的13.3%。2006年到2013年的年复合增长率达到18%，远超过全球集成电路产业整体增速。我国集成电路行业的产值如表1所示。

近年来，半导体集成电路产业在国家政策支持下发展迅速，因此对集成电路设计人才的需求剧增。为了满足社会日益发展的需要，国家在高校内大力推广集成电路设计相关的课程，并且取得了较好的效果，使人才缺口减小，但是还是不能满足国内对集成电路设计人才实际数量的需求。为了更好地加快集成电路设计人才的的培养，本文针对《数字集成电路原理》教学中存在的问题，并且根据教学的现状，探索出集成电路设计的教学改革。

一、数字集成电路设计原理教学中的现状

集成电路设计相对于以分立器件设计的传统的电子类专业而言，偏向于系统级的大规模集成电路设计，因此，微电子专业和集成电路设计专业的学生注重设计方法的形成，避免只懂理论、不懂设计的现象。即使学生掌握了设计的方法，能够进行一些小规模的集成电路设计，但是设计出来的产品不能用，不能满足用户的需求。这就成了数字集成电路设计原理面临的问题。

二、数字集成电路设计原理教学改善的方法

（1）针对上述的问题，在多年教学的基础上，在教学方法上进行改进，改变传统的以教师为中心，以课堂讲授为主的教学方式，采用项目化教学来解决数字集成电路设计中只懂理论、不懂设计的现状。注重数字集成电路设计原理与相关课程之间的内部联系，提高学生的学习兴趣，通过将一个项目拆分成几个小项目，使学生在项目中逐渐加深了对知识点理解，并且将课程的主要内容相互衔接与融合，形成完整的集成电路设计概念。学生分成5-8人一组，通过小组的方式加强了学生的相互合作能力，让学生更有责任感和成就感。学生应用相关的EDA软件来完成项目的设计，能够掌握硬件描述语言、综合应用等数字集成电路设计工具。

（2）通过PDCA戴明环的方式改善了集成电路设计的产品可用度不高的问题。在集成电路设计过程中，通过跟踪课内外学生设计中反应的问题，对项目难易度的进行调整，提高学生计划、分析、协作等多方面的能力。结合新的技术或者领域，对项目进行适当的调整。通过PDCA戴明环的方式来持续改进教学内容和方法，使其满足社会对数字集成电路设计人才的需求。PDCA戴明环如图2所示。

（3）开展校企合作的方式，进一步提高教学质量和学生的综合素质，促进企业和学校的共同发展。这种方式实现了学校与企业的优势互补，资源共享，培养出更加适合社会所需要的集成电路设计人才，也能够让学校和企业形成无缝对接。

三、小结

随着大规模集成电路设计的发展，更多的设计工具和设计方法出现，因此，使用最新的设计工具，合理设置《数字集成电路设计原理》的教学内容，可以提高学生的设计能力和培养学生的创新能力。通过对《数字集成电路设计原理》课程教学的探索，改变了以教师为中心的传统采理论课教学方式，充分发挥了学生的能动性和协作能力，使学生理论与实践都能够满足集成电路设计人才的要求。

参考文献：

[1]殷树娟，齐巨杰. 集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-65.

[2]王铭斐，王民，杨放.集成电路设计类EDA技术教学改革的探讨[J].电脑知识与技术， 2012，8（9）：4671-4672.

[3]谢海情，唐立军，文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].人才培养改革， 2013，（28）：29-30.

