電路設(shè)計規(guī)則

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電路設(shè)計規(guī)則范文第1篇

【關(guān)鍵詞】Altium Designer，使用方法，電路設(shè)計

對電子專業(yè)學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)電子技術(shù)相關(guān)知識的同時，還必須學(xué)會利用電路設(shè)計軟件繪制電路原理網(wǎng)和印制電路板PCB圖。Altium Designer是Altium公司開發(fā)的高端設(shè)計軟件，它擁有強(qiáng)大的電子設(shè)計功能，深受電子類各專業(yè)設(shè)計人員和廣大電子愛好者的青睞。如何在有限的教學(xué)時間內(nèi)，讓學(xué)生熟練地掌握Altium Designer制圖軟件，將繪制的原理圖轉(zhuǎn)換為印刷電路板的方法，完成印刷電路板的布局和布線，并應(yīng)用到具體的電子電路設(shè)計中去，是老師要重點探討的問題。根據(jù)我多年來的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)快速掌握Altium Designer軟件的學(xué)習(xí)方法和技巧。

1、創(chuàng)建PCB項目工程文件。啟動Altium Designer軟件，執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建項目工程，同時保存項目文件。

2、創(chuàng)建原理圖文件

（1）在新建的項目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Schematic]，此時項目面板中“ PrjPCB”項目下面出現(xiàn)“Sheet1.SchDoc”文件名，這是系統(tǒng)以默認(rèn)名稱創(chuàng)建的原理圖文件，執(zhí)行菜單命令文件[File]/[Save]，在彈出的保存文件對話框中輸入文件名，單擊保存按鈕。

（2）放置元器件并修改元件屬性。打開元器件所在元件庫，然后根據(jù)原理圖要求，找到并放置元器件。同時雙擊放置圖紙上的元器件，打開元件的屬性對話框，對元件屬性進(jìn)行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多庫文件，其中系統(tǒng)默認(rèn)打開兩個常用的集合元件庫，即常用的分立元器件庫Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件庫Miscellaneous Connectors.IntLib 。

對于某些特殊元器件， Altium Designer提供的庫文件里沒有此元件，需要自己繪制。執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，進(jìn)行繪制原理圖元件，繪制完成后，將文件保存在項目工程中，再放置該元件。

（3）原理圖連線。執(zhí)行菜單命令中[Place]/[Wire]或單擊布線工具欄的放置導(dǎo)線按鈕，光標(biāo)變?yōu)榇笫止鈽?biāo)。光標(biāo)移到元件的引腳端時，光標(biāo)中心的“×”號變?yōu)橐粋€紅“米”字形符號，表示導(dǎo)線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接，單擊左鍵，導(dǎo)線的起點與元件的引腳相連接，同時確定了導(dǎo)線的起點，移動光標(biāo)時在光標(biāo)和導(dǎo)線之間會有一條線出現(xiàn)這就是所要放置的導(dǎo)線。

3、編譯原理圖。編譯項目是Altium Designer進(jìn)行設(shè)計過程中的重要步驟，主要包括項目檢查、各種數(shù)據(jù)生成等內(nèi)容。執(zhí)行菜單命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，對所建項目進(jìn)行編譯，同時彈出信息面板（Messages），在信息面板中就會顯示原理圖的錯誤所在，如信息面板是空白，則說明原理圖沒有錯誤，符合你設(shè)置的檢查規(guī)則。

4、PCB文件的創(chuàng)建。在新建的項目工程文件中添加PCB文件，執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Pcb]，此時項目面板中“ .PrjPCB” 項目下面出現(xiàn)“Pcb1.PcbDoc”文件名，單擊保存按鈕，保存PCB文件。執(zhí)行菜單命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把項目工程中的SCH導(dǎo)入PCB文件中。在導(dǎo)人SCH過程中，出現(xiàn)錯誤較多的就是，元件封裝沒有發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種錯誤的一般原因有：

（1）元件封裝庫沒有導(dǎo)人新建的PCB文件中，要求在導(dǎo)人SCH前把對應(yīng)的元件封裝庫導(dǎo)入PCB文件中。

（2）自己繪制的封裝庫，新建的元件封裝名字和原理圖里元件屬性里的封裝名字不對應(yīng)導(dǎo)致錯誤。自己繪制的封裝，其封裝命名，要和原理圖里元件屬性里的封裝名相同，否則要進(jìn)行修改。

5、規(guī)劃電路板。在軟件界面下層的選擇中，選中禁止布線層Keep Out Layer，用畫線命令畫矩形框，來確定電路板的電氣邊界。

6、元件布局。SCH正確導(dǎo)人后，對于元器件布局要合理放置，既要注意美觀性，同時也要符合電路設(shè)計的要求。

7、電路板布線。在PCB設(shè)計中，布線操作之前，一般要進(jìn)行布線規(guī)則設(shè)置。

（1）布線規(guī)則設(shè)置。執(zhí)行菜單命令Design/Rule，根據(jù)對電路板的實際的要求設(shè)置布線規(guī)則。首先設(shè)置布線層數(shù)，是單面板還是雙面板，是底層、頂層或雙面走線；再指定印刷導(dǎo)線的線寬，通常接地線和電源線要寬一些，信號線寬要窄一些，并盡量把電源線、地線和其他信號線的走線一致，以增強(qiáng)抗干擾能力。

