《数字集成电路设计》实验教学大纲.docx

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1、数字集成电路设计实验教学大纲目录数字集成电路设计1一、课程简介2二、课程实验教学的目的、任务与要求2三、实验方式与基本要求2四、实验项目设置2五、教材（讲义、指导书）参考书：3六、实验报告要求3七、考试（考核）方式3附件：4数字集成电路设计课程实验项目14数字集成电路设计课程实验项目26课程编号:055512课程名称：数字集成电路设计英文名称：Digital Integrated Circuit Design 课程性质：非独立设课 课程属性：专业基础应开实验学期：第6学期学时学分：课程总学时一-56实验学时一-8课程总学分一-3.5实验学分一- 实验者类别：本科生适用专业：电子信息工程；电子科

2、学与技术先修课程：数字电子技术；模拟电子技术；集成电路设计一、课程简介本课程是电子信息类学科的一门专业课，主要讲授基于模块和层次化的RTL 设计方法学、Verilog和VHDL的建模和逻辑设计、低功耗数字电路设计、逻辑 电路的设计与验证、逻辑综合方法、可测试性设计等。通过本课程的学习，为后 继集成电路设计技术等专业课的学习以及将来在集成电路领域从事科研和技术 工作奠定良好的理论基础。二、课程实验教学的目的、任务与要求通过本课程的学习，使学生掌握数字集成电路和系统的基本单元、结构、电 学特性和测试技术，为数字集成电路的设计提供基础。三、实验方式与基本要求掌握基本门电路的组成、分析方法、基本特性，

3、版图设计方法，以及集成化 数字子系统的组成和特点等；掌握现代半导体存储器的单元结构、基本特性及应 用；了解超大规模数字集成电路的可测性设计方法学，以及片上系统（SOC）设 计方法学。四、实验项目设置序号实验 编号实验项目名称实验内容提要实验 时数实验 类型实验 类别实验 要求每组 人数1反相器的设计用cadence软件设计出CMOS反 相器。4专业必修籍2开关电容电路的设计用传输门设计一个简单开关电 容电路。并在软件中实现和验证 其功能。4型必修3多路选择器的设计和实现用基本数字单元设计一个4位 二选一多路选择器，在软件中实 现其原理图的输入、电路仿真, 分析并验证其功能4必修稣4数字锁相环的

4、设计用基本数字单元构成数字锁相 环，在软件中实现原理图输入、 电路图仿真、版图设计及验证。4必修合计16注 癖侬1.演利2验近3.综韶.设用也 谈别1.撷吻专1座曲3. W4.其它； 迪骤1.必修2遢笏3.蛇五、教材（讲义、指导书）参考书：1、数字集成电路设计（影印版），K. Martin,北京：电子工业出版社，2002 年六、实验报告要求要求有实验目的、原理、内容和步骤以及实验结果和数据分析，不可偷工减 料。七、考试（考核）方式（1）平时成绩考查学生预习情况、在平时的实验中注意人身安全和设备的安全情况、实验课的出勤情况等。（2）实验操作在每次的实验中，我们认真对每个同学的实验过程、仪器操作使

5、用、实验技能与效果，以及实验记录等四个环节进行当场评价、登记。（3）实验报告实验报告质量是衡量实验效果的依据，是反映学生分析问题、研究问题、解决问题、撰写科技论文的能力。附件：.数字集成电路设计课程实验项目1一、实验项目名称及实验项目编号项目名称：反相器的设计项目编号：1 / 4二、课程名称及课程编号课程名称：数字集成电路设计课程编号:055112三、实验目的通过本实验使学生掌握基于cadence的反相器的设计。四、实验原理CMOS反相器的基本电路结构如图1所示。其中3是P沟道增强型MOS管， 丁2是N沟道增强型MOS管。如果和T2的开启电压分别为 Ks(th)p和th)N，同时令Kd 腺(t

6、h)N+ Ks(th)P， 那 么当喉匕1=0时，有j |VGS1| = %D %S(th)P%S2 =。 GS(th)N故I导通，而且导通内阻很低；Tz截止，内阻很高。因此，输出为高电平 %H，且%H 仁 Kl)o当V %= %D时，则有%S1 =。 %S(ih)P KS(th)N图1 CMOS反相器故T1截止而丁2导通，输出为低电平治.，且可见，输出与输入之间 为逻辑非的关系。无论看是高电平还是低电平，和丁2总是处于一个导通而另一个截止的状 态，即所谓互补状态，所以把这种电路结构称为互补对称式金属一氧化物-半导体 电路(Complementary-Symmetery Me tal-Oxid

7、e-Semi conduct or Circuit, 简称 CMOS电路)。由于在静态下无论匕是高电平还是低电平，1和丁2总有一个是截止的，而 且截止内阻又极高，流过9和丁2的静态电流极小，因而CMOS反相器的静态功耗 极小。这是CMOS电路最突出的一大优点。五、实验内容利用cadence软件设计一个基本反相器，并测试反相器的电压传输曲线，分析5个关键电压：输出高电平、输出低电平、输入高电平、输入低电平和阈值电 压。六、实验要求1 .实验报告要求有实验目的、原理、内容和步骤以及实验结果和数据分析，不可偷工减料。2 .相应地从三个方面对学生的实验综合能力进行考查：(1)平时成绩(2)实验操作(3

8、)实验报告数字集成电路设计课程实验项目2一、实验项目名称及实验项目编号项目名称：基本反相器的设计项目编号：1 / 4二、课程名称及课程编号课程名称：数字集成电路设计课程编号:055112三、实验目的掌握基于cadence 四、实验原理1 .单位(抽样)序列在MATLAB中可以利用zeros。函数实现。x - zeros(i.N);MD = 1；如果3()在时间轴上延迟了 k个单位，得至幻即:ez M n = k o(n-k)= 0 u(n) = 00在MATLAB中可以利用ones。函数实现。x = ones(l, N);3 .正弦序列(Fs采样频率，序列时间间隔T=l/Fs)x()= A s in(2/n/ Fs + cp)在MATLAB中n=0 : N 1x = A*sin(2*i*/*/夫s + fai)4 .复正弦序列x(n) =在MATLAB中n = O:N-lx exp(/*0*)5 .指数序列x(h)= a在MATLAB中 = 0:N 1x = a.Nn五、实验内容编制程序产生上述5种信号(长度可输入确定)，并绘出其图形。六、实验要求1 .实验报告要求有实验目的、原理、内容和步骤以及实验结果和数据分析, 不可偷工减料。2 .相应地从三个方面对学生的实验综合能力进行考查：(1)平时成绩(2)实验操作(3)实验报告