[拼音]：dingzhi jicheng dianlu

[外文]：custom integrated circuit

按照用戶需要而專門設(shè)計制作的集成電路。定制集成電路有別于已經(jīng)大量生產(chǎn)并標(biāo)準(zhǔn)化的通用集成電路。通用集成電路并不能滿足全部用戶的需要，研制新的電子系統(tǒng)常常需要各種各樣具有特殊功能或特殊技術(shù)指標(biāo)的集成電路。解決這個問題的途徑通常有三：

（1）用中、小規(guī)模集成電路和分立元件組合成新電路；

（2）利用標(biāo)準(zhǔn)微處理器或微控制器編制軟件的辦法來實現(xiàn)所要求新電路的功能；

（3）定制集成電路。其中定制集成電路已經(jīng)成為集成電路發(fā)展的一個重要方面。定制集成電路按制作方式分為全定制集成電路和半定制集成電路。

全定制集成電路

按照預(yù)期功能和技術(shù)指標(biāo)而專門設(shè)計制成的集成電路。全部制造過程包括電路的邏輯設(shè)計、電路設(shè)計、掩模版設(shè)計制造、芯片工藝加工、組裝外殼、功能和參數(shù)測試等工序。這種集成電路制造周期長、成本高，主要是靠人工設(shè)計，制成后不易修改。但是性能比較理想，芯片面積小，片上集成度可以做得很高，并且適合于過渡到大量生產(chǎn)。

半定制集成電路

針對全定制集成電路研制周期長、耗費人力多、成本高等缺點，出現(xiàn)多種改進(jìn)制作的新方法。

門陣列法

又稱母片法，將典型的門電路以陣列形式整齊排列，元件之間、單元電路之間互不連接，留出布線通道，并將其加工成半成品備用。然后，按用戶對定制集成電路的技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計，將芯片上的元件連成各種單元功能電路（如門電路、觸發(fā)器、緩沖器、多路開關(guān)等），進(jìn)而連成所需要的大規(guī)模集成電路。采用這種方法，從預(yù)先制備好的半成品母片出發(fā)，借助于計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，只須完成一、兩塊連線用的掩模版再進(jìn)行后工序加工，即可得到預(yù)期的電路。因此，研制周期大大縮短，成本降低、修改設(shè)計也很方便。它的技術(shù)性能雖略遜于全定制集成電路，但遠(yuǎn)較其他方法優(yōu)越。這種電路的缺點是：

（1）元件與元件之間、單元與單元之間預(yù)留的空隙要足夠大，以便在形成各種集成電路布局、布線時有充分的余地，因而芯片尺寸較大；

（2）母片是按一定規(guī)格預(yù)制的，而定制集成電路的要求又各不相同，常使芯片上許多單元電路得不到利用；

（3）每級組成的功能電路可能不同，走線長短可能差別很大，從而造成級間延遲時間不同，如設(shè)計不當(dāng)還可能出現(xiàn)假信號。

單元電路庫設(shè)計法

采用這種方法設(shè)計定制集成電路要使用計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)。事先將各種典型功能的單元電路設(shè)計好，并存進(jìn)計算機(jī)的存儲器內(nèi)備用。設(shè)計定制集成電路時，可按需要將其調(diào)出顯示在熒光屏上，用光筆或鍵盤進(jìn)行編輯，組成符合要求的集成電路，并用計算機(jī)對此電路的參量進(jìn)行模擬計算。在得到符合要求的設(shè)計后，配合圖形發(fā)生器制作掩模版，并轉(zhuǎn)入芯片工藝加工。由于設(shè)計的全過程都借用計算機(jī)，效率很高，可節(jié)省大量人力和時間，制出的電路技術(shù)性能也比較理想。但是，這種方法必須有較好的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，還要預(yù)先儲備具有各種功能的單元電路才能實現(xiàn)。

設(shè)計電路版圖時，為便于布局和布線，各種功能的單元電路版圖都采用同一高度（寬度可不相同），以便于在設(shè)計電路時將所需的單元電路象積木塊似的組合在一起，再在布線通道中互連，形成預(yù)期的定制集成電路。這種設(shè)計法稱為標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計法或多單元設(shè)計法，亦稱積木塊式設(shè)計法。用這種方法制作的集成電路，在工藝加工方面與全定制集成電路相似，所以又稱“假全定制集成電路”。

利用可編程序邏輯陣列電路

利用已有的可編程序邏輯陣列 （PLA）電路也可改制為所需的定制集成電路。由于可編程序邏輯陣列電路的掩模版是可編程序的，定制這類集成電路時，只須按要求改變一塊連接線的掩模版，再進(jìn)行后步工序加工即可。此項工作也可借助于計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，以節(jié)省人力和時間。這種電路測試容易，修改設(shè)計或改變電路功能也很方便。但制出的集成電路速度不高，芯片上元件利用率也不高，制出新的電路在功能與性能上不可能有很大的改變。這種方法常用于數(shù)字電路系統(tǒng)中的控制邏輯部分。

參考書目

1. Saburo　Murogo， VLSI Design， John Wiley & Sons，New York，1982.

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標(biāo)簽：定制集成電路

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文章名稱：《定制集成電路》

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