（2）手工或自動布線。對于簡單的電路，可以直接利用交互式布線工具，在指定的層繪制印刷導(dǎo)線；對于較復(fù)雜的電路，可以先進(jìn)行自動布線，再采用手工布線，進(jìn)行局部修改和優(yōu)化，而且要反復(fù)修改，以達(dá)到布線的美觀性和合理性。

8、制作印刷電路板，完成產(chǎn)品設(shè)計。將設(shè)計的PCB圖，打印、轉(zhuǎn)印、腐蝕、打孔，制作出印刷電路板，并安裝焊接元件，調(diào)試，最后制作出真實的產(chǎn)品。

Altium Designer設(shè)計出的印刷電路板圖，其效率高、可靠性好，但要設(shè)計出高質(zhì)量的電路板，應(yīng)對電路原理的設(shè)計、元器件的選擇、空間電磁波的干擾、導(dǎo)線的寬度和走向等諸多問題綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

電路設(shè)計規(guī)則范文第2篇

[關(guān)鍵詞]計算機(jī)；電路設(shè)計；分析；輔助；方法

中圖分類號：TP391.7；TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0284-01

一、 計算機(jī)輔助電路設(shè)計的優(yōu)點

電路設(shè)計，是指按照一定規(guī)則，使用特定方法設(shè)計出符合使用要求的電路系統(tǒng)。在進(jìn)行計算機(jī)輔助電路設(shè)計的過程中，主要是利用計算機(jī)能夠模擬的特點取締傳統(tǒng)采用搭接方式進(jìn)行電路實驗的方法。利用計算機(jī)之后，可以在電路設(shè)計階段可以大量減少驗證電路正確過程中使用的時間和工作量，讓進(jìn)行整個電路設(shè)計過程的進(jìn)程比傳統(tǒng)電路設(shè)計的進(jìn)程速度快得多，同時還保障了電路設(shè)計的效率。

在很多相關(guān)電路設(shè)計的專業(yè)軟件里面都會設(shè)置有電路設(shè)計中會涉及的許多參數(shù)數(shù)據(jù)庫以及圖形數(shù)據(jù)庫，在進(jìn)行電路設(shè)計的時候，設(shè)計人員可以通過這些數(shù)據(jù)庫中選取到所需用到的電子元件模型，即使數(shù)據(jù)庫中沒有所需要的電子元件，也能電路設(shè)計之前在相關(guān)界面中設(shè)計出所需的電子元件模型，并設(shè)置其參數(shù)，然后再將其放入進(jìn)對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中，很多電子元件都可以在數(shù)據(jù)庫中直接拿出來使用。另外在對電路板設(shè)計進(jìn)行印刷的時候，也可以找到相關(guān)專業(yè)的印刷電路板設(shè)計的軟件，這些軟件可以對其電路設(shè)計中的電子元件間布線布局的自動進(jìn)行，還可以起到后期處理的作用。在電路圖紙進(jìn)行繪制的時候，也能使用專業(yè)的軟件進(jìn)行制版。總之，在計算機(jī)的輔助下，讓電路設(shè)計更加簡便，大大縮短其設(shè)計周期，同時在一定程度上會可以節(jié)約電路設(shè)計的成本費用。

二、 計算機(jī)輔助電路設(shè)計的方法

設(shè)計一個完整的電路，并讓其實現(xiàn)一個功能，其前提就是要設(shè)計好一個完整有效的電路原理圖。通過計算機(jī)進(jìn)行電路設(shè)計是非常快捷的，而且還能很容易的將設(shè)計好的電路進(jìn)行再次的修改，通過計算機(jī)的相關(guān)軟件自帶的自動布線就能夠很容易的把電路原理圖生成電路板版圖。

1、 電路原理圖設(shè)計

首先設(shè)計人員通過調(diào)用電路設(shè)計軟件，建立新文件并對其命名，然后加載所需要的原理圖器件庫，因為在電路設(shè)計中電子元件的種類存在千差萬別的差距，所以有些時候所需要的元件在對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中沒有，所以設(shè)計人員就要通過元器件生成軟件或者電路設(shè)計軟件中自帶可以設(shè)計元器件的選項，創(chuàng)造出需要的元器件，然后根據(jù)設(shè)計電路構(gòu)思的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計，將有電性能元件的管教利用線連接起來，如果是總線電路就可以由一條總線連接，這樣可以有效減少線路太多所造成不必要的麻煩，而總線的兩端始終會分出很多條線，就有必要將其明確的標(biāo)注，有節(jié)點的話在電路上應(yīng)該必須標(biāo)上節(jié)點，否則在后期電路查看和系統(tǒng)會將兩條線認(rèn)為不相連。