基金项目：（1）重庆市高等学校教学改革研究重点项目（132014）；（2）重庆市高等教育学会2013-2014年高等教育科学研究课题（CQGJ13C446）；（3）重庆市教育科学“十二五”规划课题（2014-GX-006）。

集成原理 篇4

1 IC测试

1.1 IC测试原理

IC测试是指依据被测器件 (DUT) 特点和功能, 给DUT提供测试激励 (X) , 通过测量DUT输出响应 (Y) 与期望输出做比较, 从而判断DUT是否符合格。图1所示为IC测试的基本原理模型。

根据器件类型, IC测试可以分为数字电路测试、模拟电路测试和混合电路测试。数字电路测试是IC测试的基础, 除少数纯模拟IC如运算放大器、电压比较器、模拟开关等之外, 现代电子系统中使用的大部分IC都包含有数字信号。

数字IC测试一般有直流测试、交流测试和功能测试。

1.2功能测试

功能测试用于验证IC是否能完成设计所预期的工作或功能。功能测试是数字电路测试的根本, 它模拟IC的实际工作状态, 输入一系列有序或随机组合的测试图形, 以电路规定的速率作用于被测器件, 再在电路输出端检测输出信号是否与预期图形数据相符, 以此判别电路功能是否正常。其关注的重点是图形产生的速率、边沿定时控制、输入/输出控制及屏蔽选择等[1]。

功能测试分静态功能测试和动态功能测试。静态功能测试一般是按真值表的方法, 发现固定型 (Stuck at) 故障[2]。动态功能测试则以接近电路工作频率的速度进行测试, 其目的是在接近或高于器件实际工作频率的情况下, 验证器件的功能和性能。

功能测试一般在ATE (Automatic Test Equipment) 上进行, ATE测试可以根据器件在设计阶段的模拟仿真波形, 提供具有复杂时序的测试激励, 并对器件的输出进行实时的采样、比较和判断。

1.3交流参数测试

交流 (AC) 参数测试是以时间为单位验证与时间相关的参数, 实际上是对电路工作时的时间关系进行测量, 测量诸如工作频率、输入信号输出信号随时间的变化关系等。常见的测量参数有上升和下降时间、传输延迟、建立和保持时间以及存储时间等。交流参数最关注的是最大测试速率和重复性能, 然后为准确度。

1.4直流参数测试

直流测试是基于欧姆定律的, 用来确定器件参数的稳态测试方法。它是以电压或电流的形式验证电气参数。直流参数测试包括:接触测试、漏电流测试、转换电平测试、输出电平测试、电源消耗测试等。

直流测试常用的测试方法有加压测流 (FVMI) 和加流测压 (FIMV) [3], 测试时主要考虑测试准确度和测试效率。通过直流测试可以判明电路的质量。如通过接触测试判别IC引脚的开路/短路情况、通过漏电测试可以从某方面反映电路的工艺质量、通过转换电平测试验证电路的驱动能力和抗噪声能力。

直流测试是IC测试的基础, 是检测电路性能和可靠性的基本判别手段。

1.5 ATE测试平台

ATE (Automatic Test Equipment) 是自动测试设备, 它是一个集成电路测试系统, 用来进行IC测试。一般包括计算机和软件系统、系统总线控制系统、图形存储器、图形控制器、定时发生器、精密测量单元 (PMU) 、可编程电源和测试台等。

系统控制总线提供测试系统与计算机接口卡的连接。图形控制器用来控制测试图形的顺序流向, 是数字测试系统的CPU。它可以提供DUT所需电源、图形、周期和时序、驱动电平等信息。

2测试向量及其生成

测试向量 (Test Vector) 的一个基本定义是:测试向量是每个时钟周期应用于器件管脚的用于测试或者操作的逻辑1和逻辑0数据。这一定义听起来似乎很简单, 但在真实应用中则复杂得多。因为逻辑1和逻辑0是由带定时特性和电平特性的波形代表的, 与波形形状、脉冲宽度、脉冲边缘或斜率以及上升沿和下降沿的位置都有关系。

2.1 ATE测试向量

在ATE语言中, 其测试向量包含了输入激励和预期存储响应, 通过把两者结合形成ATE的测试图形。 这些图形在ATE中是通过系统时钟上升和下降沿、器件管脚对建立时间和保持时间的要求和一定的格式化方式来表示的。格式化方式一般有RZ (归零) 、RO (归1) 、NRZ (非归零) 和NRZI (非归零反) 等[4]。

