电子驱动ic数字设计(图)-数字芯片技术-天河区数字芯片

数字IC功能验证

集成电路规模的飞速增长，单芯片数字一体机，使得集成电路功能复杂度日益提升，一方面为信息技术产业带来了生机和活力，另一方面也产生了许多问题和挑战。集成电路的功能正确性是这些问题和挑战中的首要考虑因素，必须引起我们足够的重视。传统的功能验证主要通过验证工程师手工编写测试激励来进行，验证效率较为低下。

随着技术的发展，OVM、UVM等***的验证方法被成功引入，扩充了验证技术库。但这些验证方法主要基于信号层级或事务层级来进行，并没有从更高层次的功能点角度去考虑验证问题。功能点的标准化概括、提取和层次分解仍然存在不足，而且测试激励需要人为去进行封装和***，一定程度加大了验证平台搭建难度。为了弥补验证技术上在功能建模和激励自动生成上的缺陷，从不同角度去探究新的验证方法，课题组开展了相应的研究工作。

研究工作和技术进步主要包括以下几点:1、基于集成电路功能特点以及对功能规范的分析，针对集成电路功能验证需求，课题组共同创建了基于功能规范的功能模型F-M；针对该功能模型，开发出一套功能模型描述语言，并定义相应语***则，用以描述数字系统、IP核等模块的功能行为。2、利用语言C/C 编写出解析编译器P-C，对上述功能模型语言进行解析，自动生成激励生成器和断言检测器，构建出SystemVerilog验证平台，自动产生测试激励。

IC半导体的基础知识(三)

杂质半导体 在本征半导体中，如果掺入微量的杂质(某些特殊元素)，将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电能力显著改变。根据掺入杂质性质的不同，杂质半导体分为电子型半导体(N型)和空穴型半导体(P型)两大类。

1.N型半导体

若在纯净的硅晶体中掺入微量的五价元素(如磷)，这样，硅原子占有的某些位置会被掺入的微量元素(如磷)原子所取代。而整个晶体结构基本不变。磷原子与硅原子组成共价键结构只需四个价电子，而磷原子的外层有五个价电子，多余的那个价电子不受共价键束缚，只需获得很少的能量就能成为自由电子。由此可见，掺入一个五价元素的原子，就能提供一个自由电子。必须注意的是，产生自由电子的同时并没有产生空穴，但由于热运动原有的晶体仍会产生少量的电子空穴对。所以，只要在本征半导体中掺入微量的五价元素，就可以得到大量的自由电子，且自由电子数目远比掺杂前的电子空穴对数目要多得多。

这种以自由电子导电为主要导电方式的杂质半导体称为电子型半导体，简称N型半导体。N型半导体中存在着大量的自由电子，这就提高了电子与空穴的复合机会，相同温度下空穴的数目比掺杂前要少。所以，在N型半导体中，电子是多数载流子(简称多子)，空穴是少数载流子(简称少子)。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质浓度越高，自由电子数目越大，导电能力也就越强。

在N型半导体中，一个杂质原子提供一个自由电子，当杂质原子失去一个电子后，就变为固定在晶格中不能移动的正离子，数字芯片底座有方向么，但它不是载流子。因此，N型半导体就可用正离子和与之数量相等的自由电子去表示。

随着集成电路生产工艺的迅速发展，数字芯片技术，功耗作为芯片质量的重要衡量标准引起了国内外学者越来越多的重视和研究。当晶体管的特征尺寸减小到纳米级时，其***电流的增加、工作频率的提高和晶体管门数的攀升极大提高了芯片的功耗。同时，传统的基于UPF(Unified Power Format)的低功耗设计流程存在着效率低、可修复性差等缺点。针对以上问题，以14 nm工艺下数字芯片fch_sata_t模块为例，简要介绍了全新的基于CUPF(Ctant UPF)的低功耗物理设计流程，利用门控电源和多电源电压等技术对芯片进行低功耗设计。终，通过Synopsys旗下PrimetimePX提供功耗分析结果，证明了芯片功耗满足设计要求。

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