在將電路原理圖設(shè)計完畢之后，就應(yīng)該創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表是作為原理圖和印制線路版圖間的橋梁，只有通過網(wǎng)絡(luò)表才能將電路原理圖轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電路板版圖。調(diào)用PCB圖生成軟件，在其加載相關(guān)的元器件庫，通過在禁止布線層上畫好PCB圖的外形，然后更改其自動布線，讓其達(dá)到前期的設(shè)計要求。通過自動布局命令將加載到PCB圖中的組件擺好，然后對其進(jìn)行自動布線，該過程會需要一段時間，因為有的時候自動布線并不是完全合理有效的，所以在進(jìn)行自動布線之后還要對其進(jìn)行手工調(diào)整。

2、 電路板版圖設(shè)計

電路板廠都是按照用戶設(shè)計的PCB圖對電路板進(jìn)行生產(chǎn)的，針對成型的一塊電路板，想要再制一塊或者多塊的話，就要利用計算機(jī)輔助進(jìn)行電路設(shè)計了，通過形成的PCB圖再次進(jìn)行電路板的生產(chǎn)。

利用刻度尺度量成型的電路板，將對應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄后將數(shù)據(jù)輸入進(jìn)計算機(jī)中，這類方法主要使用在線路簡單的電路板上，在線路上尋找一個點來作為原點，將電路板上的其他點一原點為參照，對照PCB圖左下角的橫縱坐標(biāo)，將元器件放在對應(yīng)的PCB圖上。而對于元器件較多且線路復(fù)雜的電路板則通常使用掃描儀將其數(shù)據(jù)輸入進(jìn)計算機(jī)中，因為用尺度量就會太花費時間，且制作也會相比掃描儀粗糙，在對電路板進(jìn)行掃描的時候也要注意正確的放置電路板的位置，不然會影響掃描效果。

三、結(jié)束語

計算機(jī)輔助電路設(shè)計的出現(xiàn)，讓電路設(shè)計擺脫了傳統(tǒng)以手工為主的設(shè)計方式，而且在使用計算機(jī)進(jìn)行電路設(shè)計的時候，不僅節(jié)省設(shè)計時間，還能在電路設(shè)計出現(xiàn)錯誤的時候方便及時的對其進(jìn)行修改，大大提升了電路設(shè)計的效率，還可以做大程度保障設(shè)計的電路產(chǎn)品的性價比。

參考文獻(xiàn)

[1]葉勇盛. 計算機(jī)輔助電路設(shè)計教學(xué)方法研究與實踐[J]. 職業(yè)教育研究，2010，03：90-91.

[2]王秀娟. 行動導(dǎo)向法在《計算機(jī)輔助電路設(shè)計》課程中的應(yīng)用[J]. 科技信息，2010，30：618.

電路設(shè)計規(guī)則范文第3篇

在非微電子專業(yè)如計算機(jī)、通信、信號處理、自動化、機(jī)械等專業(yè)開設(shè)集成電路設(shè)計技術(shù)相關(guān)課程，一方面，這些專業(yè)的學(xué)生有電子電路基礎(chǔ)知識，又有自己本專業(yè)的知識，可以從本專業(yè)的系統(tǒng)角度來理解和設(shè)計集成電路芯片，非常適合進(jìn)行各種應(yīng)用的集成電路芯片設(shè)計階段的工作，這些專業(yè)也是目前芯片設(shè)計需求最旺盛的領(lǐng)域；另一方面，對于這些專業(yè)學(xué)生的應(yīng)用特點，不宜也不可能開設(shè)微電子專業(yè)的所有課程，也不宜將集成電路設(shè)計階段的許多技術(shù)（如低功耗設(shè)計、可測性設(shè)計等）開設(shè)為單獨課程，而是要將相應(yīng)課程整合，開設(shè)一到二門集成電路設(shè)計的綜合課程，使學(xué)生既能夠掌握集成電路設(shè)計基本技術(shù)流程，也能夠了解集成電路設(shè)計方面更深層的技術(shù)和發(fā)展趨勢。因此，在課程的具體設(shè)置上，應(yīng)該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設(shè)計技術(shù)是一門實踐性非常強(qiáng)的課程。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，采用EDA工具進(jìn)行電路輔助設(shè)計，已經(jīng)成為集成電路芯片主流的設(shè)計方法。因此，在理解電路和芯片設(shè)計的基本原理和流程的基礎(chǔ)上，了解和掌握相關(guān)設(shè)計工具，是掌握集成電路設(shè)計技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。技能培訓(xùn)與前瞻理論皆有在課程的內(nèi)容設(shè)置中，既要有使學(xué)生掌握集成電路芯片設(shè)計能力和技術(shù)的講授和實踐，又有對集成電路芯片設(shè)計新技術(shù)和更高層技術(shù)的介紹。這樣通過本門課程的學(xué)習(xí)，一方面，學(xué)員掌握了一項實實在在有用的技術(shù)；另一方面，學(xué)員了解了該項技術(shù)的更深和更新的知識，有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上，對集成電路芯片設(shè)計技術(shù)的繼續(xù)研究和學(xué)習(xí)。基礎(chǔ)理論和技術(shù)流程隔離由于是針對非微電子專業(yè)開設(shè)的課程，因此在課程講授中不涉及電路設(shè)計的一些原理性知識，如半導(dǎo)體物理及器件、集成電路的工藝原理等，而是將主要精力放在集成電路芯片的設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)上，這樣非微電子專業(yè)的學(xué)生能夠很容易入門，提高其學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2非微電子專業(yè)集成電路設(shè)計課程實踐

