时间：2023-03-17 18:00:20
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇集成电路设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
摘要集成电路产业的发展，促使人才需求量增加。本文通过对我国市场调查，得出应用型集成电路设计人才是该行业目前大量需求的人才，并从几个方面进行分析。
关键词应用型人才IC设计需求分析
随着我国IC产业的迅速发展，相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据，08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人，但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户，但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘，其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才，而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中，应用型IC设计人才更加受到欢迎。
一、IC设计人才短缺
2008年，全国集成电路（IC）人才需求将达到25万人，按照目前IC人才的培养速度，今后10年，IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明，近日，从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到，目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个，每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师，而2008年，IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万－30万人。有专家预测，到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币，而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系，新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说，这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。
专家指出，我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科，国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业，现在从事IC设计专业的人才，大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生，但是和实际的IC工作比起来，还是有差距，学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以，许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外，IC设计的实验环境要求，恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解，建一个供30人使用的IC实验室，光是购买硬件设备就需要15万美元。
最新研究指出：到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6％，位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42％的速度递增，这大大高于全球10％的平均增长速度。仅就IC卡一项来看，我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用，将是十亿计的数量，百亿计的销售额，此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说，2002年全国的IC设计单位已达到了240家，根据北京市发展微电子产业的建设规划，到2010年，北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线，200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测，北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。
二、应用型IC设计技术人才需求日切
IC产业飞速发展，现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示，IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大，在我国的高等教育里，这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情，一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢？董秀琴讲，这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏；另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。
由此我们可以看出，对于应用型的设计人员来讲，是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢？他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发，甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等，其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。
目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外，设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师，即要有电路的设计和理解能力，也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物，模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同，不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别，模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验，并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。
由此我们可以看出，在IC人才的需求中，应用型IC设计人才的需求更大，而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。
三、以社会需求为导向，培养应用型IC设计人才
国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说，到2010年，全国IC产量要达到500亿块，销售额达到2000亿元左右，将近占世界市场份额的5％，满足国内市场50％的需求。同时，国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件，支持和鼓励软件和IC产业加速发展，加快IC设计人才培养。
IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始，2001年，清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班，2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年，成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员，同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略，电子科大还成立了微电子与固体电子学院，并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划，提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。
作为人才培养的摇篮，高校在这一方面应进一步加快改革，制定可行的、新的人才培养计划，以社会需求为导向，加强教学、实验和实训投入，多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。
参考文献
摘要集成电路产业的发展，促使人才需求量增加。本文通过对我国市场调查，得出应用型集成电路设计人才是该行业目前大量需求的人才，并从几个方面进行分析。
关键词应用型人才IC设计需求分析
随着我国IC产业的迅速发展，相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据，08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人，但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户，但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘，其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才，而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中，应用型IC设计人才更加受到欢迎。
