个人介绍
IC设计基础

主讲教师:范征宇

教师团队:共4

  • 赵新
  • 龚敏
  • 高博
  • 马瑶
学校: 四川大学
开课院系: 物理学院
专业大类: 电子信息类
开课专业: 微电子科学与工程
课程英文名称: Fundamentals of Integrated Circuits Design
课程编号: 202003030-01
学分: 3
课时: 48
课程介绍
   课程内容主要分为集成电路基本知识,版图绘制方法,Cadence 基本操作,仿生芯片框架,前沿技术介绍五个部分。课程包括电路设计,版图设计,版图验证,寄生参数提取,电路前后仿。涵盖了集成电路设计的全流程。课程主要培养学生自主设计集成电路和绘制版图的能力,将个人的设计理念发挥到版图的布局布线、验证和性能的提高上。设计工具以 Cadence 软件为主,采用集成电路 MOS0.5 微米双铝双多晶工艺的小规模数字/模 拟电路芯片项目为实例,讲授全定制集成电路设计的概念和方法,以及辅导设计工具的使用。教学采取课堂教学,网上互动,上机操作相结合的方式,要求学生在教 学期间完成基本项目设计,通过课程开展的“多项目晶圆设计”项目(PDW),掌握器 件,电路单元,基本电路模块的集成电路设计方法,具备芯片设计的基本技能。 需要具备的基础:Cadence Composer 设计输入。学习使用工具: Cadence Viruoso Layout Edit 版图编辑; Cadence 版图验证;
Cadence Spectre 电路仿真。
   集成电路设计(Integrated Circuit Design)是全球微电子技术发展的重中之重,同时也是我国科技兴国过程中必须攻克的挑战。集成电路设计人才是微电子振 兴大业的基础。而微电子高素质人才的培养是科技创新的根本,一个国家的强大有时是在教室里就决定了的。为此,《集成电路设计基础》这门课急需新的建设思路和实践探究。
   《集成电路设计基础》是微电子科学与工程专业的核心课程。当前的微电子本 科教学中面临着入门难,知识更新快,参考资料庞杂, 缺少创新能力培养,国际交 流能力差等急需解决的问题。从学院和学校的实际出发,为实现深入浅出,通熟易懂,紧跟学术前沿和最新技术,联系社会需求或重大问题的教学目的,本课程提出了以下新的教学思路和方法:案例教学,热点引入,微课教学,专业课链接、新颖 教材,大师培训,脑电波数据反馈,著名高校虚拟课堂,创新能力考核,网络课程 互动和非标准答案试题等。此外,为了学以致用,让学生理解到课程内容在实际应 用中的案例,凸显微电子交叉学科的特点。本课程还加入了血糖传感器等接口电路的实际案例,并邀请医学专业的老师参与到医用电路的实际讲学中。同时,为了让 学生了解到集成电路作为产品在公司的运作,本课程邀请了业界的资深海归专家客 串教学现场,为大家介绍真正的中国芯是如何炼成的。提高了学生的学习热情和兴趣,同学们的学习目的更加明确和深入。
    本课程承载着大二的《数字电路》、《模拟电路》、《信号与系统》等基础课,互动着大三的《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟集成电路设计》等专业课,是目标直指集成电路设计产业的一门必修课程。受众群体为微电子专业大一到大四整个年级的学生,上课群体为微电子大三的学生。大一的学生可以通过浏览该课程的网络中心的内容尽早熟悉本专业的相关内容和业界信息。大二的学生可以根据本课程 的信息了解学习电路基础课的目标。大三的学生则可以通过课程的学习,掌握专业基础知识,具备专业学习素养,培养专业分析问题,解决问题的能力。以本课程作为基础参加集成电路设计大赛等全国性比赛。大四的同学可以积极复习,将延伸的大三所学进一步深化完成自己的毕业设计和考研专业可得复习。此外,本课程组合 了微电子专业的五位任课教师资源,实现了不同专业课知识点的遥相呼应。让学生不仅仅学了一门课程,而是完成了整个知识体系的有效链接。
    课程秉持以学生为中心的理念,经理多次实验和内容结构重组,进行过网络课 程中心的建设尝试和运行,实现了知识体系和资源配置,适合在线和混合式教学。 经过六年多的尝试,已经获得了较好的反响。
   本课程前期已经用学校和超星的网络课程中心,录播教室,以及电视台等多媒体资源 对课程的拍摄进行了实际的尝试。与在线平台就课程的实用性进行过探讨,学习了在线课程的录播要求和注意事项。2017年和2018年,本课程借用录像资源,对上课的全程进行了录制。根据学生的反馈对录播的情况进行了反思和总结,改进了教案,提出了更合理的教学安排。学生通过课程中心的网站可以及时复习和收看之前的课程内容。 作业板块,实现学生对作业在在线提交和成绩公布,在线答疑等功能。此外,课程中心的论坛板块,具有大量的关于本专业的科研资料,学生可以各取所需下载阅读。网站上将及时更新最新的消息,鼓励学生留言与老师进行积极的沟通。此外,为了培养学生的学习 兴趣和实现“重口可调,” 分别采用慕课,现场教学,微课,网课四种教学模式对上课内容进行了录制。全专业的学生反响强烈,喜欢上了微电子。
教师团队

