集成电路设计论文范文

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二、如何让学生成为课堂的主人

“以教师为中心”“以灌输为主要形式”的传统教学方式已经无法适应新时代的需求。如果教师仅根据教材对内容进行枯燥的讲解，无法抓住学生的注意力，学生很容易溜号，影响课堂教学质量。因此可以通过引进研究型教学模式、师生互动来活跃课堂气氛。所谓“研究型教学模式”即将教师由知识的传授者转变为学习的指导者，将学生由被动的学习转变为主动的学习。如何使学生成为课堂的主人，在教学实践中发现培养学生的问题意识是课堂教学的有效手段，教师可以通过创设开放的问题情景，引导学生进入主动探求知识的过程，使学生围绕某类主体调查搜索、加工、处理应用相关信息，回答或解决现实问题。比如，以射频技术在物联网中的应用为开放课题，学生通过查资料，分析整理，更深刻体会了射频技术在智能家居、交通物流、儿童防盗等方面的应用，使学生在学习过程中主动把“自我”融入到课程中，敢于承担责任，善于解决问题。

三、让学生走上讲台

学生是课堂的主人，因此，可以改变以往教师在讲台上讲、学生坐在下面听的传统教学模式。让学生走上讲台可以将传统的讲授方式转换为专题研讨的教学模式。教师可以提前布置专题内容，如射频器件模型、射频电路设计、射频技术发展、射频技术的应用及未来发展趋势等。有个专题内容作为核心，学生可以在老师的指导下通过检索资料，组织分析资料，最终走上讲台向老师和其他学生讲述相关的内容。通过几年的实践，发现这样可以增加学生学习的主动性和自觉性、同时也能使学生对相关的问题发表各自的观点，形成对问题各抒己见、取长补短的研讨学习方式，大大拓宽学生的知识面以及综合表述能力。

四、通过实践教学加深理解理论教学内容

理论教学是掌握一门技术的基础，但实践教学也是必不可少的。学生在掌握一定的基础理论的同时，须要通过设计实践来强化巩固。实践教学的引入，不仅能够加深学生对理论知识的深入理解，洞悉细节，提高学生的动手能力，还可以培养学生创新思维及科研能力。因此，教师可以通过设置几个开放的课程设计内容来让学生主动研究探索。在本课程的教学中，本人已经有计划地进行了实践教学活动，例如，在实践教学中，曾经给学生布置了“用于GPS的低噪放电路设计”的实践设计。在该设计过程中，学生须要深入理解多方面知识，比如明确GPS的频段、确定低噪放的电路结构，并有效评估电路性能等。为了课程设计的顺利进行，学生须要进行查阅分析资料、软件安装、软件学习、电路设计、课程论文撰写等几个环节的分析设计工作，并最终在实践中系统深刻地理解掌握课程的理论内容，为以后的工作及深造打下坚实的基础。

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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。

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根据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》要求，公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计，对于技术复杂、基础资料缺乏和不足的建设项目或建设项目中的特大桥、长隧道、大型地质灾害治理等，必要时采用三阶段设计，即初步设计、技术设计、施工图设计。机电工程属于高速公路的三期工程，在主体工程、路面工程之后进行招标，但在一期隧道工程施工时，就涉及隧道机电安装工程的预留预埋施工和桥梁护栏外侧的管箱托架施工，在二期路面工程施工时，又涉及通信管道、道路横穿钢管、收费岛施工，三期施工时，又和房建工程、绿化工程等交叉施工作业。因此，与机电工程相关的工作贯穿了整个高速公路项目实施的全过程。由于机电工程与主体工程设计存在差异，而交通主管部门对机电工程的设计阶段和设计时机没有明确，一般情况下，在主体工程施工时，机电工程设计已经开始招标并设计完成，而土建施工尤其是山区高速公路，主体变更较多以及相关位置的不确定、不明确导致机电工程设计只能是示意图而不是详细的施工图。例如隧道洞外的箱式变电站及永久性变电站选址变化带来的电缆用量的不确定，隧道消防高低位水池的选址带来的洞外消防管道及路由的变化，通信管道路由的变化。一方面，机电工程设计需要提前，以便主体施工时正确浇筑预留预埋;另一方面，机电工程设计需要滞后，待相关环境、地址条件明确后确定最终方案。在这两者矛盾之间，根据施工和管理情况来看，最好还是加上机电施工单位进场后的联合设计，针对具体的情况变化作出最终的施工图设计，进一步明确工程量，减少工程实施期间的变更工作量。联合设计需明确的界面问题有:机电工程施工图设计中就机电工程与相关工程界面已做划分，在联合设计阶段需要进一步划分机电工程内部界面。更加细致、明确的划分机电工程内部通信、收费、监控、供配电照明、通风和消防各系统之间的界面，将界面模糊处细化，落实责任，便于施工管理。在房建工程(机房、监控中心的要求)、交安工程(道路监控外场设备与交通标志的遮挡、移位)、绿化工程(外场设备电缆敷设与绿化植草、植树)的交叉界面处，应从界面划分会议纪要，双方共同持有，相互检查，共同遵守。