根據(jù)以上原則，信息工程大學(xué)根據(jù)具體實際，在計算機(jī)、通信、信號處理、密碼等相關(guān)專業(yè)開設(shè)集成電路芯片設(shè)計技術(shù)課程，根據(jù)近兩年的教學(xué)情況來看，取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優(yōu)化的理論授課內(nèi)容

1）集成電路芯片設(shè)計概論：介紹IC設(shè)計的基本概念、IC設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)、IC技術(shù)的發(fā)展和趨勢等內(nèi)容。使學(xué)員對IC設(shè)計技術(shù)有一個大概而全面的了解，了解IC設(shè)計技術(shù)的發(fā)展歷程及基本情況，理解IC設(shè)計技術(shù)的基本概念；了解IC設(shè)計發(fā)展趨勢和新技術(shù)，包括軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)、IC低功耗設(shè)計技術(shù)、IC可重用設(shè)計技術(shù)等。

2）IC產(chǎn)業(yè)鏈及設(shè)計流程：介紹集成電路產(chǎn)業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”，以及數(shù)字IC設(shè)計流程等內(nèi)容。使學(xué)員了解集成電路產(chǎn)業(yè)的變革和分工，了解設(shè)計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)的一些基本情況，了解數(shù)字IC的整個設(shè)計流程，包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優(yōu)化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內(nèi)容。

3）RTL硬件描述語言基礎(chǔ)：主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設(shè)計方法等內(nèi)容。使學(xué)員能夠初步掌握使用硬件描述語言進(jìn)行數(shù)字邏輯電路設(shè)計的基本語法，了解大型電路芯片的基本設(shè)計規(guī)則和設(shè)計方法，并通過設(shè)計實踐學(xué)習(xí)和鞏固硬件電路代碼編寫和調(diào)試能力。

4）系統(tǒng)集成設(shè)計基礎(chǔ)：主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)（SoC）、片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）的基本概念和集成設(shè)計方法。使學(xué)員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級芯片架構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)方法及主要片內(nèi)嵌入式處理器核。豐富的實踐操作內(nèi)容

1）Verilog代碼設(shè)計實踐：學(xué)習(xí)通過課下編碼、上機(jī)調(diào)試等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述語言進(jìn)行基本數(shù)字邏輯電路設(shè)計的能力，并通過給定的IP核或代碼模塊的集成，掌握大型芯片電路的集成設(shè)計能力。

2）IC前端設(shè)計基礎(chǔ)實踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路前端設(shè)計平臺DesignCompiler，使學(xué)員通過上機(jī)演練，初步掌握使用DesignCompiler進(jìn)行集成電路前端設(shè)計的流程和方法，主要包括RTL綜合、時序約束、時序優(yōu)化、可測性設(shè)計等內(nèi)容。

3）IC后端設(shè)計基礎(chǔ)實踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路后端設(shè)計平臺ICCompiler，使學(xué)員通過上機(jī)演練，初步掌握使用ICCompiler進(jìn)行集成電路后端設(shè)計的流程和方法，主要包括后端設(shè)計準(zhǔn)備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優(yōu)化等內(nèi)容。靈活的考核評價機(jī)制

1）IC設(shè)計基本知識筆試：通過閉卷考試的方式，考查學(xué)員隊IC設(shè)計的一些基本知識，如基本概念、基本設(shè)計流程、簡單的代碼編寫等。

2）IC設(shè)計上機(jī)實踐操作：通過上機(jī)操作的形式，給定一個具體并相對簡單的芯片設(shè)計代碼，要求學(xué)員使用Synopsys公司數(shù)字集成電路設(shè)計前后端平臺，完成整個芯片的前后端設(shè)計和驗證流程。

3）IC設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域報告：通過撰寫報告的形式，要求學(xué)員查閱IC設(shè)計領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，包括該領(lǐng)域的前沿研究技術(shù)、設(shè)計流程中相關(guān)技術(shù)點的深入研究、集成電路設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展歷程和趨勢等，撰寫相應(yīng)的專題報告。

3結(jié)語

電路設(shè)計規(guī)則范文第4篇

關(guān)鍵詞：集成電路版圖CAD；實踐教學(xué)；課程實驗；課程設(shè)計

Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course

Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei

Nantong University， Nantong， 226019， China

Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.

Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum

目前，高速發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)使IC設(shè)計人才炙手可熱，而集成電路版圖CAD技術(shù)是IC設(shè)計人才必須具備的重要技能之一。集成電路版圖CAD課程是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)重要的專業(yè)主干課，開設(shè)在大三第二學(xué)期，并列入我校第一批重點課程建設(shè)項目。本課程的實踐教學(xué)是教學(xué)活動的重要組成部分，它是對理論教學(xué)的驗證、補(bǔ)充和拓展，具有較強(qiáng)的直觀性和操作性，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力和服務(wù)社會能力。結(jié)合幾年來的教學(xué)實踐，筆者從本課程實驗、課程設(shè)計、課外科技競賽等實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計工具、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法和教學(xué)手段、師資隊伍建設(shè)以及考核管理等方面進(jìn)行總結(jié)。探討本課程實踐教學(xué)模式可加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力，提升就業(yè)競爭力，對他們成為IC設(shè)計人才具有十分重要的意義。

1 版圖設(shè)計工具

集成電路CAD技術(shù)貫穿于集成電路整個產(chǎn)業(yè)鏈（設(shè)計、制造、封裝和測試），集成電路版圖設(shè)計環(huán)節(jié)同樣離不開CAD工具支持。目前業(yè)內(nèi)主流版圖設(shè)計工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京華大九天公司的Aether等。這些版圖設(shè)計工具的使用流程大同小異，但在自動化程度、驗證規(guī)模、驗證速度等方面有所差異，在售價方面，國外版圖設(shè)計工具貴得驚人，不過近年來這些公司相繼推出大學(xué)銷售計劃，降低了版圖設(shè)計工具的價格。高校選擇哪種版圖設(shè)計工具進(jìn)行教學(xué)，則視條件而定。我校電子信息學(xué)院有2個省級實驗教學(xué)示范中心和1個省部共建實驗室，利用這些經(jīng)費，我們購買了部分業(yè)內(nèi)一流的EDA工具進(jìn)行教學(xué)和科研。目前，我校版圖設(shè)計工具有北京華大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。

2 兩種相輔相成的實驗教學(xué)模式

我校集成電路版圖CAD課程共48學(xué)時（理論講授24學(xué)時、實驗24學(xué)時），實驗環(huán)節(jié)是本課程教學(xué)的重要部分，在有限的實驗教學(xué)時間內(nèi)既要完成教學(xué)內(nèi)容，又要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，需要對實驗教學(xué)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本課程實驗教學(xué)的目的與要求：與理論教學(xué)相銜接，熟練使用版圖設(shè)計工具，學(xué)會基本元器件、基本數(shù)字門電路、基本模擬單元的版圖設(shè)計，為本課程后續(xù)的課程設(shè)計環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。緊緊圍繞“一個規(guī)則（版圖幾何設(shè)計規(guī)則）、兩個流程（版圖編輯流程和驗證流程）、四個問題”這條主線設(shè)計實驗內(nèi)容[1，2]。要解決的4個問題分別是：（1）版圖設(shè)計前需要做哪些準(zhǔn)備工作？（2）如何理解一個元器件（晶體管、電阻、電容、電感）的版圖含義[3，4]？（3）如何修改版圖中的幾何設(shè)計規(guī)則檢查錯誤？（4）如何修改版圖和電路圖一致性錯誤？表1為本課程實驗內(nèi)容、對應(yīng)學(xué)時及對應(yīng)知識點。筆者設(shè)計了兩種相輔相成的實驗教學(xué)模式：系統(tǒng)化實驗教學(xué)模式和實例化實驗教學(xué)模式。系統(tǒng)化實驗教學(xué)從有系統(tǒng)的、完整的角度出發(fā)設(shè)計了實驗教學(xué)內(nèi)容，如設(shè)計實驗3（數(shù)字基本門電路版圖閱讀）時，安排了5學(xué)時，采用3種版圖閱讀方式：讀現(xiàn)有版圖庫中的單元電路版圖、顯微鏡下讀版圖和讀已解剖的芯片版圖照片。針對同一內(nèi)容，采用不同形式，彼此類比，加深印象，既有實物，又有動手操作，增強(qiáng)了直觀性和感性認(rèn)識。又如設(shè)計實驗5（模擬單元MOS差分對管版圖設(shè)計）時，安排了5學(xué)時，從器件匹配的重要性入手，給出MOS差分對管的電路圖，講解具體器件的形狀、方向、連接對匹配的影響，特別是工藝過程引入器件的失配和誤差，對MOS差分對管的3種版圖分布形式（管子方向不對稱形式、垂直對稱水平柵極形式、垂直對稱垂直柵極形式）進(jìn)行逐一分析，指出支路電流大小對金屬線的寬度要求，對較大尺寸的對管，采用“同心布局”結(jié)構(gòu)。實例化實驗教學(xué)先提出目標(biāo)實例，圍繞該實例，設(shè)計具體步驟，教師先示范，學(xué)生再模仿，如設(shè)計實驗7（集成無源器件版圖設(shè)計）時，由于集成電阻、電容和電感種類很多，不能面面俱到，要求只對多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件進(jìn)行版圖分析和設(shè)計。課堂實驗的內(nèi)容和課時是有限的，為此我們設(shè)置了課外實驗項目，感興趣的學(xué)生選取一些實驗項目自己完成，指導(dǎo)教師定期檢查。學(xué)院開放了EDA實驗中心（2007年該中心被遴選為省級實驗教學(xué)示范中心建設(shè)點，2009年12月通過省級驗收），學(xué)生對本課程很感興趣，課外使用EDA實驗室進(jìn)行自主實驗相當(dāng)踴躍。通過上述的實驗教學(xué)方法，特別是課外實驗項目的訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力和科研素養(yǎng)得到了提高。