赵新

职称:讲师

单位:四川大学

部门:物理学院微电子系

职位:教师

龚敏

职称:教授

单位:四川大学

部门:物理学院微电子系

职位:党委书记

高博

职称:副教授

单位:四川大学

部门:物理学院微电子系

职位:教师

马瑶

职称:副教授

单位:四川大学

部门:物理学院微电子系

职位:系主任

教学方法

1)记忆方法:为了帮助学生快速准确地理解集成电路设计知识,课程的课件采用类比的方式,将枯燥的电路概念与日常熟悉的概念进行联系。使学生快速完成新记忆 的事物由短期到长期的转化。将集成电路中MOS管的分区与多重人格之间的类比。通过类比让学生快速准确地理解 MOS 管的不同工作区域与触发 原因。通过版图的画法与功夫的对比,增加了学习的趣味性。易于学生对 layout 的理解和记忆。

2)思考的方法:记忆只是学习新知识的第一步。如何对所学的概念进行定性、定量和定义(意义)上的全面理解才是真正考察一个学生是否掌握知识的重要标准。本课程对重要的概念分:概念定义,图标定性、公式定量和分析定义的方式进行讲解。并在课后要求学生对其他概念采用同样的方式进行预习。即教会了学生学习的方法,又提高了学习的能动性。通过类比,小信号为乘客,大信号为空姐。乘客只能在座位上伸展身体,空姐可以在更大范围的过道上穿行。从而让学生理解小信号是近似固定工作点,大信号是跨工作区工作的物理意义。

3)创新的方法:创新不是凭空想象,创新往往来自于长期积累后发现的不同。每节课,任课老师都会向学生教授一些学习方法和读书方法。并要求学生尝试将这些方 法迁移到专业课中。例如,把长期记忆一些实体东西的方法迁移到 画版图对版图尺寸的提前熟悉。因为尺寸已经了然于心,不用看一次长度,画一个尺寸。从而大大缩短了画图的时间。通过教授大家如何读书的方法。让学生了解到基础阅读、检视阅读、分析阅读和主题阅读的不同层次。知道如何由读者到作者的过渡,从而提出自己对知识体系的从新认识和独到见解。在课程中,教师鼓励学生学写专利,并就最新的科研成果进行发散性创造和大胆尝试。以专利和海报的方式提出自己的想法。




教学条件

1)教学素材:国内外的经典教材和第一手教学 PPT 和视频

2)教学器材:录播教室,抢答器,便携脑电设备。

3)教学助教:研究生一名(本科曾上过集成电路设计基础课成绩为优) 

4)录播设备:电视台录像器材,基础教学楼录播教室 

5)课程中心:已经建设了该课程的网站。并将上课视频,作业,打分,答疑, 教学资料等内容上传。

6)教学人员:参与课程建设的 名老师均为微电子专业课的任课教师。分别在模电、 数电、仿真分析、器件设计、理论分析方面有着多年的教学和科研经验。

7)上机教室:上机教室有 70 台电脑,白板,投影仪,教师端,以及专用 Cadence 软件。



教学效果

考核方案:本课程平时成绩和期末闭卷考试各占 50%的比重。

(1) 课后作业,共 20 题。每题满分 分,不交作业 分,抄作业 分。 共 100 分, 按 50%的比例计入总成绩。
(2) 期末考试,共 题,每题 20 分。分 AB 卷。包含非标准化试题。共 100 分按 50%的成绩计入总成绩。

(3) 奖励:针对老师在课上提的思考题,主动回答问题(1 /);累计不超过 分。

历年学生平均成绩85-90,2018年评教成绩top2


参考教材

《模拟 CMOS 集成电路设计》, Behzad Razavi,机械工业出版; 

《集成电路版图基础》, Christopher Saint,清华大学出版社; 

《模拟集成电路精粹》,Willy Sansen, 清华大学出版社。


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 Willy Sansen教授
视频
.mp4
2020-02-08 2.64MB
 
