集成电路版图设计项目式教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

刘锡锋 编

图书标签:

• 集成电路
• 版图设计
• IC设计
• EDA工具
• 项目式教学
• 电路设计
• 半导体
• 电子工程
• 数字电路
• 模拟电路

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121228988

版次：1

商品编码：11555155

包装：平装

丛书名： 全国高等职业教育规划教材?精品与示范系列

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：188

字数：300000

正文语种：中文

内容简介

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，结合作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编写。本书主要内容包括集成电路设计基础、集成电路版图设计原理及版图识别、Unix/Linux操作系统及常用命令、Cadence集成电路设计软件基本操作、常用元器件的版图、CMOS反相器版图设计、CMOS单元逻辑门版图设计、CMOS组合逻辑电路版图设计、CMOS D触发器版图设计。通过项目任务详细介绍了集成电路版图设计的方法、流程、要点和技巧等，以及多种集成电路设计验证工具的使用操作。
本书提供免费的电子教学课件、习题参考答案及精品课网站，详见前言。

作者简介

刘锡锋 男，硕士学位，毕业于贵州大学微电子学与固体电子学专业，曾在锡华润上华半导体有限公司工作6年，担任技术工程师，现在江苏信息职业技术学院电信系从事微电子专业的教学和研究工作，主持和参与多项教学与科研项目。

目录

项目1 集成电路设计基础 （1）
1．1 集成电路制造流程 （3）
1．2 集成电路设计的地位和作用 （5）
1．3 学习集成电路设计要求掌握的课程知识 （5）
1．4 集成电路设计的分类 （6）

项目2 集成电路版图设计原理及版图识别 （8）
2．1 集成电路设计的一般流程 （9）
2．2 集成电路设计的特点 （9）
2．3 集成电路版图的识别 （10）
2．4 集成电路版图分析软件 （13）

项目3 Unix/Linux操作系统及常用命令 （14）
3．1 工作站与个人电脑 （15）
3．2 Unix与Linux系统 （15）
3．3 虚拟机系统与Linux命令 （18）
3．4 Linux常用命令 （20）
操作练习与思考1 （22）

项目4 Cadence集成电路设计软件基本操作 （23）
4．1 Cadence软件的特点 （24）
4．2 Cadence登录及使用 （24）
4．2．1 启动Cadence （24）
4．2．2 一些必需的启动设置 （26）
4．3 库文件的建立 （27）
4．3．1 库和库文件 （27）
4．3．2 建立库 （28）
4．4 报警处理及Library管理 （31）
操作练习与思考2 （32）

项目5 常用元器件的版图 （33）
5．1 电阻版图 （34）
5．1．1 集成电路中电阻的计算与绘制 （34）
5．1．2 版图中电阻的分类 （36）
5．2 电容版图 （39）
5．2．1 集成电路中电容的测算 （39）
5．2．2 MOS集成电路中常用的电容 （40）
5．3 二极管、三极管版图 （42）
5．3．1 二极管版图 （42）
5．3．2 三极管版图 （43）
5．4 MOS场效应管版图 （45）
5．4．1 MOS场效应管结构 （45）
5．4．2 MOS场效应管版图 （46）
操作练习与思考3 （47）

项目6 CMOS反相器版图设计 （48）
6．1 CMOS反相器schematic电路设计 （49）
6．1．1 CMOS反相器工作原理 （49）
6．1．2 建立Cellview视图文件 （50）
6．1．3 连线及完成电路图绘制 （54）
操作练习与思考4 （56）
6．2 CMOS反相器电路仿真 （56）
6．2．1 仿真信号设置 （56）
6．2．2 仿真环境参数设置 （61）
6．2．3 运行电路仿真 （65）
操作练习与思考5 （66）
6．3 CMOS反相器版图绘制 （66）
6．3．1 版图的设计规则 （66）
6．3．2 建立版图文件 （68）
6．3．3 绘制版图 （70）
6．3．4 实物版图 （78）
操作练习与思考6 （78）
6．4 Cadence版图提取及物理验证 （78）
6．4．1 版图物理验证的概念和项目 （78）
6．4．2 版图设计规则验证DRC（Design Rule Check） （79）
6．4．3 版图提取EXT（extraction） （82）
6．4．4 电路版图对比LVS（Layout Versus Schematic） （86）
操作练习与思考7 （89）