1.2设备具体化后需要联合设计

机电安装工程涉及大量的设备，建设方在招标文件中不能对每一个设备进行明确品牌、型号、规格，只能对关键设备采取推荐小名单的形式。而中标单位的投标文件中对每一个设备已明确了品牌、型号、规格，是对施工图设计示意图的明确，但是相应的接线图不能反映出来，不能指导施工安装。因此就需要在联合设计中，细化到具体接线端子的接线图、背板图、配置图等。通过联合设计从根本上达到能够照图施工的指导意义，进一步明确相关系统设备连接，为加快施工、加强施工管理、运维管理提供详细的第一手资料，也为后期的交竣工验收需要的竣工图纸打下了基础，所以说，联合设计是必要的设计阶段。

2土建整改的计量支付问题

由于机电工程从国家批复初步设计到开始实施机电工程建设，通常有3年或更长的时间差，3年以后，原设计与现场实际情况会较大出入。在隧道主体工程施工、二期路面工程施工时造成预留预埋施工无法满足或未考虑机电工程的需求，造成机电设备安装需要调整设计，对后期运营造成较大的安全隐患。例如，风机预埋件与洞内车道指示器预埋件距离过近问题;风机预埋件移位、缺失问题;主体施工图在施工过程中，施工方案、运营单位新的功能性需求、各种原因造成的土建变更等都相应的影响后续机电工程的设计与施工，尤其是隧道中机电工程，承包人进场后首先就是熟悉施工现场条件，了解现场预留预埋情况是否符合机电设备安装要求。在土建主体处于收尾的匆忙阶段，大量的施工人员退场，预留预埋工程的不合格，必须由机电承包人来进行整改，以达到设备安装的前提条件。但是由于土建主体浇筑的定型钢模的使用或者一期与三期施工图的变化，往往造成一错都错的情况发生，因此土建整改工程量就比较大。现阶段的机电招标文件中没有土建整改费用报价细目，造成工程实施过程中产生较大的变更费用，针对这种情况，建议在机电工程招标文件中增加土建整改费用报价细目，采取标前现场考察的方式报价，施工过程中监理留存整改工程照片作为计量支付的依据，减少工程实施过程中的变更费用，使之更加贴近工程预算费用。

3提高现场管理的认识，加强管理

高速公路建设主体工程投资大，建设周期长，经常由于主体的收尾匆忙导致机电安装的突击施工，给工程质量留下隐患;时间紧、任务重，导致分系统调试和联网调试时间压缩，在试运行阶段进行大量的完善工作，导致安全、质量隐患频出。机电工程施工与土建、路面、房建、交安、绿化、隧道装修施工的交叉作业，没有强有力的协调、项目主要管理人员的大力支持，就会出现牵强的设计、勉强的施工，给运营维护造成很大的困难。高速公路机电工程在高速公路总造价中所占比例虽然不大，但其地位却十分重要，是投入运营后的最重要的组成部分，是发挥高速公路经济效益、保障行驶安全必不可少的配套设施。因此在建设时必须引起建设项目管理人员的高度重视，在道路开通的压力下，管理好机电工程，为运营公司留出合理的施工时间，提交一个处于良好运行状态的机电系统。