附件
.${file.extension}
2020-02-08 --
1.2 Behzad Razavi教授
视频
.mp4
2020-02-08 83.42MB
 
附件
.${file.extension}
2020-02-08 --
1.3 赵新老师自我介绍(个人版)
视频
.mp4
2020-02-08 3.79MB
1.4 赵新老师自我介绍(官方版)
视频
.mp4
2020-02-08 73.66MB
2.1 集成电路简史
视频
.mp4
2020-02-08 495.81MB
2.2 Jack Kilby小传
视频
.mp4
2020-02-08 617.69MB
2.3 MOS管的基本结构
视频
.mp4
2020-02-08 269.64MB
2.4 MOS管的版图和SEM图
视频
.mp4
2020-02-08 461.44MB
2.5 MOS管的IV特性
视频
.mp4
2020-02-08 1.08GB
2.6 总结与回顾
视频
.mp4
2020-02-08 404.00MB
2.6.1 教学演示版
视频
.mp4
2020-02-08 623.40MB
2.6.2 慕课版
视频
.MP4
2020-02-08 266.66MB
3.1 FinFET是否会替代MOSFET(第二课)
视频
.mp4
2020-02-08 955.77MB
3.2 大数据下的FinFET(第二课)
视频
.mp4
2020-02-08 969.80MB
3.3 从FinFET看到的世界(第三课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.35GB
3.4 总结篇1课堂演示版(第三课)
视频
.MOV
2020-02-08 819.79MB
3.5 总结篇2 课堂教学版(第三课)
视频
.avi
2020-02-08 2.00GB
4.1 直流工作点与小信号模型(第四课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.35GB
4.1.1 小信号模型(Razavi)
视频
.mp4
2020-02-08 83.42MB
4.2 单级放大电路(第四课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.07GB
4.3 运算放大器(第五课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.00GB
4.4 电流镜(第五课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.05GB
4.5 有源电流镜(第五课)
视频
.mp4
2020-02-08 868.63MB
4.6 共模响应(第六课)
视频
.mp4
2020-02-08 601.94MB
4.7 跨导放大器(第六课)
文档
.pdf
2020-02-08 771.56KB
 
文档
.pptx
2020-02-08 1.57MB
 
文档
.pptx
2020-02-08 2.78MB
4.8 无线控制时钟电路RCC(第六课)
文档
.pptx
2020-02-08 1.24MB
5.1 版图设计预备知识(第七课)
视频
.mp4
2020-02-08 964.76MB
5.2 版图设计功夫3-6(第七课)
视频
.mp4
2020-02-08 957.74MB
5.3 版图设计功夫7-18(第八课)
视频
.mp4
2020-02-08 925.55MB
5.4 cadence的全程操作(第八课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.13GB
5.5 版图设计技巧(第九课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.11GB
5.6 运放版图案例分析(第九课)
视频
.mp4
2020-02-08 852.65MB
5.7 总结与复习(第九课)
视频
.mp4
2020-02-08 954.10MB
6.1 中期知识点脑图(第九课)
视频
.mp4
2020-02-08 9.76MB
7.1 CPU的前世今生(第十课)
视频
.mp4
2020-02-08 2.04GB
7.2 CPU是如何实现加法的(第十课)
视频
.mp4
2020-02-08 741.28MB
7.3 CPU是如何实现减法的(第十一课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.11GB
7.4 CPU中的存储器RAM(第十一课)
视频
.mp4
2020-02-08 783.76MB
7.5 CPU中的自动加减法器(第十二课)
视频
.mp4
2020-02-08 798.38MB
8.1 冯诺依曼计算机框架(第十二课)
视频
.mp4
2020-02-08 871.17MB
8.2 神经网络模型和芯片(第十三课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.08GB
8.3 HTM之惊人的假说(第十三课)
视频
.mp4
2020-02-08 998.59MB
8.4 神秘的大脑皮层(第十四课)
视频
.mp4
2020-02-08 926.82MB
8.5 人脑牛在哪里(第十四课)
视频
.mp4
2020-02-08 893.06MB
8.6 宫殿记忆与HTM的结构(第十五课)
视频
.mp4
2020-02-08 953.47MB
8.7 传统的神经网络算法(第十五课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.17GB
8.8 预测机制(第十六课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.24GB
8.9 总结篇1(第十六课)
视频
.mp4
2020-02-08 912.75MB
8.10 总结篇2(第十六课)
视频
.mp4
2020-02-08 1.04GB
课程章节
提示框
提示框
确定要报名此课程吗?
确定取消

京ICP备10040544号-2

京公网安备 11010802021885号