一、IC设计人才短缺
2008年，全国集成电路（IC）人才需求将达到25万人，按照目前IC人才的培养速度，今后10年，IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明，近日，从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到，目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个，每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师，而2008年，IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万－30万人。有专家预测，到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币，而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系，新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说，这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。
专家指出，我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科，国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业，现在从事IC设计专业的人才，大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生，但是和实际的IC工作比起来，还是有差距，学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以，许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外，IC设计的实验环境要求，恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解，建一个供30人使用的IC实验室，光是购买硬件设备就需要15万美元。
最新研究指出：到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6％，位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42％的速度递增，这大大高于全球10％的平均增长速度。仅就IC卡一项来看，我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用，将是十亿计的数量，百亿计的销售额，此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说，2002年全国的IC设计单位已达到了240家，根据北京市发展微电子产业的建设规划，到2010年，北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线，200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测，北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。
二、应用型IC设计技术人才需求日切
IC产业飞速发展，现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示，IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大，在我国的高等教育里，这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情，一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢？董秀琴讲，这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏；另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。
由此我们可以看出，对于应用型的设计人员来讲，是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢？他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发，甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等，其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。
目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外，设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师，即要有电路的设计和理解能力，也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物，模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同，不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别，模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验，并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。
由此我们可以看出，在IC人才的需求中，应用型IC设计人才的需求更大，而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。
三、以社会需求为导向，培养应用型IC设计人才
国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说，到2010年，全国IC产量要达到500亿块，销售额达到2000亿元左右，将近占世界市场份额的5％，满足国内市场50％的需求。同时，国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件，支持和鼓励软件和IC产业加速发展，加快IC设计人才培养。
IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始，2001年，清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班，2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年，成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员，同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略，电子科大还成立了微电子与固体电子学院，并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划，提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。
作为人才培养的摇篮，高校在这一方面应进一步加快改革，制定可行的、新的人才培养计划，以社会需求为导向，加强教学、实验和实训投入，多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。
参考文献
（1）尽量远离大型矿山，军事工程等配套设施，以减少输电线路建设的风险对当地经济和环境，同时避免不良地质区，并尽量选择靠近国道，省级的位置选择在该路径不仅可以改善交通的运行，也方便了项目的建设。
（2）对应设置传输线，传输线的设计应该设置成为具有高度对应项，使电厂按照详细规划和变电站的设计相一致的特定方案，限制区域要使用相同的塔架设回直立设施。
（3）要选择合适的导线长度。两个分站之间的线路长度是尽可能短，以避免电力功率的损耗。并且选择材料上要注意材料本身的电阻值、密度、延展性等问题，避免由于导线材料选择不当造成导线自重过大造成危险，也应该避免相应电阻值过大的导线材料造成导线发热出现火灾。
（4）根据高差和间距设置，以避免电线塔间距输电线路选线过大，由于地面沉降，如过度的风偏的现象最终造成导线垂低等不良后果。
2输电线路工程设计与施工的管理和控制要点
根据所处环境的不同，输电线路的施工非常容易受到各种外界因素的影响和破坏，因而，发生事故的概率很大。另外，导线在外的特点要求导线与地面、建筑物等设施之间要有一定的安全距离，因此造成输电线路占地空间和线路廊道的增大，从而对土地的利用情况产生影响。下面，本文从几个方面介绍输电线路工程设计与施工过程中的管理和控制要点：
2.1输电线路导线的选择
传输线导体的主要作用是传导电流，传送功率，这是该部分的主要部分。电源线被设置在所述塔，不仅需要承受导线本身的重量，而且还由雪，雨，阳光和温度的影响，并因此，电线线路的选择设置应该选用机械强度高电气性能更好。许多类型的传输线导体，该ACSR最广泛的应用，主要是由于该ACSR通常是由多股铝导线绞合的形成引起的，是最好的导体的电流传输，钢丝的内部绳股，使强度提高该行也起到了非常重要的作用。在电力输送网格系统中，电压电平越高，传输容量，也能对外部环境的影响更加敏感。为了提高电力传输的质量和降低高频通讯以及所选择的电晕丝的干扰是非常重要的。在正常情况下，使用为确保引线组成的两个或更多个高压输电线路，并根据传输容量、电流强度、供电密度、发热的情况下、损失的最大金额去共同决定导线的横截面的选择电力和其他条件。有关符合导线质量扭曲的机械张力，以满足密封性要求和均匀性的金属丝的表面内的规定的购买请求应光滑，腐蚀斑点的条件和包含物不可以存在。