项目7 CMOS单元逻辑门版图设计 （90）
7．1 CMOS与非门schematic电路设计 （91）
7．1．1 使用Library Manager对库管理 （91）
7．1．2 CMOS与非门电路原理及电路图绘制 （93）
7．2 CMOS与非门电路仿真 （94）
操作练习与思考8 （95）
7．3 电路图层级化symbol视图建立与Descent View （96）
7．3．1 电路的电学符号及电路设计的层次化 （96）
7．3．2 CMOS电路的symbol视图建立及Decent View （97）
7．3．3 低级电路层次视图Descend View的观察 （100）
7．3．4 门级以上电路的Cadence验证 （101）
操作练习与思考9 （102）
7．4 CMOS与非门版图绘制 （102）
7．4．1 设计单元库的建立 （102）
7．4．2 元器件的摆放和布局布线 （103）
7．4．3 实物CMOS与非门版图 （106）
7．5 与非门版图物理验证 （108）
7．5．1 与非门版图DRC验证 （108）
7．5．2 与非门版图的提取与LVS （109）
7．5．3 版图中标签（Label）与Pin端口的添加 （111）
7．5．4 利用LVS验证工具分析版图网表 （114）
操作练习与思考10 （116）

项目8 CMOS组合逻辑电路版图设计 （117）
8．1 CMOS组合逻辑电路设计 （118）
8．1．1 四端MOS器件和三端MOS器件 （118）
8．1．2 组合逻辑电路设计 （120）
8．1．3 化简电路 （121）
8．2 CMOS组合逻辑电路仿真 （123）
操作练习与思考11 （124）
8．3 CMOS组合逻辑电路版图绘制及LSW设置 （124）
8．3．1 MOS器件的衬底电位版图实现 （124）
8．3．2 LSW图层的添加和修改 （126）
8．4 组合逻辑电路版图绘制及验证 （129）
8．4．1 电路的布局、布线方法 （129）
8．4．2 根据电路绘制组合逻辑电路版图 （130）
8．4．3 组合逻辑电路实物版图 （130）
8．4．4 版图DIVA验证 （131）
8．4．5 版图Dracula DRC验证 （132）
8．4．6 版图Dracula LVS验证 （139）
操作练习与思考12 （146）

项目9 CMOS D触发器版图设计 （147）
9．1 CMOS D触发器电路设计 （148）
9．1．1 与非门构建CMOS D触发器的电路原理 （148）
9．1．2 与非门CMOS D触发器schematic图设计 （149）
9．1．3 传输门与反相器构建的主从边沿触发器 （150）
9．2 CMOS D触发器电路仿真 （154）
9．2．1 仿真信号设置 （154）
9．2．2 电路仿真结果 （154）
9．3 标准单元CMOS D触发器版图绘制 （155）
9．3．1 标准单元与APR （155）
9．3．2 金属走线规则与pitch设定 （156）
9．3．3 标准单元绘制方法 （159）
9．4 基于Calibre工具完成触发器版图验证 （162）
9．4．1 Calibre工具介绍 （162）
9．4．2 Calibre验证触发器标准单元DRC （164）
9．4．3 Calibre验证触发器标准单元LVS （169）
9．4．4 其他验证工具的物理验证结果 （176）
操作练习与思考13 （178）