表1 課程實驗內(nèi)容、對應(yīng)學(xué)時及對應(yīng)知識點

表1（續(xù)）

4 基于0.6μmCMOS工藝的數(shù)字門電路版圖設(shè)計 5 理解上華華潤0.6 μm硅柵CMOS幾何設(shè)計規(guī)則；學(xué)會CMOS反相器、傳輸門、與非、或非等基本門電路版圖設(shè)計；DRC檢查。

5 基于0.6 μmCMOS工藝的MOS差分對管版圖設(shè)計 4 MOS差分對管版圖設(shè)計，包括匹配原則、同心布局等，DRC檢查。

6 版圖電路圖一致性檢查 3 掌握LVS流程、LVS錯誤修改。

7 集成無源器件版圖設(shè)計 3 多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件版圖設(shè)計。

3 改革課程設(shè)計環(huán)節(jié)

課程設(shè)計是本課程培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，時間2周，集中指導(dǎo)，提前1個月發(fā)給學(xué)生任務(wù)書和指導(dǎo)書，每個班配備2名指導(dǎo)教師，注重過程控制。筆者在教學(xué)內(nèi)容、考核等方面進(jìn)行了改革和創(chuàng)新：在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上，給出了必做題和選做題，在選做題中要求每位學(xué)生完成數(shù)字電路版圖1題和模擬電路版圖1題，具體題目由抽簽決定，做到1人1題，避免學(xué)生抄襲。考核成績由課程設(shè)計成果（占50%）、小論文（占30%）、答辯（占20%）三方面綜合給出。以往的課程設(shè)計報告改為撰寫科技小論文，包括中英文題目、中英文摘要及關(guān)鍵詞、引言、電路原理與分析、版圖設(shè)計過程、分析與討論、結(jié)束語和參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何撰寫科技論文。精選優(yōu)質(zhì)小論文放在本課程網(wǎng)上學(xué)習(xí)資料庫里，供學(xué)生相互傳閱和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計答辯具體要求參照畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯要求，包括準(zhǔn)備PPT講稿、講解5分鐘、指導(dǎo)教師點評等過程，每位學(xué)生至少需要10分鐘時間。學(xué)生對課程設(shè)計答辯反映相當(dāng)好，鍛煉了語言組織和口頭表達(dá)能力，而且相互間可以直接交流和學(xué)習(xí)。我們還挑選課程設(shè)計成績優(yōu)秀的學(xué)生參加校內(nèi)集成電路版圖設(shè)計大賽。雖然課程設(shè)計的改革和實踐需要教師付出很多精力和時間，但我們無怨無悔，學(xué)生的認(rèn)可和進(jìn)步是我們最大的收獲。

4 精心指導(dǎo)學(xué)生參加課外科技競賽

目前我校學(xué)生參加的集成電路版圖設(shè)計競賽有校級版圖設(shè)計大賽以及行業(yè)協(xié)會和企業(yè)組織的版圖設(shè)計競賽等。由校教務(wù)處主辦，電子信息學(xué)院承辦的南通大學(xué)版圖設(shè)計大賽是校級三大電子設(shè)計競賽之一，每年8月底舉行，邀請集成電路設(shè)計公司一線設(shè)計人員和半導(dǎo)體協(xié)會專業(yè)人士擔(dān)任評委，增加了競賽的專業(yè)性和公正性，目前已經(jīng)舉辦了6屆，反響不錯。從校級版圖設(shè)計大賽獲獎?wù)咧刑暨x一部分學(xué)生參加行業(yè)協(xié)會和企業(yè)組織的版圖設(shè)計競賽，如蘇州半導(dǎo)體協(xié)會主辦的集成電路版圖設(shè)計技能競賽、北京華大九天公司主辦的“華大九天杯”集成電路設(shè)計大賽，其中“華大九天杯”集成電路設(shè)計大賽將挑選優(yōu)秀獲獎學(xué)生參加華潤上華的免費流片，學(xué)生經(jīng)歷從電路設(shè)計、版圖設(shè)計及驗證、流片到測試各個環(huán)節(jié)，提高了綜合訓(xùn)練能力。

5 加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)

要提高課程實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是指導(dǎo)教師要思想素質(zhì)好，專業(yè)理論知識強(qiáng)，科研水平高，因此我們著力建立一支年齡結(jié)構(gòu)、職稱合理的實踐教學(xué)隊伍。目前很多年輕教師是從校園走向校園，畢業(yè)后直接上崗指導(dǎo)學(xué)習(xí)實踐，缺少工程實踐經(jīng)歷和經(jīng)驗。為了提高教師自身的業(yè)務(wù)水平，加強(qiáng)對年輕教師的培養(yǎng)，近十年來，我院每年暑假舉行集成電路CAD技術(shù)實踐培訓(xùn)班，由經(jīng)驗豐富的教學(xué)、科研一線教師主講；不定期地邀請一流IC設(shè)計公司一線設(shè)計人員來院開設(shè)講座；同時挑選年輕骨干教師到一流IC設(shè)計公司學(xué)習(xí)和實踐，時間至少半年以上；現(xiàn)已聘請IC設(shè)計公司一線設(shè)計人員6人為兼職教師，指導(dǎo)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。集成電路CAD技術(shù)日新月異，課程實踐環(huán)節(jié)師資隊伍建設(shè)必須與時俱進(jìn)。