2.2输电线路路径的设计
1）图上选线
图上选线主要是指通过收集到的输电线路周围区域的航测图、地形图等信息，根据以往的经验，标识出其中的起点、终点和其他必经的地点等位置，然后参考水文地质、民航、交通气象等相关资料，使线路路径的选择尽可能的避开较大的设施和其他影响区域，另外，考虑到不同地区的交通条件，要根据路径最短的原则，规划多个可实施方案，然后将这些方案进行经济和技术上的对比，进而选择一个最优的线路路径方案。
2）现场选线
这一步骤的任务是将图纸路线落实到实际现场中，并进行实地踏勘。该阶段要求工作人员具有较强的毅力和耐性，因为一个线路可能需要进行多次的走访和勘察才能最终确定。输电线路的选择要尽可能的避开地质不良区域、果木林园、森林等地带，同时还要检查已经存在的线路的覆冰情况，避免线路经过严重覆冰的区域。最后，要对交通运输的便利性进行充分考虑，以方便线路工程的施工和维护。
2.3输电线路杆塔的设计施工
传输线塔是用来支持导线的设备，使之能不管在什么样的天气条件下，都能够满足的安全要求并确保电磁场的电绝缘性。传输线塔支撑结构，因此，塔架构造周期，运输时间和成本，以及建设成本等占有相当大的部分。因此，要加强选择和塔的施工队伍设计的重点。着重注意设计的塔结构，成本，尺寸，等等。根据情况的内容。线路初步设计时，应严格按照该设计过程中的成本估算的有关规定，利用塔模型尽可能之前已经实施的，如果你需要使用新塔将不得不反复研究，计算和科学实验，从而避免不必要的损失。
2.4输电线路的其他内容
首先，在输电线路工程设计过程中，我们应遵循实事求是的原则。例如，输电线的选择方面，线应及时更新有关的技术;在施工设备上线的选择，尽量使用节能，高科技材料的;在设计方面行路，他们必须利用已经成熟的手段。要加强重点输电线路路径优化程度，不断学习新的技能，并使用这些技能输电线路的设计和施工服务。其次，根据输电线路的建设，要运用经济和先进的开挖基坑与人工挖孔桩基础技术，可有效降低混凝土的用量，节约工程投资，减少开挖方量，减少水和土壤，破坏周围的塔的基底部的植被。此外，使用根据实际情况作适当的施工方法施工人员的要求，提高输电线路基础工程的质量。最后，整个设计和建造输电线路工程，加强对相关环节的管理。设计与施工输电线路工程的重要组成部分，施工人员加强管理，包括工作人员和工程材料的管理，防止废弃物胡乱丢弃现象的发生，而且还可以防止员工松弛状况出现。
3结束语
强化工程设计变更的预算编制
如果在电力工程的施工过程中，发生了设计变更，要及时将变更内容发放到技经人员手中，以便及计算变更金额，变更金额要同设计变更单一同提交给建设单位，以便建设单位及时、准确的掌握工程变更金额，决定是否变更。第一，对于技经人员而言，要重视设计变更，要对施工图纸、方案、规范及预算编制方面的政策非常熟悉，设计变更费用编制原则与施工图预算的编制原则要保持一致；第二，设计变更中发生的预算增减问题，要实事求是的与变更的内容相符合，要与相关规定保持一致。技经人员要对变更出现的预算问题和施工图预算等内容进行核对，查看是否出现重复，保证工程变更费用计算的合理和客观；第三，设计变更产生费用时，应该保证手续齐全。出现变更时，应该由相关单位进行签字盖章，在进行预算编制的时候要注意设计变更的手续是否完善、有效；第四，在进行预算编制的时候，要查看设计变更的内容是否清楚、完整，是否与编制预算的要求相符。技经人员在进行预算增减的编制工作时，要对设计变更仔细的进行查看，对其中表述不清、遗漏、含糊的地方，应该要求设计单位进行补充和明确，并且出具情况说明。
加强设计变更管理
在电力工程施工前，要建立完善的施工管理制度，对相关的技术、预算、结算、人员责任、权力义务等内容进行明确规范，防止在施工中出现设计变更时，责任不明，无人承担的现象发生。对各级工程管理人员对设计变更的管理行为进行规范，一旦出现设计变更，要严格按照设计变更的处理方法进行管理，强化责任人的责任意识，提高其工作的积极性。
在施工之前，应该要让每一个参与工程项目的技术人员、供应商、财务管理人员等对合同进行了解，对合同的交底工作要做好记录，并且有必要将合同复印件分发给相关的人员，对施工中不管是施工单位的责任，还是建设单位的责任，都要明确的划分出来，防止出现设计变更时，各个单位推脱责任的行为，以便于工程的顺利进行。
现场签证主要是由于施工单位在施工图纸及设计变更内容之外，施工预算没有涵盖的施工现场发生的费用所办理的签证，要严格将现场签证和设计变更这两方面的内容区分开。根据现行的规定，设计变更与现场签证所产生的费用都属于预备费用范围，不同的是设计变更需要由设计单位下发设计变更通知单，其它任何单位都没有权利下发设计变更通知单，所产生的费用也需要按照设计变更进行处理，因此，不能将这两个概念混淆。
对于电力工程而言，在工程量出现变化的前期，主要是由施工、技术人员为主，其它各方面对其进行配合和支持，对设计变更产生的工程量确认，等到技术人员与施工人员对工程变化的事情情况确认完成以后，根据结论，如果确定属于设计变更，那么由相关单位去办理设计变更的手续。在这个过程中，技术人员和施工人员属于分工合作的关系，保证了工程的顺利进行。
工程竣工以后，施工单位需要提供给建设单位详细的结算依据，而建设单位也只有看到详细的结算依据后，才能支付工程款。所以，在平时的施工过程中，施工人员、技术人员应该对工程施工过程中出现的任何问题都要详细的进行记录，最好配上影响、图片等资料，尤其是出现设计变更的时候，应该对变更的内容、所涉及的费用等方面收集足够的资料，进行整理归档，以备在竣工结算的时候使用。
“印刷电路设计”传统教学一般是讲授原理图的绘制(包括原理图库元件的制作)、PCB图的制作(包括元件封装的制作)、层次电路图，然后多加练习以应对考试。学生在实际学习过程中很少接触到企业的工作项目，很少亲自去制作PCB板，因此到了相关企业工作岗位时，一般都需要一段时间的培训才能上手工作。这很不符合高等职业教育对学生职业能力的培养要求，因此需要对传统的课程教学进行改革。
二、基于工作任务的课程改革
1．改革目的
“印刷电路设计”是应用电子技术专业的一个重要实践课程。在课程教学过程中，学生通过一个较为完整的工作任务，可以加深对本门课程所学理论知识的理解与应用，提高学生对所学理论知识的综合运用能力，使学生对Protel电子线路设计、Protues、KeilC等电子设计软件有较深的掌握。同时，通过工作任务锻炼还可以培养学生独立工作的能力，为将来从事电子电路设计打好基础。
2．改革内容
(1)课程整体设计。根据企业电路设计助理工程师职业岗位技能要求，以训练学生的电路图绘制、电路板设计与制作的综合职业能力为课程目标，选择了企业典型工作任务项目“开关稳压电源电路板设计与制作”作为课程内容的主要载体，并对“印刷电路设计与制作”课程进行整体设计。
(2)以岗位工作任务贯穿整个教学内容。“印刷电路设计与制作”课程的目标是培养学生具备电路图绘制仿真、PCB设计、电路板制作的能力，达到企业助理工程师的职业标准。这一目标的实现需要通过相应的工作任务来完成。因此，必须对课程进行深入的项目化开发，同时将电路板设计工程师职业资格标准、电子工艺相关内容也引入到课程中，借鉴企业培训员工的工作流程和工作标准，使学生通过课程学习不断熟悉今后岗位工作的标准和典型工作任务，在课程项目实践中锻炼动手能力、团队协作能力和实践精神，以及牢固的专业技能，使学生在今后就业时能迅速适应工作环境并进入工作状态，从而符合高职教育对人才培养的需求。
(3)考核评价方法的改革。由于本课程以企业工作任务作为学习的主线，因此考核应以学生职业能力的培养为依据。考核的内容包括:学生所做开关稳压电源的质量、原理图与PCB设计、同学之间相互的评价、团结协作的能力、课程总结报告等等。在工作任务的各个阶段及时给予评价，注重过程考核，让学生在各个阶段都有收获。
三、结束语
关键词:专用集成电路设计;创新;教学;探讨
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。
由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。
1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标
电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。
根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。
2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标
集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。
选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。
3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标
我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。
在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。
4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标
一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。
作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。
5 结束语
《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。
参考文献:
[1] Michael John Sebastian Smith.专用集成电路[M].虞惠华,等,译.北京:电子工业出版社,2004.