图2为RZ和R1格式化波形, 图3为NRZ和NRZI格式化波形。

RZ数据格式, 在系统时钟的起始时间T0, RZ测试波形保持为“0”, 如果在该时钟周期图形存储器输出图形数据为“1”, 则在该周期的时钟周期期间, RZ测试波形由“0”变换到“1”, 时钟结束时, RZ测试波形回到 “0”。若该时钟周期图形存储器输出图形数据为“0”, 则RZ测试波形一直保持为“0”, 在时钟信号周期内不再发生变化。归“1”格式 (R1) 与RZ相反。

非归“0” (NRZ) 数据格式, 在系统时钟起始时间T0, NRZ测试波形保持T0前的波形, 根据本时钟周期图形文件存储的图形数据在时钟的信号沿变化。即若图形文件存储数据为“1”, 那么在相应时钟边沿, 波形则变化为 “1”。NRZI波形是NRZ波形的反相。

在ATE中, 通过测试程序对时钟周期、时钟前沿、 时钟后沿和采样时间的定义, 结合图形文件中存储的数据, 形成实际测试时所需的测试向量。

ATE测试向量与EDA设计仿真向量不同, 而且不同的ATE, 其向量格式也不尽相同。以JC-3165型ATE为例, 其向量格式如图4所示。

ATE向量信息以一定格式的文件保存, JC-3165向量文件为文件。在测试中, 需将文件通过图形文件编译器, 编译成测试程序可识别的*.MPD文件。在测试程序中, 通过装载图形命令装载到程序中。

2.2 ATE测试向量的生成

对简单的集成电路, 如门电路, 其ATE测试向量一般可以按照ATE向量格式手工完成。而对于一些集成度高, 功能复杂的IC, 其向量数据庞大, 一般不可能依据其逻辑关系直接写出所需测试向量, 因此, 有必要探寻一种方便可行的方法, 完成ATE向量的生成。

在IC设计制造产业中, 设计、验证和仿真是不可分离的。其ATE测试向量生成的一种方法是, 从基于EDA工具的仿真向量 (包含输入信号和期望的输出) , 经过优化和转换, 形成ATE格式的测试向量。

依此, 可以建立一种向量生成方法。利用EDA工具建立器件模型, 通过建立一个Test bench仿真验证平台, 对其提供测试激励, 进行仿真, 验证仿真结果, 将输入激励和输出响应存储, 按照ATE向量格式, 生成ATE向量文件。其原理如图5所示。

2.3测试平台的建立

(1) DUT模型的建立

1 164245模型:在Modelsim工具下用Verilog HDL语言[5], 建立164245模型。164245是一个双8位双向电平转换器, 有4个输入控制端:1DIR, 1OE, 2DIR, 2OE;4组8位双向端口:1A, 1B, 2A, 2B。端口列表如下:

input DIR_1, DIR_2, OE_1, OE_2;

inout[0:7]a_1, a_2, b_1, b_2;

reg [0:7] bfa1, bfb1, bfa2, bfb2;//缓冲区

2缓冲器模型:建立一个8位缓冲器模型, 用来做Test bench与164245之间的数据缓冲, 通过在Testbench总调用缓冲器模块, 解决Test bench与164245模型之间的数据输入问题。

(2) Test bench的建立

依据器件功能, 建立Test bench平台, 用来输入仿真向量。

Test bench中变量定义:

通过Test bench提供测试激励, 经过缓冲区接口送入DUT, 观察DUT输出响应, 如果满足器件功能要求, 则存储数据, 经过处理按照ATE图形文件格式产生*.MDC文件;若输出响应有误, 则返回Test bench和DUT模型进行修正。其原理框图可表示如图6所示。