前言/序言

集成电路版图设计项目式教程：从原理到实践的实战演练 集成电路（IC）是现代电子设备的核心，其精妙的性能和强大的功能都离不开精密的版图设计。本书《集成电路版图设计项目式教程》旨在带领读者深入理解集成电路版图设计的核心原理，并着重于通过项目实践的方式，让读者掌握从概念到最终可制造版图的完整流程。本书不仅仅是理论知识的堆砌，更是一本兼具指导性和操作性的实战指南，适合所有希望在集成电路设计领域打下坚实基础的学习者。 本书的核心理念：项目驱动，理论与实践紧密结合 在集成电路设计这一高度工程化的领域，单纯的理论学习往往难以应对复杂的实际问题。本书打破了传统教材的固有模式，将项目式学习作为贯穿始终的主线。每一个章节都围绕着一个或多个具体项目展开，读者将跟随项目的进展，逐步学习并应用相关的版图设计知识和技能。这种“在做中学”的学习方式，能够有效加深理解，提升解决问题的能力，并培养面向实际工程的思维模式。 内容结构与章节概览：循序渐进，全面覆盖 本书共分为 XX 章（请根据实际书籍内容填写章节数），其结构设计力求逻辑清晰，循序渐进，确保读者能够逐步建立起完整的知识体系。 第一部分：基础理论与环境搭建 第一章：集成电路设计概览与版图基础 本章将为读者勾勒出集成电路设计的宏观图景，介绍IC设计的基本流程，包括功能定义、逻辑设计、物理设计等关键环节。 重点阐述版图设计的概念、作用及其在整个IC设计流程中的地位。 详细介绍MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等基本器件的物理结构和电学特性，为后续版图绘制奠定基础。 引入CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺的基本概念，解释其工作原理和在现代IC设计中的重要性。 介绍版图设计中常用的工艺规则（Design Rules），讲解其重要性以及不同的工艺节点对规则的影响。 项目引入： 搭建集成电路设计环境。本章将指导读者安装和配置常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，如Cadence Virtuoso、Synopsys L-Edit等，熟悉基本的用户界面和操作方法，为接下来的项目实践做好准备。 第二章：版图编辑工具与基本操作 本章将深入讲解选定的EDA版图编辑工具的核心功能，包括创建、编辑、选择、复制、移动、旋转、缩放等基本几何操作。 详细介绍层（Layer）的概念，包括P-Well、N-Well、Poly、Metal Layers（M1, M2, ...）、Via等，理解不同层在版图中的作用。 讲解绘制基本图形（矩形、线条、圆等）的方法，以及如何通过组合和布尔运算（AND, OR, NOT, XOR）创建复杂的形状。 介绍如何使用参数化单元（Parametric Cells）来提高设计效率。 项目实践： 绘制单个MOSFET的版图。读者将亲手绘制N-MOS和P-MOS晶体管的版图，理解源区（Source）、漏区（Drain）、栅极（Gate）、衬底（Substrate）等关键部分的版图实现，并根据工艺规则进行约束。 第二部分：核心版图设计技术与项目演练 第三章：标准单元（Standard Cells）的版图设计 本章将聚焦于集成电路设计中最基本的构建模块——标准单元。 详细介绍标准单元的设计原则，包括高度统一、宽度可变、连接规则等。 讲解如何根据逻辑功能（如INV, NAND, NOR, DFF等）设计相应的CMOS标准单元版图。 重点关注单元的布局、布线、电源/地线连接、信号线连接等细节。 项目实践： 设计并验证一个基本的标准单元，例如反相器（Inverter）或2输入NAND门。读者将根据工艺规则绘制单元版图，并进行初步的DRC（Design Rule Check）检查。 第四章：布局（Placement）与布线（Routing）基础 本章将介绍物理设计的两个关键步骤：布局和布线。 详细讲解布局的目标，如减小面积、缩短线长、优化时序等。 介绍常用的布局算法和策略，包括行式布局、集群布局等。 深入阐述布线的重要性，解释其对性能、功耗和可靠性的影响。 介绍两种主要的布线方法：全局布线（Global Routing）和详细布线（Detailed Routing）。 