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《数字集成电路》课程教学大纲

课程代码：060341001

课程英文名称：digitalintegratedcircuits

课程总学时：48讲课：44实验：4上机：0

适用专业：电子科学与技术

大纲编写（修订）时间：2017.05

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

数字集成电路是为电子科学与技术专业开设的学位课，该课程为必修专业课。课程主要讲授

CMOS数字集成电路基本单元的结构、电气特性、时序和功耗特性，以及数字集成电路的设计与

验证方法、EDA前端流程等。在讲授基本理论的同时，重在培养学生的设计思维以及解决实际问

题的能力。通过本课程的学习，学生将达到以下要求：

1．掌握CMOS工艺下数字集成电路基本单元的功能、结构、特性；

2．掌握基于HDL设计建模与仿真、逻辑综合、时序分析；熟悉Spice模型；

3．具备将自然语言描述的问题转换为逻辑描述的能力；

4.具有解决实际应用问题的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1.基本知识：CMOS数字集成电路设计方法与流程；CMOS逻辑器件的静态、动态特性和Spice

模型；数字集成电路的时序以及互连线问题；半导体存储器的种类与性能；数字集成电路低功耗

解决方法以及输入输出电路；数字集成电路的仿真与逻辑综合。

2.基本理论和方法：在掌握静态和动态CMOS逻辑器件特性基础上，理解CMOS数字集成电路

的特性和工作原理；掌握真值表、流程图/状态机、时序图的分析方法和逻辑设计的基本思想。

3.基本技能:掌握器件与系统的建模仿真方法；具备逻辑描述、逻辑与时序电路设计能力；

熟悉电路验证与综合软件工具。

（三）实施说明

1．教学方法：课堂讲授中要重点对基础概念、基本方法和设计思路的讲解；采用启发式教

学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，

培养学生的自学能力；增加习题和讨论课，并在一定范围内学生讲解，调动学生学习的主观能动

性；注意培养学生提高利用网络资源、参照设计规范及芯片手册等技术资料的能力。讲课要联系

实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系

统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

3．计算机辅助设计：要求学生采用电路建模语言（SPICE/HDL）和仿真模拟工具软件进行电

路分析与设计验证；采用逻辑综合工具软件进行电路综合；采用时序分析工具进行时序验证。

（四）对先修课的要求

本课程主要的先修课程有：大学物理、电路、线性电子线路、脉冲与逻辑电路、EDA技术与

FPGA应用、微机原理及应用，以及相关的课程实验、课程设计。

（五）对习题课、实践环节的要求

1．对重点、难点章节（如：MOS反相器静态特性/开关特性和体效应、组合与时序MOS电路、

动态逻辑电路、数字集成电路建模与仿真验证、数字集成电路逻辑综合）应安排习题课，例题的

选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及分析设

计方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握分析与设计的方法和技巧，提高分析问题、解决问

题能力，熟悉逻辑设计方法和技巧等作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适

当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，鼓励将自学内容作为课后作业，

作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，实验部分着重培养学生的CMOS数字集成电路分

析与设计能力。通过实验环节，学生应掌握CMOS逻辑器件的建模与仿真、数字电路HDL描述与

仿真、HDL逻辑综合、静态时序分析等方面的技能，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评

定课程成绩的一部分。

4．安排大作业，大作业成绩作为平时成绩的一部分。

5．本课程的课程设计单独设课，用于理论联系实际，采用现代设计方法和手段完成。课程

设计单独考核，具体要求参见相应的课程设计教学大纲。

（六）课程考核方式

1．考核方式：考试

2．考核目标：在考核学生对数字电路基本知识、基本设计原理和方法的基础上，重点考核

学生的电路分析与设计能力、信号与数据的逻