(3) 仿真和验证

通过Test bench给予相应的测试激励进行仿真, 得到预期的结果, 实现了器件功能仿真, 并获得了测试图形。图7和图8为部分仿真结果。

在JC-3165的*.MDC图形文件中, 对输入引脚, 用 “1”和“0”表示高低电平;对输出引脚, 用“H”和“L”表示高低电平;“X”则表示不关心状态。由于在仿真时, 输出也是“0”和“1”, 因此在验证结果正确后, 对输出结果进行了处理, 分别将“0”和“1”转换为“L”和“H”, 然后放到存储其中, 最后生成*.MDC图形文件。

3结论

本文在Modelsim环境下, 通过Verilog HDL语言建立一个器件模型, 搭建一个验证仿真平台, 对164245进行了仿真, 验证了164245的功能, 同时得到了ATE所需的图形文件, 实现了预期所要完成的任务。

随着集成电路的发展, 芯片设计水平的不断提高, 功能越来越复杂, 测试图形文件也将相当复杂且巨大, 编写出全面、有效, 且基本覆盖芯片大多数功能的测试图形文件逐渐成为一种挑战, 在ATE上实现测试图形自动生成已不可能。因此, 有必要寻找一种能在EDA工具和ATE测试平台之间的一种灵活通讯的方法。

目前常用的一种方法是, 通过提取EDA工具产生的VCD仿真文件中的信息, 转换为ATE测试平台所需的测试图形文件[6], 这需要对VCD文件有一定的了解, 也是进一步的工作。

参考文献

[1]陈明亮.数字集成电路自动测试硬件技术研究[D].成都:电子科技大学, 2010.

[2]时万春.现代集成电路测试技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[3]谭永良, 伍广钟, 崔华醒, 等.自动测试设备加流测压及加压测流的设计[J]电子技术, 2011 (1) :68-69.

[4]北京集成泰思特测试技术有限公司.JC-3165测试系统使用手册[M].北京:北京集成泰思特测试技术有限公司, 2009.

[5]袁俊泉, 孙敏琪.Verilog HDL数字系统设计及其应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002.

集成原理 篇5

然而，目前《集成电路工艺原理》课程的教学效果并不理想[2]，[3]，究其根本原因在于该课程存在内容陈旧、知识点离散、概念抽象、目标不明确等不足[4]。同时，由于大部分普通高校没有足够的实验设备和模拟仿真实验平台，无法使学生熟悉和掌握工艺仪器的操作，导致学生所学知识与实际应用严重脱钩，甚至失去学习积极性，产生厌学情绪。为此，依据我院微电子专业本科生的教学情况，我详细分析了教学过程中存在的问题，提出了改革方案。

一、目前教学中存在的问题

1. 学习目标不明确。

现有的教学内容往往采用先分别独立讲授单项加工工艺，待所有工艺全部讲授完毕，再综合利用所有工艺演示制作CMOS集成电路芯片的流程。这种教学模式会造成学生在前期的理论学习过程中目标不明确，无法掌握单项工艺在芯片加工中的作用，不能与实际器件加工进行对应，造成所学知识与实际应用严重错位，降低了学生的学习积极性和主动性。

2. 知识衔接性差。

本课程的重点内容是集成电路工艺的物理基础和基本原理，它涉及热学、原子物理学、半导体物理等离子体物理、化学、流体力学等基础学科，然而，大部分学生并未系统地学习过譬如等离子体物理、流体力学等课程，这就不可避免地造成了教学内容跨越性大的问题，无法实现知识的正常衔接，致使学生对基本概念和基本物理过程难以理解，从而影响学生的学习兴趣。

3. 课程内容抽象，不易理解。

由于该课程的基本概念、物理原理和物理过程多而繁杂，再加上各种不同工艺之间的配合与衔接，导致内容抽象难懂。教师在课堂上按照常规讲法，费时费力，学生对所讲内容仍无法彻底理解，难以完成知识的迁移。