[2] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化[M].北京:清华大学出版社,2004.
[3] 廖裕评,陆瑞强.集成电路设计与布局实战指导[M].北京:科学出版社,2004.
【摘要】基于送电线路设计对工程造价控制的作用与影响,本文以设计阶段作为控制工程造价的着眼点,分析了设计阶段工程造价控制中存在的问题,探讨了控制工程造价的具体措施。
【关键词】线路设计工程造价控制措施
一、前言
随着社会用电量的高速增长,电力工程项目建设投资规模也在不断增加。特别是近几年来,拟建和在建的送电线路很多,无论是发电厂的配套工程还是输变电系统的网络建设项目,都在某种程度上存在着忽视工程造价控制和管理的现象,造成项目建设的“三超”现象较为普遍。架空送电线路工程由于影响工程造价的不确定因素较多,造成控制难度进一步加大。这些问题已经引起了各级主管部门的重视,对于存在的问题,如何采取有效措施,使工程造价控制走向规范化、系统化、法制化轨道,已是当务之急。本文就设计阶段当前存在的影响项目投资效益的一些问题及控制措施展开论述。
二、设计阶段造价控制中存在的一些问题
根据有关资料的反映和初步调查研究的结果,我们认为目前在设计阶段造价控制中存在如下一些主要问题。
1.设计深度不够使工程造价得不到有效控制
近几年来,电力工程的建设项目多、进度要求快,各级电力勘察设计单位承担的设计任务也大幅增加。一些设计单位在遇到设计任务重、时间紧的时候,往往无法做到深入细致的调查研究,工作敷衍了事,未按国家标准进行设计,对具体设计方案缺乏比较,以及设计水平不高,审查制度不严等,最终造成项目设计深度不够、套用图纸不适等导致设计变更增多,使工程造价得不到有效控制。
2.工程设计和投资控制联系不够紧密也是工程造价得不到有效控制的一种表现
在实际工作中,由于送电工程专业技术性强的特点,一般都是勘测设计人员根据设计委托进行现场调查、勘测和方案比较,分阶段提供条件给造价人员编制估算或概预算。但是长期以来,技术人员由于缺乏经济观念,往往无法提供编制概预算所需的全部条件;而从事概预算编制的人员不熟悉工程设计和施工的工艺,无法吃透相关定额、标准的内涵,不能主动收集或向技术人员索取所需的全部条件,导致编制的概预算存在缺项、漏项或重复计算、高估冒算的情况,难以真实反映施工现场费用,有效地控制造价。
3.缺乏信息反馈和项目后评价程序使造价控制工作的质量得不到进一步提高
项目完成后由于缺乏造价成本信息反馈和缺少项目的后评价程序使设计单位缺少机会了解实际发生的工程成本,无法进行事后分析,在以后工作当中又有可能将问题带入下一个项目中,不能进一步提高造价控制工作的质量。
三、设计阶段造价控制的措施
造价控制是一个全过程的控制,同时,又是一个动态的控制。在设计阶段的造价控制,体现了事前控制的思想。设计阶段是项目即将实施而未实施的阶段,为了避免施工阶段不必要的修改,减少设计变更造成的工程造价的增加,应把设计做细、做深入。一旦设计阶段造价失控,就必将给施工阶段的造价控制带来很大的负面影响。为了纠正上述存在问题,根据上级有关文件的精神和行业技术标准,参照国内部分省市的先进经验,我们认为,在设计阶段应该从如下几个方面进行造价控制。
1.健全设计单位经济责任制,严格控制工程成本,提高竞争意识
设计单位和主管部门对于设计节约和浪费应制定明确的奖罚标准:对因设计原因而造成的工程浪费、工期延误及超出投资限额的损失,要追究设计人员责任;对科学合理、经济的方案予与奖励。促使设计人员增强主观能动性,提高自身素质和相互间竞争的能力,增强为业主控制投资成本,提高竞争意识。
2.推行限额设计,全面推广工程典型造价运用工作,加强技术和经济的有机结合
所谓限额设计,就是按照批准的可行性研究报告和投资估算,在保证质量、功能要求的前提下,控制初步设计;按照批准的初步设计编制概算,控制施工图设计和预算;同时,各专业要按分配的投资额来控制设计。限额设计必须贯穿于勘察设计的全过程。
推行限额设计有利于强化设计人员对工程全过程的造价意识,有利于经济管理人员及时进行造价计算,为设计人员提供信息,使勘测设计小组内部形成有机整体,克服设计深度不够及勘测设计相互脱节的现象,改变设计过程不算账、设计完成见分晓的现象,使投资达到动态控制的目的。同时,推行限额设计还可以促使设计和造价人员进行项目全寿命费用的分析,使他们不仅要考虑项目一次性的投资,还要考虑施工阶段和运行后的经济费用。比如:在输电线路工程项目设计过程中对于线路选线定位以及在雷区的防雷、冰区的避冰、抗冰、防冰、融冰等对运行成本影响较大设计方案的优化时,就有利于设计人员进行全面分析、仔细考虑、认真权衡,最大限度降低工程成本,在投资限额内控制好工程造价。