6 結(jié)束語

我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)2012年被評為省重點建設(shè)專業(yè)，也是江蘇省首批培養(yǎng)卓越工程師的專業(yè)。集成電路版圖設(shè)計是這兩個專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃的重要內(nèi)容之一，總結(jié)和探討集成電路版圖CAD課程實踐教學(xué)意義重大，今后我們要繼續(xù)推進(jìn)該課程實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)與改革，不斷探索，為我國集成電路設(shè)計人才的培養(yǎng)而努力奮斗。

參考文獻(xiàn)

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[2] 施敏，徐晨.基于九天EDA系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計[J].南通工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2004，3（4）：101-103.

電路設(shè)計規(guī)則范文第5篇

【關(guān)鍵詞】Protel DXP 2004；電路原理圖；印制電路板；敷銅板

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為電子自動化設(shè)計提供了豐富的軟件。Protel是Aitium公司推出的一款功能強(qiáng)大的電子電路CAD軟件，是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最廣泛的電子電路設(shè)計軟件。有多個版本，職業(yè)院校普遍使用的是Protel DXP 2004，主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、PCB板設(shè)計等。本文介紹教學(xué)實習(xí)中運用Protel DXP 2004，在實驗室制作印制電路板的方法。用該方法制作出的印制電路板，可以滿足于電子愛好者制作作品的需要。

1 印制電路板的設(shè)計

1.1 創(chuàng)建新的工程文件

運用Protel DXP 2004設(shè)計印制電路板，首先要創(chuàng)建一個工程文件，接著創(chuàng)建原理圖設(shè)計文件和印制電路板設(shè)計文件，有的還要創(chuàng)建原理圖庫文件和元件封裝庫文件等，每一個文件都要保正確保存，以便于管理。

1.2 電路原理圖的設(shè)計

根據(jù)實際電路的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的各項參數(shù)，然后將有關(guān)的元件庫加載到當(dāng)前的工作庫中，根據(jù)原理圖的需要，從元件庫找到各原理圖元件并放置到圖紙當(dāng)中，注意元件的位置、放置方向等，并設(shè)置元件的屬性，如編號、封裝等；最后根據(jù)元件之間的電氣連接關(guān)系，利用Protel DXP 2004的具有電氣特性的導(dǎo)線，將原理圖元件管腳連接起來。

正確的原理圖是制作美觀可靠印制電路板的前提和基礎(chǔ)，所以原理圖繪制完成后，應(yīng)該根據(jù)原圖或電路原理進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確保正確無誤。否則由于原理圖的錯誤，將導(dǎo)致后期的印制電路板無法制作完成，或?qū)е轮谱鞯挠≈齐娐钒宕嬖趪?yán)重錯誤甚至報廢。為了確保原理圖的正確，Protel DXP 2004提供了編譯功能對原理圖進(jìn)行編譯，相當(dāng)于Protel以前版本的ERC（電氣規(guī)則檢查）檢查，利用工程編譯可以對原理圖中的導(dǎo)線連接、元件編號、總線繪制等進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，對違反電氣規(guī)則的元件和導(dǎo)線等對象生產(chǎn)相應(yīng)的報告，提示用戶進(jìn)行相應(yīng)的修改。

1.3 印制電路板的設(shè)計

在進(jìn)行印制電路板實際制作之前，必須作好各方面的準(zhǔn)備工作。如確保原理圖繪制正確，根據(jù)實際元件為各原理圖元件輸入合適的引腳封裝。根據(jù)電器外殼尺寸或設(shè)計要求規(guī)劃電路板的形狀和尺寸，一般采用向?qū)У姆椒ㄗ詣赢a(chǎn)生電路板可以降低設(shè)計難度。根據(jù)電路板元件密度高低和布線復(fù)雜程度確定電路板的種類。測量電路中有定位要求元件的定位尺寸，如電位器、各種插孔距離電路板邊框的距離，安裝孔的尺寸和定位等。

在規(guī)劃好電路板后，載入元件引腳封裝和網(wǎng)絡(luò)，在載入元件引腳封裝和網(wǎng)絡(luò)時可能會碰到各種錯誤，此時應(yīng)根據(jù)各錯誤提示，回到原理圖中進(jìn)行修改，再重新載入元件引腳封裝和網(wǎng)絡(luò)，直到錯誤排除。然后根據(jù)布局原則進(jìn)行自動布局和手工調(diào)整，使元件的位置符合產(chǎn)品布局要求，并方便布線。接下來是布線工作，布線一般采取自動布線和手工布線相結(jié)合的方式，在自動布線前必須設(shè)置自動布線規(guī)則，確定布線層面，導(dǎo)線寬度等參數(shù)，為自動布線作準(zhǔn)備。設(shè)置好布線規(guī)則后，就可以運行自動布線命令，此時必須進(jìn)行手工修改，同時根據(jù)實際需要和提高抗干擾能力與可靠性的要求，可以給電路板添加覆銅、安裝孔、補(bǔ)淚滴等，還要修改和添加元件標(biāo)注、尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注等。