4. 教学资源匮乏。

现有教材中严重缺乏集成电路加工方法的可视化资料，大量使用文字叙述描述物理过程和工艺流程，致使课程讲授枯燥乏味，学生无法真正理解教学内容，很难产生学习兴趣。

综上所述，在现有集成电路工艺原理的教学过程中还存在一些严重影响教学质量的因素。为了响应国家“十二五”规划中明确提出的建设创新型国家的任务，培养创新型大学生的要求，我们必须逐步改革和完善现有的教学内容及教学模式[5]，提高教学质量，为培养开创未来的全面发展型人才奠定基础。

二、教学内容的整体规划

为了让学生明确教学目标，突出教学重点，需要摒弃传统的教学思路[6]，构建“先整体、后部分;先目标、后工艺”的教学思路，对教学内容进行重新设计，使其更加符合学生的认知规律。我们抛弃了传统的教学内容编排方式，提出了整个课程主要围绕一个通用、典型的集成电路芯片的加工和制备展开，使学生明确本课程的教学目标。首先给出典型器件的模型，分析其各部分的材料和结构，明确器件的不同组成部分并进行归类，依据器件加工的先后顺序，然后模块化讲授器件每部分的加工方法、工艺原理和加工流程，逐步完成集成电路的全部制作，进而完成整个课程内容的讲授。这样就能用一条主线串起每块学习内容，使学生明确每种工艺的原理、流程和用途，做到有的放矢，并能与实际应用较好地融合在一起，进而提高学生的学习主动性，增强课堂教学效果。

三、教学内容的选取与组织

1. 教材的选择

集成电路工艺的发展遵循摩尔定律，随着理论的深入和技术的革新，现有的大部分《集成电路工艺原理》教材显得陈旧、落后，无法适应现代工艺技术的发展和教学的需求。

为此，本课程的教材最好采用现有经典教材和前沿科学研究成果相结合的方式，现有经典教材有美国明尼苏达大学的《微电子制造科学原理与工程技术》[3]和北京大学的《硅集成电路工艺基础》[7]等，这些教材内容全面，几乎覆盖了所有的集成电路加工方法，而且原理讲解深入透彻，具有较强的理论性。这些教材知识结构基本上是按照传统的教学思路编排，所以要打破这种思维的束缚，设计出一个具有代表性器件的加工过程，然后把教材中的工艺原理、工艺流程融入器件的加工过程中。这就要求我们不能照搬书本上的知识内容，需要根据课程的新设计方案重新整合讲义。同时还应该注意，为了扩充学生的知识面，还应该摘取一些具有代表性的最新前沿成果，不仅使学生的知识体系具有完整性，而且能进一步调动他们的创造性。

2. 教学内容的选取

依据课程“先整体、后部分;先目标、后工艺”的教学思路，采用“范例”教学模式，教学内容可以划分为九大知识模块：典型CMOS器件、外延、氧化、扩散、离子注入、物理气相淀积、化学气相淀积、光刻与刻蚀、隔离与互联。首先，通过一个典型CMOS器件的结构分析，获得制作一个芯片所需的材料与结构，然后简要给出不同材料和结构的加工方法，让学生对课程整体内容有宏观把握，初步了解每种工艺的基本功能。其次按照器件加工的顺序，对不同工艺分别从发展历史、工艺原理、工艺流程、工艺特点等方面进行详细阐述，使学生对工艺原理深入理解，工艺流程熟练掌握，最后完成整个器件的制作。

3. 教学内容的组织

对每部分教学内容要坚持“基础知识衔接、主流工艺突出、淘汰工艺删减、最新工艺提及”的原则。由于本课程以工艺的物理基础和基本原理为重点内容, 这是本课程的教学难点, 为了让学生更加清晰地理解和掌握其工艺原理, 需要适当地补充一些课程必备的物理基础知识。主流工艺是本课程的主要内容，要求学生对原理、流程、性能、使用范围等深入理解，熟练掌握。因此，这部分内容要进行详细讲解。淘汰工艺是本课程的了解内容，目前淘汰工艺在现有教材中占据的篇幅和课时还比较多，且有喧宾夺主之势，为了让学生了解和熟悉集成电路工艺的发展历史，需要进行适当的概括压缩或删减处理。最新工艺是本学科的前沿研究内容，为了扩充学生的知识，开阔学生的视野，应该适当地补充一些新型工艺技术，为学生将来进一步研究深造奠定基础。