送电线路工程典型造价是国家电网公司加强工程造价管理,降低工程造价,提高投资效益的重要手段。在送电线路典型设计的基础上,按照各模块的使用条件,通过对大量实际工程的统计、分析,合理确定典型工程断面,再结合各地区各电压等级线路的特点,科学设定设计所需的边界条件,形成典型方案。然后,典型造价在典型方案的基础上编制完成。典型造价成果体现了科学性,先进性,合理性和适用性。在实际工程设计中,必须按照典型造价进行严格把关,若工程主要条件与典型方案有差异而产生造价费用偏差,应对各项技术经济指标进行严格认真的分析比较,直至该设计方案的造价指标在合理范围内。推广典型造价,有利于科学建立工程造价标准,合理评价工程技术经济指标水平,有效控制工程投资,努力降低电网工程建设成本。
中国电力顾问集团公司按年度编制了《电网工程限额设计控制指标》,该指标一般作为220～750kV架空送电线路工程设计阶段的限额控制参考指标。国家电网公司于2007年出版了送电线路典型造价,丰富了110KV～500kV送电线路的造价指标。限额设计和典型造价都是在大量实际工程统计分析的基础上形成的,编制原则是一致的,在运用中可以相互补充,相互借鉴。不论是限额设计或是典型造价,出发点都是要求在设计阶段把技术与经济紧密结合在一起。在工程建设过程中,设计人员与造价编制人员通过相互学习,密切配合,才能将技术与经济有机地结合起来。为此,设计人员必须提高素质、熟悉本专业的概算、预算和费用定额,熟悉建筑材料预算价格,树立强烈的工程造价控制意识,精心设计,大胆采用新工艺、新材料,把技术与经济统一起来。通过经济分析、技术比较及效果评价,正确处理二者之间的对立统一关系,力求达到在技术先进条件下的经济合理,在经济合理基础上的技术先进。技经人员应当努力提高自身的政治和业务素质,深入实际,多方掌握有关造价信息,密切注视在我们这个领域里新工艺、新材料、新设备的出现,建立相应的资源库,力求提高工作效率和准确率,为工程造价的有效控制提供合理的依据。
3.优化设计方案,有效控制工程造价
设计是工程建设的灵魂,设计成果的好坏对造价影响很大,因此必须尽可能地优化设计成果。根据国家发展和改革委员会2007年的《电网工程建设预算编制与计算标准》的规定,架空送电线路工程静态投资主要由四个方面构成:即本体工程费、辅助设施工程费、编制年价差和其他费用。本体工程费一般占65%～75%左右,辅助设施工程费一般占0.3%左右,编制年价差正常情况一般占5%～10%左右;其他费用一般占15%～30%左右。从投资构成上看,编制年价差虽然也占一定的投资比例,但它的高低主要受人工、材料、机械要素的市场价格波动影响,对投资主体来说为不可控因素,故对架空送电线路工程造价控制的重点应该是对本体工程费用控制和其他费用控制。本体工程由六项单位工程构成:工地运输、土石方工程、基础工程、杆塔工程、架线工程、附件工程。按静态投资对各个因素的敏感程度来排序,较高的是杆塔指标、人力运距、基础混凝土。因此,在设计阶段对本体工程的控制重点应主要控制这三个技术指标。
其他费用从构成上主要包括:建设场地征用及清理费,项目建设管理费、项目建设技术服务费、整套启动试运费、生产准备费、辅助施工费、基本预备费等。除建设场地征用及清理费用外,其它各项费用一般有较明确的开支项目和费用标准,概预算编制也有规定的费率计取标准,管理和控制较容易,工程实践中这些项目很少出现超支问题。因此,对其他费用的控制重点是在建设场地征用及清理费的控制。
(1)优化线路路径
对送电线路来说,路径优化是设计工作的第一步,也是控制工程造价的重要措施。路径的选择影响本体工程的多个单位工程,是影响整个工程造价的主要因素。设计人员在设计前,要十分重视沿线气象条件、地形、地质、水文、污秽等级、现有可利用交通条件、重要交叉跨越、重大障碍物拆迁等资料的收集工作。不能片面追求路径最短化,而必须在满足所属地区规划部门要求及避让通信、军事等设施前提下,考虑安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物处理及大跨越情况基础上,对线路路径的多方案进行综合比选,选择技术经济最优的方案,例如:拆除建筑物和居民住房,砍伐经济林木或防护林,跨越采石厂等都会增加拆迁补偿费用,影响到其他费用中的建设场地征用及清理费的控制;不良地质会增加基础建设投入;而不良地形更会增加工程的总体造价。
(2)合理选择导线、地线
导线截面的选择应综合考虑线路的输送目的地负荷容量及负荷增长情况、导线制造、架线施工、运行维护等多方面因素,进行技术、经济的综合比较。发挥地线在防雷保护、通信等方面的综合作用,合理配置OPGW、良导体及普通地线,使选择的导线、地线既要满足技术上的要求,又要保证工程投资的经济合理。
(3)合理规划塔型