项目实践： 对一组标准单元进行手动或半自动布局。读者将学习如何将多个标准单元有组织地放置在芯片区域内，并初步连接电源和地线。 第五章：电源分配与时钟树（Clock Tree）设计 电源分配是保证电路稳定工作的基础，本章将详细介绍。 讲解电源网格（Power Grid）的设计原则，包括金属层选择、线宽、间距等，以降低IR Drop（压降）和EMC（电迁移）。 介绍如何构建稳健的电源分配网络，并考虑功耗均衡。 深入探讨时钟信号的特性及其对芯片性能的极端重要性。 介绍时钟树合成（Clock Tree Synthesis, CTS）的基本原理和技术，包括时钟缓冲器的选择、延迟匹配、时钟抖动（Jitter）等。 项目实践： 为一个简单的模块设计电源分配网络，并实现一个基本时钟树。读者将学习如何在版图中绘制并连接VDD和VSS线，并放置时钟缓冲器以保证时钟信号的完整性。 第六章：版图验证（Verification） 本章将强调版图验证的重要性，这是确保版图可制造性和功能正确性的关键环节。 详细介绍DRC（Design Rule Check），讲解其目的、检查内容（如线宽、间距、重叠等）以及如何使用EDA工具进行检查和修复。 深入讲解LVS（Layout Versus Schematic）的比对原理，确保版图与原理图在电气连接上的一致性。 介绍ERC（Electrical Rule Check）的意义，检查电路是否存在短路、开路等电气错误。 项目实践： 对之前完成的项目进行全面的DRC和LVS检查。读者将学习如何理解检查报告，并逐一修正版图中的错误，直至通过所有验证。 第三部分：高级版图设计技术与项目综合 第七章：IP（Intellectual Property）集成与顶层版图设计 随着芯片规模的不断增大，IP核的集成成为主流。本章将介绍。 讲解IP核的类型、接口标准以及如何在顶层版图中有效地集成第三方或内部开发的IP。 介绍顶层版图的设计流程，包括模块划分、全局布局、层次化布线等。 项目实践： 将之前设计的标准单元模块或一个简单的IP核集成到一个更大的系统中，并进行顶层版图的设计。读者将学习如何在高级别上规划芯片的整体布局。 第八章：寄生参数提取与时序分析 版图设计完成后，需要准确评估其性能。本章将介绍。 详细讲解寄生参数（Parasitic Parameters）的概念，包括电阻（Resistance）和电容（Capacitance），以及它们如何影响电路的性能。 介绍寄生参数提取（Parasitic Extraction）的原理和EDA工具的使用。 讲解基于提取的寄生参数进行静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）的基本方法，识别和解决时序违规问题。 项目实践： 对完成的模块进行寄生参数提取，并进行初步的时序分析。读者将理解版图细节对时序的影响，并学习如何进行性能优化。 第九章：可靠性设计与版图优化 集成电路的可靠性至关重要，本章将涵盖。 介绍影响可靠性的主要因素，如IR Drop、EMC、ESD（Electrostatic Discharge）、LVS/DRC违规、温度效应等。 讲解如何在版图设计中采取措施来提高可靠性，例如使用冗余结构、增加金属层宽度、优化布局等。 介绍常用的版图优化技术，以在满足设计要求的前提下，进一步减小面积、降低功耗或提升性能。 项目实践： 基于之前的项目，进行可靠性评估和版图优化。读者将尝试通过调整版图细节来解决潜在的可靠性问题。 第十章：版图设计流程与先进工艺节点 本章将对整个版图设计流程进行回顾和总结。 介绍从概念到GDSII（Graphic Data System II）输出的完整流程。 简要介绍先进工艺节点（如7nm, 5nm, 3nm等）对版图设计带来的挑战和新的设计技术（如多晶圆分割、3D IC等）。 项目综合： 读者将有机会选择一个更复杂的项目，综合运用本书所学的知识和技能，完成一个具有一定规模的集成电路版图设计，并输出可供流片（Tape-out）的GDSII文件。 本书的特色与优势： 项目驱动式学习： 强调实践，让读者在解决实际问题的过程中掌握知识。 详尽的EDA工具操作指导： 针对主流EDA工具进行详细介绍，易于上手。 紧贴行业实际： 所选项目均能反映当前集成电路设计的实际需求和挑战。 理论与实践深度融合： 避免了理论脱节或纯粹的工具操作，实现知识的有效迁移。 