四、结语

《集成电路工艺原理》是微电子学专业本科生的一门重要的专业基础课程，本课程的目的是使学生掌握集成电路制造工艺流程和基本原理。只有通过精心选择优秀教材，合理设计教学内容，使理论与实践紧密结合，才能激发学生的学习兴趣和创新思维，进而有效地提高课堂教学质量，为培养科技创新型人才奠定基础。

参考文献

[1]彭英才.兼谈《集成电路工艺原理》课的教学体会与实践[J], 高等理科教育, 2003 (50) .

[2]李尊朝.集成电路工艺课程教学改革探析[J].实验科学与技术, 2010 (8) .

[3]李琦, 赵秋明, 段吉海.工程教育背景下“集成电路工艺”的教学探索[J].中国电力教育, 2011.

[4]邵春声.浅谈《集成电路制造工艺》的课程建设和教学实践[J].常州工学院学报, 2010 (23) .

[5]汤乃云.“集成电路工艺原理”课程建设与教学改革探讨[J].中国电力教育, 2012.

[6]刘新.《集成电路制造工艺》精品课程教学内容设计[J].重庆城市管理职业学院学报, 2009 (9) .

集成原理 篇6

Microsoft Visual C++(简称VC)是由微软公司推出的基于面向对象的可视化集成编程系统,由于VC强大的自动编译功能、高级除错功能和“语法高亮”功能,被广泛应用于各类软件中。封装Win32 API函数的基本类库(Microsoft Foundation Class Library,简称MFC)提供了图形环境下应用程序的框架及创建应用程序的组件,通过Wizard功能简化了Windows应用程序的编写工作。MFC提供了大量基类和可重用类库供用户使用,并允许用户根据不同应用环境进行扩充和自定义。大多数MFC是从CObject基类派生的,可以在运行时获得对象大小和名字。

MFC被广泛应用于用户交互界面的开发、(1)Pro/E二次开发、(2)UG的二次开发(3)(4)(5)、生物医学图像处理(6)等方面,本文从MFC的设计目标及优缺点出发,阐述MFC的层次设计,并通过实例介绍MFC的编程原理。

1 MFC的设计目标及优缺点

1.1 MFC的设计目标

MFC主要有两个设计目标:一是为Windows操作系统提供一个面向对象的接口。此目标通过编写类来封装窗口、对话框及其他对象,并引入适当的虚函数来完成。二是在不需强加系统过多工作和不增加应用程序对内存不必要开销的前提下,支持可重用、自包含性及其它面向对象程序设计(OOP)原则。(7)该目标要求用户尽早选择MFC窗口、菜单及其他对象的封装方法。

1.2 MFC的优缺点

MFC在特性和体系结构上有很多优点:MFC包含文档/视图体系结构、多文档界面(MDI)、打印支持、Active X空间支持、数据库支持、网络支持、Windows系统常用控件支持和多线程支持等。MFC不仅利用C++语言特性从框架类中派生自定义类,节约用户的时间和精力,而且MFC的分层设计使得用户可以根据需要扩展框架。同时,MFC的缺点也相当明显:MFC编程较为繁琐,程序入口较为复杂,函数名多,函数及其用法不易掌握。

2 MFC的层次设计

与目录结构类似,MFC对象层次包含一个根对象CObject,其它大多数对象是由此根对象派生而来,如处理命令消息的CCmd Target类及其派生类、控制窗口的CWnd类及其派生类。下面分别从文件类、窗口类及数据库支持来介绍MFC的层次。