影响线路投资最敏感的因素就是塔材量,不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同。减少每公里塔材的耗钢量是降低造价的最有效途径。如每公里减少1吨的塔材,那么每公里可减少材料费及施工费用等各项投资约1万元。虽然每公里塔材的耗钢量不可能无限制地减少,但从以往工程统计分析看,不同的线路在标准相差不多的条件下,每公里塔材耗钢量可相差几吨。因此,在设计阶段,必须根据工程地形地貌条件,精心规划工程需要的各种塔型,在满足使用条件下选用耗钢量较少的杆型;同时,降低线路曲折系数,增加直线杆塔使用比例,以降低杆塔耗钢指标,从而控制工程造价。还可以结合近、远景规划,使用双回路或多回路铁塔,这样目前工程的造价虽然会高了点,但为以后的工程建设项目预留下线路走廊,避免或减少了下个工程的工地运输、土石方工程、基础工程、杆塔工程的施工工程量及建设场地清理费,从总体上讲还是会大大降低工程造价。
(4)优化杆塔基础形式
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分,它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间,运输量约占整个工程的60%,费用约占整个工程的20%～35%,基础选型、设计及施工的优劣直接影响着线路工程的建设。在基础设计方面,根据每基杆塔的基础作用力和地形地质条件,优先采用掏挖、嵌固、岩石基础等原状土基础,并积极采用技术先进的基础型式和杆塔全方位高低腿、不等高基础等,可大大减少工程中土石方量和混凝土量,同时也减少了对自然环境和地面植被的破坏,有效地减少建设场地清理费,节约工程的投资。
4.加强设计变更的管理
在项目建设过程中,不可避免会发生设计变更。设计变更有业主的功能性变更与设计的技术变更,设计变更管理主要是针对设计的技术变更管理。技术变更又分施工图设计变更与施工中的设计变更,施工中的变更主要是材料设备采购变更和现场施工变更;施工图设计变更会产生基础或结构局部变更,从而影响工程的造价;再者,设计变更管理还涉及到变更所处的时间段的问题,对非发生不可的变更,设计人员应主动深入了解情况,争取把设计变更控制在最小范围:在设计阶段发生变更,只修改设计图,损失就少;在采购阶段发生变更,不仅要修改图纸,还得要采购新的材料和设备;若是在施工阶段发生变更,不但是设计图和材料设备的变更,而且会造成返工、拆除、重做,势必产生重大变更损失,造成浪费。总之,要严格控制设计变更,变更前要算好账,论证其合理性、必要性再变更,严格履行变更程序,加强设计变更管理,使变更控制在限额内,达到有效地控制工程造价。
5.形成跟踪制度
设计部门应形成跟踪制度,主动跟踪工程项目的建设过程直至工程财务决算。对发生“三超”的工程项目,设计部门应及时总结发生问题的主、次方面原因,区分对待。属于因设计阶段造成的,应针对其发生的原因,制定对应的规范、规定,保证同类型的问题在今后的工程中不再发生。同时,应加强与兄弟设计单位的横向联系,借鉴其优点与不足之处。
四、结束语
工程造价控制是基本建设的重要课题。设计阶段的造价控制主要是通过控制工程的估算、概算、预算,达到提高设计质量,降低工程造价,取得真正意义上的控制造价。因此,控制造价的关键在设计阶段。只要能够依据各项参考指标,严格执行规程制度,采用科学的方法,合理确定目标,就一定能使设计阶段的造价得到很好的控制,真正达到投资省、进度快、质量好的效果。
参考文献:
[1]刘振亚主编.国家电网公司输变电工程典型造价[M].北京:中国电力出版社,2006.
【关键词】竞赛；集成电路；教学改革
Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit
GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong
VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing，China 100124
Abstract：Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea，right organize procedure，a steady preparation，corporation between university and company，teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student，can push Quality Education，can advance the ability of theory and practice，can improve the ability of resolve problem，can cultivate the spirit of creativity，can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.