丰富的图示与案例： 大量精美的版图示意图和清晰的案例分析，帮助读者直观理解。 适合不同层次的学习者： 无论是初学者还是有一定基础的设计者，都能从中获益。 阅读本书，您将能够： 深刻理解集成电路版图设计的原理和方法。 熟练掌握主流EDA工具的版图设计功能。 独立完成从标准单元到简单模块的版图设计。 掌握版图验证的基本流程和方法。 了解影响芯片性能、功耗和可靠性的关键版图因素。 培养面向实际工程的版图设计思维。 无论您是正在攻读集成电路设计专业的学生，还是希望转入IC设计领域的工程师，亦或是对芯片设计充满好奇的爱好者，《集成电路版图设计项目式教程》都将是您不可或缺的学习伴侣。本书将引领您一步步走进精密而迷人的集成电路版图设计世界，亲手创造属于您的数字世界基石。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够将集成电路版图设计的复杂理论转化为易于理解和操作的实践经验的书籍，而《集成电路版图设计项目式教程》这本书，光听名字就让我充满期待。我理解“项目式”教学意味着它不会仅仅停留在枯燥的理论讲解，而是会通过一系列真实或模拟的项目，带领读者一步步完成版图设计的全过程。我猜测，书中可能会包含从基础的版图单元设计，到复杂模块的集成，再到最终的物理验证等多个层面的内容。我非常看重书籍在实际操作层面的指导性，希望能看到详细的工具使用指南，以及在不同项目中所遇到的常见问题及其解决方案。例如，如何有效地进行布局、如何合理地规划布线、如何理解并解决 DRC 和 LVS 的错误等。我希望这本书能够帮助我建立起一种“问题导向”的学习模式，通过实际的项目来驱动知识的学习和技能的提升。对我而言，这本书不仅仅是学习版图设计的工具书，更是希望能够开启我的集成电路设计之旅，让我能够亲手创造出属于自己的芯片版图。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《集成电路版图设计项目式教程》这本书，还没深入翻阅，但从封面设计和目录的初步浏览来看，就充满了实践导向的即视感。我尤其期待书中关于“项目式”的教学理念如何贯穿始终。很多时候，学习理论知识很容易，但一旦涉及到实际动手操作，就容易陷入迷茫。理论与实践的脱节，是许多初学者面临的巨大挑战。而“项目式”的教程，恰恰是解决这一痛点的绝佳方式。它意味着不仅仅是知识点的罗列，更是通过完成一个又一个具体的项目，让读者在解决问题的过程中，潜移默化地掌握版图设计的关键技能和工程流程。我设想，书中应该会选取一些贴近实际工业界应用的典型项目，从需求分析、逻辑设计、布局布线，到最终的版图验证，都有条不紊地引导读者一步步完成。这种“带着做”的学习模式，无疑能大大提升学习的效率和兴趣，也更有助于培养解决复杂工程问题的能力。我个人对那些能够将抽象概念转化为具体实践的教程情有独钟，因为它们让我觉得学到的东西是“活”的，是能够真正运用到实际工作中的。期待这本书能给我带来这样的学习体验，让我能够从零开始，一步步构建起扎实的集成电路版图设计功底。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，版图设计一直是一个既神秘又充满吸引力的领域。它像是芯片制造的“蓝图”，决定着芯片的性能、功耗和面积。而《集成电路版图设计项目式教程》这本书，从书名上看，就预示着它会带我走进这个神奇的世界，而且是以一种更加接地气的方式。我猜测，这本书不会止步于简单的概念讲解，而是会通过一系列精心设计的“项目”，让我真切地体验版图设计的全过程。想象一下，从接收一个设计需求，到一步步勾画出复杂的电路版图，再到最终的 DRC（设计规则检查）和 LVS（版图与原理图一致性检查）的通过，每一个环节都充满了挑战与乐趣。我非常期待书中能够详细阐述如何使用主流的EDA（电子设计自动化）工具，例如 Cadence Virtuoso、Synopsys IC Compiler 等，来完成具体的版图设计任务。同时，我也希望它能深入讲解版图设计中的一些核心技术，比如模块化设计、时序约束、功耗优化等，并通过项目案例来生动地展示这些技术的应用。学习版图设计，不仅仅是掌握工具的使用，更重要的是理解背后的设计思想和工程约束。我希望这本书能够帮助我建立起从宏观到微观的完整设计思维，让我能够更自信地应对版图设计的各种复杂情况。