在設(shè)計完成后，可以運行DRC設(shè)計規(guī)則檢查，查看電路設(shè)計是否滿足前面設(shè)置的布線等設(shè)計規(guī)則，如果有違反規(guī)則的對象，還必須采取措施修改。

設(shè)計好的印制電路板圖，經(jīng)激光打印機(jī)輸出到特制的熱轉(zhuǎn)印紙上，供下面制版使用。

2 熱轉(zhuǎn)印制電路板的制作

2.1 主要器材

熱轉(zhuǎn)印機(jī)或者壓膜機(jī)、自動腐蝕機(jī)、臺鉆、松香酒精飽和溶液、三氯化鐵等。

2.2 制作步驟

根據(jù)印制電路板的大小裁切面積適合的敷銅板，將敷銅板先用細(xì)砂紙拋光，再用橡皮擦凈，然后用洗滌靈或洗衣粉洗干凈、晾干遙清潔后的敷銅板不能再與任何物質(zhì)接觸，甚至不能用手觸摸，因為敷銅板上任何肉眼看不見的污漬和汗?jié)n都會影響最終的轉(zhuǎn)印效果。

將打印好的轉(zhuǎn)印紙的圖形面朝下和敷銅板的銅面對貼起來，四周用耐高溫膠帶粘平、粘牢，然后送入熱轉(zhuǎn)印機(jī)或者壓膜機(jī)。由于普通激光打印機(jī)所用的墨粉是含有磁性物質(zhì)的黑色塑料微粒，當(dāng)打印電路圖時，墨粉受激光打印機(jī)硒鼓靜電的吸引，在硒鼓上形成電路圖形，當(dāng)靜電消失后，圖形就轉(zhuǎn)移到了轉(zhuǎn)印紙上。當(dāng)轉(zhuǎn)印紙和敷銅板一起通過轉(zhuǎn)印機(jī)內(nèi)一對高溫、高壓的硅膠圓柱輥縫隙時，轉(zhuǎn)印紙上吸附的墨粉受熱融化。由于轉(zhuǎn)印紙表面異常光滑，當(dāng)溫度達(dá)到180益左右時，它對墨粉的吸附力急劇下降，使融化的墨粉完全吸附到敷銅板上。

敷銅板自然冷卻后，小心揭掉轉(zhuǎn)印紙就會看到在其表面形成了牢固的、和電腦上完全一樣精美的印刷線路圖。由于墨粉是由含有樹脂的高分子材料組成的，因此它對三氯化鐵具有良好的抗腐蝕性，所以，此線路圖就是可靠的保護(hù)層。

配置好合適的三氯化鐵溶液，把轉(zhuǎn)印的敷銅板放入腐蝕機(jī)進(jìn)行腐蝕，沒有墨跡的敷銅面和環(huán)保腐蝕劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，被腐蝕掉了,有墨跡保護(hù)的地方敷銅板沒被腐蝕，這樣便得到了打印出來的帶銅箔走線的印制電路板。

最后選用孔徑合適的鉆頭對電路板打孔，打完孔后用砂紙打磨電路板,把墨跡磨干凈,并用清水沖洗，再涂上松香酒精飽和溶液即可。

2.3 注意事項

2.3.1 打印時應(yīng)設(shè)置成鏡像打印，這樣得到的印刷板和電腦設(shè)計的線路圖才會完全一致。

2.3.2 由于墨粉高溫時很不牢固，稍有外力就會脫落，因此轉(zhuǎn)印過程中，電路板應(yīng)輕拿輕放；冷卻時不要用風(fēng)吹促其降溫，而要自然冷卻至室溫，不可過早揭開轉(zhuǎn)印紙，以避免墨粉意外脫落。

2.3.3 轉(zhuǎn)印后，印板若有缺陷，可用油性記號筆進(jìn)行修補(bǔ)。

2.3.4 腐蝕后的板子應(yīng)先用清水沖洗，除去殘余的三氯化鐵，然后再去黑色保護(hù)層，以免殘存的三氯化鐵腐蝕需要保留的印刷線條。

2.3.5 為保證打孔質(zhì)量，打孔時最好使用功率較大的臺鉆，不要使用功率較小的手電鉆。

3 結(jié)語

本文介紹的熱轉(zhuǎn)印方法制作印制電路板，簡單實用，初學(xué)者很容易能熟練掌握，因為其印刷板精度高、速度快、成本低，特別適用于學(xué)校、研究所、業(yè)余愛好者進(jìn)行小批量的印制板的制作。利用它不僅解決了制作人員的設(shè)計不能物化為產(chǎn)品的問題，而且為尋找差距、進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計提供了可能。

參考文獻(xiàn):

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[2]任富民.電子CAD- Protel DXP電路設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社,2011