Keywords：competition；Integrated circuit；teaching reformation
集成电路在社会发展中扮演着非同寻常的角色，几乎渗透到了各行各业。随着全球经济一体化的发展，集成电路的制造与开发中心正逐步向我国转移。我们肩负重大的历史使命，是要把我国建设成为集成电路的生产大国进而成为集成电路强国[1]。因此培养二十一世纪集成电路设计人才是我们教师面临的历史任务。北京华大九天软件有限公司致力于开发自主产权的EDA软件，提供高端的SoC解决方案和一站式设计生产服务，为培养集成电路设计人才提供了很好的软件平台。北京市2011首届“华大九天杯”大学生集成电路大赛以充分调动各方面的参与积极性。对学生来说，竞赛为他们提供了一个开阔眼界、互相学习和交流的好机会，这是任何课堂教学都无法替代的；对指导老师来说，竞赛可以促进他们转变陈旧的教学理念，改进落后的课程体系，积极寻求新的教学模式，真正做到教学目标、教学内容和教学方法与时俱进，切实达到面向应用、面向市场、面向社会并最终为社会提供优秀专业人才的最高教学目标[2]。实践表明，开展大学生集成电路设计竞赛，对于推进我国集成电路人才培养、推进素质教育、理论实践结合能力、解决问题的能力、培养学生创新精神、团队协作能力和培养学生的集体荣誉感等方面具有重要意义，同时也对高校的集成电路设计课程和实践教学改革起了一定的引导作用，极大的强化了学生绘制版图和电路设计能力。本人有幸带领学生参加了此次比赛，获得了一些启示。
1.立足现实，拓宽应用
本次大赛的活动宗旨是丰富微电子学专业学生的专业知识，培养学生理论联系实际、独立思考和操作能力，巩固和加深所学专业知识基础，推动京津地区高校微电子学专业的交流和发展，并对国产正版EDA软件的普及和应用起到积极推动作用。
2011年北京大学生集成电路设计大赛分成大学本科和研究生两个级别（本科生组33个组；研究生33个组），每组3人，进行笔试和上机操作。比赛相关规则：笔试阶段，采用闭卷形式，由各参赛队员独立完成，最终成绩计入小组总分；上机操作，以小组形式参加。
2.正确的指导思想
电子学会组织的此次大学生集成电路大赛立足高，紧密结合教学实际，着重基础、注重培养实践能力的原则为大赛成功举行树立了正确的指导思想。
“华大九天杯”集成电路大赛凝聚了各级领导、专家、学者和我校学科部领导、老师及每个参赛队员的心血与汗水。在比赛的前后，我们的指导思想是：参赛获奖不是最终目的，深人持久地开展教育教学改革，充分调动学生学习积极性，吸引更多的学生参加各类竞赛和科技活动，培养更多的优秀专业人才，才是我们的努力方向。集成电路大赛引来了众多企业，他们对参赛学生的青睐，对于与学校合作的重视，也正是我们学校所渴求的。在参赛中与同行各企业充分交流，学校与企业的紧密结合，才能更清楚市场对优秀毕业生的要求，进而能明确培养目标，并在平时的课程教学中加以渗透，在教学中不断改进；在参赛中与其他兄弟院校充分分享经验，不断学习别人的长处，分析参赛中暴露的共性问题，在教育教学中不断改进；在参赛中提高教师的指导水平和改进教育教学方法；在参赛中提高学生的综合素质，培养大批适应现代化建设需要的基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新精神和实践能力的高级应用型人才，才是我们参加北京大学生集成电路设计竞赛的最终目的。
3.准备认真，重在过程
承办方北方工业大学周密的准备工作和热情的服务为大赛成功举行创造了良好的外部环境。北方工业大学和华大九天公司组织的集训为成功参赛奠定了扎实的基础。
在学科部领导和各位老师的努力下，在实验室老师的大力协助下，在华大九天公司培训人员的大力支持下，我们组织了两个阶段的集中培训，并在培训的基础上进行了有针对性的辅导练习，并在参赛前举行了预赛。这些环节对学生和老师起到了很好的引导和督促作用，保证了良好的训练环境，营造了积极向上的参赛氛围。
在电子竞赛的准备过程中，适逢暑假，假期长，学生们可以充分利用暑假时间认真复习电子器件、数字电子电路、集成电路分析与设计等课程的理论知识。同时，学生们还学习华大EDA软件，进行实际电路和版图绘制上机练习，培养了理论联系实践的学风。通过竞赛准备，学生需要综合运用所学知识，解决竞赛中遇到的各种问题，提高了运用理论知识解决实际问题的能力。通过竞赛准备，磨合了小组间的默契配合和分工，增进了师生情谊，提高了团队作战能力。通过竞赛准备，找出了自己在知识上的不足，明确了社会的需要、工作岗位的需要和工作性质，树立了新的奋斗目标，产生了学习新的动力。
4.参赛对嵌入式系统和集成电路设计教学改革的启示
北京大学生集成电路设计竞赛对于培养学生参加实践的积极性、理论联系实际的学风和团队意识有着重要作用，竞赛给学生提供了一个施展才华、发挥创新能力的机会和平台。并对高校集成电路设计课程的教学内容和电子科学与技术的课程体系改革和学生今后工作起到一定的引导作用。
4.1 知识整合的系统教学思想
自从1958年基尔比发明集成电路以后，集成电路一直按照摩尔定律的预测飞速发展。面对集成电路如此迅猛的发展形势，教学工作也要与时俱进，不断改革创新。我承担《嵌入式系统》和《集成电路分析与设计》课程，深深体会到微电子专业的学生学习嵌入式系统与其他专业有所区别，因为芯片的设计方向日益朝着片上系统SOC、片上可编程系统SOPC的方向发展[3]。学生不仅需要有系统的概念[4]，同时需要对典型处理器体系结构有清晰的理解，在设计SOC芯片时才会有系统的设计思想[5]，又会对处理器内部体系架构有清晰的概念。因此，在对微电子专业的学生讲授嵌入式系统时，要紧密结合集成电路设计的要求，结合集成电路分析与设计、数字电子、模拟电子、电子器件等课程的内容，使学生不仅对处理器结构体系清楚，更熟悉各模块电路，如ALU单元电路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM单元等等。在处理器的，培养学生系统的概念，掌握外部单元电路，如存储器单元电路、系统总线单元、SPI、IIC、UART等等接口电路，从使用者的期望角度出发，来进行芯片的设计，既是使用者，又是设计者。学生在学习集成电路设计的课程时，紧密结合嵌入式系统中的系统体系结构、结合处理器内部的体系结构，具有整体的大的系统性设计概念，整合学生对各个课程的分离的知识内容，培养综合运用所学知识解决系统问题。通过增加实验和上机课时，提高学生将理论与实践紧密结合，培养学生运用所学理论知识解决实际问题的能力。