评分☆☆☆☆☆

我一直对集成电路这个行业充满热情，特别是版图设计这个环节，觉得它既是艺术也是科学。我最近在寻找一本能够系统性地讲解版图设计，并且能够让我学以致用的教程，而《集成电路版图设计项目式教程》这本书的名字，一下子就抓住了我的眼球。我希望这本书能够提供一些真实、具有代表性的项目案例，让我在学习过程中能够获得实际操作的经验。我猜测，书中可能会涉及到一些基础的CMOS器件的版图构建，以及一些简单数字或模拟电路模块的版图实现。例如，一个基本的反相器、多晶硅电阻、MOS电容等，这些基础元素的版图设计是理解更复杂设计的基石。而且，如果能够涵盖一些更复杂的组合逻辑块，甚至是简单的ADC或DAC模块的版图设计，那就更好了。我非常期待能够通过书中项目的引导，逐步熟悉版图设计流程，掌握常用的版图编辑技巧，并且理解一些关键的设计规则和约束。这本书对我来说，不仅仅是学习知识，更是希望能够开启我进入集成电路设计领域的第一步，让我能够真正意义上“上手”版图设计。

评分☆☆☆☆☆

在浩如烟海的技术书籍中，《集成电路版图设计项目式教程》这本书，仅仅从书名就能感受到一种与众不同的教学方式。我非常欣赏“项目式”这种教学理念，它强调的是在实践中学习，在解决实际问题的过程中掌握知识。我期待这本书能够提供一套完整的项目流程，从概念设计到最终的版图输出，都能够有详细的步骤和清晰的指导。我希望书中会涵盖一些在现代芯片设计中不可或缺的工具链，例如常用的布局布线工具、物理验证工具，甚至是参数提取工具。我想象着，通过完成书中的一个个项目，我能够逐步掌握这些工具的使用方法，并且理解它们在整个版图设计流程中的作用。此外，我也希望书中能够深入讲解一些版图设计的核心原则，比如如何优化器件布局以减少互连线长度，如何有效管理信号线的时序，以及如何控制功耗和降低寄生效应。我希望这本书能够成为我学习版图设计道路上的得力助手，帮助我建立起扎实的工程实践能力，为未来从事集成电路相关工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

京东送货真快呀。

评分☆☆☆☆☆

-hhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

评分☆☆☆☆☆

不错。

评分☆☆☆☆☆

京东送货真快呀。

评分☆☆☆☆☆

感觉很不错 以后有什么需要还来

评分☆☆☆☆☆

总体感觉不错的书~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

评分☆☆☆☆☆

对我而言完全没有用的书

评分☆☆☆☆☆

挺好！

评分☆☆☆☆☆

很好很好 学习学习呵呵