文件类CFile包含很多C++类中的Windows API调用,标准I/O文件使用fgets()和fputs()函数进行输入和输出,为了实现文档格式的转换,采用串行化将数据类成员变量按顺序存储到磁盘。文件类结构如图1所示,主要包含四个子类:CMem File类允许用户在内存中创建文件;COle Stream File表示数据流作为OLE结构化存储在复合文件中;CSocket File类是在进行Socket编程时,将需要序列化的数据传给对方;CStdio File类允许用户对回车或换行结束的字符串进行读写。

窗口类(CWnd)是Windows系统的数据结构,提供了MFC中所有窗口类的基本功能,是所有窗口类的基类。CWnd类结构如图2所示,主要有:框架窗口类(Frame Windows)、控件类(Controls)、对话框类(Dialog Boxes)、视图类(Views)、控制栏类(Control Bars)和窗体分割类(Property Sheets)等。框架窗口类用来显示和监督用户对应用程序的命令;控件类封装了通用控件的功能;对话框类封装了用来创建对话框的Windows API,在创建时可以用对话框模版来填充;视图类用来显示用户对应用程序操作的结果;控制栏类用来创建工具栏和状态栏类;窗体分割类,即CSplitter Wnd类,支持分割窗口,允许文档建立视图类实例。

MFC支持的数据库有两类:ODBC和Microsoft Jet(也称为Microsoft Access)。其中ODBC支持的数据库平台较为广泛,包括Oracle、Sybase、Informix及Microsoft SQL Server等数据库平台。Microsoft Jet数据库允许使用内置其中的Data Access Objects(DAO)对象模型。DAO为处理数据库表和查询及管理用户(用户组)的安全性能提供了丰富的模型。表1列出了支持ODBC和Microsoft Jet的数据库类用途。

3 实例分析

MFC支持的应用程序有三种,即单文档界面应用程序(SDI)、多文档界面应用程序(MDI)和基于对话框应用程序,本文以单文档应用程序为例来阐述MFC程序的编写原理。下面将建立一个单文档应用程序下,在视图客户区显示“欢迎使用MFC编程!”具体步骤如下:

利用App Wizard新建一个项目名为“MFC单文档应用程序”的单文档应用程序,首先单击“文件”→“新建”菜单命令,并在“文件”选项卡中选择”MFC App Wizard[exe]”选项,在”位置[C]”栏中选择项目即将保存的地址,”工程名称[N]”栏中输入项目的名称“MFC单文档应用程序”,然后单击”确定”按钮进入下一步。在对话框中选择“单文档[S]”,单击”完成”按钮,最后在确认对话框中单击”确定”按钮,至此,就新建了名为“MFC单文档应用程序”的单文档界面应用程序。

然后添加文档类变量:在CMFCDoc类中添加public CString类型的str变量作为程序在客户区的输出变量,并重新编写void CMFCView::On Draw(CDC*p DC)函数代码,代码如下:

进行编译执行后,出现的单文档应用程序如图3所示。

4 总结

本文从MFC的设计目标出发、介绍了MFC的优缺点,从文件类、窗口类及数据库支持等三个方面着重阐述了MFC的框架,并通过编写MFC单文档应用程序实例说明了MFC程序设计的原理。

参考文献

①范志先,孙殿柱,李延瑞,孙肖霞.采用MFC开发用户交互界面的新方法[J].工程图学学报,2008(4):160-163.

②王恒,宁汝新,张旭,王铁.利用MFC二次开发Pro/E[J].计算机辅助设计与图形学学报,2004(6):869-872.

③⑦赵韩,张冰战,朱可.UG二次开发CAD系统MFC的调用方法研究[J].现代制造工程,2007(2):88-90.

④谌祖辉,侯忠滨,吴占阳.UG软件二次开发中MFC调用方法研究[J].机床与液压,2006(2):181-186.

⑤郑战光,潘淑琴,夏薇,苑明海.利用MFC进行UG二次开发的研究[J].计算机工程与设计,2007(23):5787-5791.