4.2 改革传统的教学模式
我国的大学课堂教学模式长期以来被德国教育家赫尔巴特的“四段论”与前苏联教育家凯洛夫的“五环节”所主宰，在新的教育环境和教育目标下，他们所倡导的课堂教学结构和施教程序越来越明显地暴露出它的弊端，最突出的是“以教代学”的陈腐教学思想和“注入式”、“满堂灌”的落后教学方法.这种“以教师为中心，以教材为中心”的课堂教学，决定了学生在整个教学过程中所处的被动地位，很大程度地禁锢了学生的创造性思维，对学生自学能力、实践能力和创新能力的培养构成了严重的障碍[2]。
现代教育理论指出：指导学生从实践和探索中通过思考获取知识，又在解决问题的探索活动中，运用已获得的知识和技能是培养智能的最好途径。
本次竞赛上午闭卷完成理论知识的考试。本科生的上机操作内容是根据提供的状态图设计一个计数器电路，然后进行原理图的绘制，再次进行版图绘制，进而进行DRC、LVS等环节验证，并撰写设计报告。学生需要利用数字电路中所学的状态表，构造出逻辑关系式，运用卡诺图化简得到最简电路，最后再绘制单元电路，设计出具体的CMOS电路和版图，并进行验证。同时还需要构造出计数器所需的时钟电路。在上机的开始一个半小时中，指导老师可以参与指导，这样增加了比赛中老师对学生的限时指导内容，更有利于学生的竞赛，符合培养人才的现论要求。
学生基本上完成了从需求分析、电路设计、绘制电路、（仿真）、版图绘制、验证到撰写报告等环节。通过竞赛，使学生能亲自感受一个简单的集成电路设计流程，培养了学生的系统设计概念。学生从早晨9点一直进行到下午六点，在短短的一天内要完成笔试和7个小时的上机电路绘制和验证等工作，小组成员只有密切配合，充分发挥各自的优势，保持坚韧不拔的精神，才能取得最终的胜利。这种方式非常有利于培养学生的合作精神和团队精神，锻炼了学生的毅力和体力。
施教之功，贵在引导。可以看出，竞赛在很大程度上符合现代教育理论的要求，符合学生的认知规律。以学生为主体、教师为主导的教学模式正是以传授知识为前提，以形成技能为基点，以培养智能为重心，以全面发展人才为归宿。在《嵌入式系统》和《集成电路分析与设计》课程教学中，增大课程的实验内容，学生带着问题，进行学习，进行思考、小组讨论，经老师点拨，实现了运用所学理论解决实际问题的过程，既培养了学生的综合能力，又完成了教学任务，符合现代教育论的要求。
施教之旨，在于培养学习方法和思维方式，培养获取新知及再创造之本领。将学生分成小组，布置某一命题，发挥学生的主动性，引导他们查阅资料，分析归纳总结，并在课堂中进行报告或实验演示。学生反映效果很好，获取了知识，又培养了学生自学能力和主动获取知识的方法。
5.引导学生参与科研，撰写学术论文
通过大赛引导大学生形成一股扎扎实实的学习和研究的风气。激发学生在专业领域的学习兴趣，参与到老师平时的科研中，增加动手实践的机会。并在科研中进一步培养学生的研究兴趣，形成良性循环。对于取得的研究成果，可以引导学生撰写论文，并能在广大同学中起到表率作用。
6.结束语
培养二十一世纪集成电路设计人才是我们教师面临的历史任务。北京市2011首届“华大九天杯”大学生集成电路大赛以充分调动各方面的参与积极性。正确的指导思想、科学的组织程序、踏实认真的准备工作以及大赛对校企合作、对教学改革将产生重要的影响。实践表明，开展大学生集成电路设计竞赛，对于推进我国集成电路人才培养、推进素质教育、理论实践结合能力、解决问题的能力、培养学生创新精神、团队协作能力和培养学生的集体荣誉感等方面具有重要意义，同时也对高校的集成电路设计课程和实践教学改革起一定的引导作用，极大的强化了学生绘制版图、电路设计能力和集成电路设计思想。
参考文献
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[4]Lei Jing,Zixue Cheng,Junbo Wang.A Spiral Step-by-Step Educational Method for Cultivating Competent Embedded System Engineers to Meet Industry Demands[J].IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION,1-10.
[5]Xiumin Shi,Ji Zhang,Yanbing Ju.Research and Practice in Undergraduate Embedded System Course[C].The 9th International Conference for Young Computer Scientists,
2569-2663.
致谢：竞赛工作是由国家自然基金赞助（No.60976028）；北京工业大学博士基金赞助（No.X0002014201101，No.X0002012200802 and No.X00020
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