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随着社会发展的逐渐加快和人们生活水平的逐渐提升，人们对配电系统的可靠性、安全性要求越来越高。低压配电线路设计作为配电效益优化的重要措施，能够在配电需求上形成针对性线路体系，对配电线路结构进行调整，从根本上改善电力系统经济效益和社会效益。如何结合电力系统现状形成针对性低压配电线路体系已经成为人们关注的焦点。

1低压配电线路设计思路

低压配电线路设计的过程中要充分把握电力系统配电需求，在该基础上形成针对性配电线路体系。尤其是在高压和低压线路档距设计的过程中，要明确线路架设位置，使其避开通信设施，最大限度降低线路对通信设备的影响;要结合配电状况对配电室内部设置进行完善，做好高压设备与的低压设备中的保护;要做好线路的绝缘保护，通过设置保护装置及隔离装置最大限度降低进户线事故，这是新时期电力系统低压配电线路设计的关键。

2低压配电线路的勘测定位

2．1严格依照要求，做好路径选择

电力系统低压配电线路设定的过程中要严格依照规范要求进行设计，保证其经济性、科学性和高效性，其具体包括:(1)远离环境恶劣区域，保证线路设置在条件良好、设施良好的环境中，最大限度降低外部因素对低压配电线路的影响;(2)设置过程中要减少不必要的线路交叉，选取工程造价最低、工程效益最好的方案进行线路架设。尤其是要把握好低压配电线路与道路侧、厂房、仓库等区域的设置，要减少跨转角，做好线路隔离保护;(3)要与区域发展规划相协调，尽量减少不必要的线路迁移，保证线路设计一次到位。低压配电线路选择时必须在上述基础上结合用户分布状况设置好接引点，从而形成最优路径，从根本上提升低压配电电经济效益。

2．2进行杆位测定，确定线路位置

低压配电线路设计的过程中要对杆位点进行明确，依照要求确定杆位是否合理，从而保证配电效果。要结合配电所、变压站和用户分布点位置确定电杆的首端和终端，在该基础上计算杆位距离，依照国家规范标准对中间杆的位置进行选取。10kV配电线路中居民区间杆位置选取时需要控制在50m以内;非居民区中间杆位置选取时需要控制在80m以内。中间杆架设线路出现交叉时，要保证交叉点在被交叉跨越物的下放，这样才能够最大限度降低线路交叉危害，提升低压配电线路的可靠性。而新杆设置与旧线路出现交叉时，要在倒杆间隔基础上尽量保证其靠近交叉处旧线杆。

3低压配电线路的设计内容

3．1线路设计方法

不同的线路设计方法会产生不同的低压配电电效果，人员需要结合低压配电环境合理选择低压配电线路设计方法，在该基础上构建针对性设计方案，这样才能够从本质上改善电力系统运行效果。当前常见的低压配电线路设计方法主要包括导线弧形垂直法、剩余电流保护器法、防雷措施预测法等。(1)导线弧形垂直法:该方法能够从根本上提升低压配电线路敷设效果，形成最优敷设方案。导线弧形垂直法主要通过导线最低点与地面垂直弧面确定线路承受电压范围，在该基础上确定低压配电线路电压指标，对配电线路节点位置进行设定。该方法运用的过程中能够从根本上控制导线负荷，形成最佳线路位置;(2)剩余电流保护器法:该方法主要通过剩余电流保护实现低压配电线路可靠性的提升，常规保护装置主要为机械化电力保护器或组合电力保护器。该装置能够终止低压配电线路中剩余电流的传输，使上述电流回转到二次传输中;(3)防雷措施预测法:低压配电线路设计时要把握防雷措施预测法，依照该方法对线路进行设计和调整，做好线路控制。雷电是影响低压配电电效果的重要因素，很容易造成线路损坏，严重时甚至导致电网瘫痪。防雷措施预测法要求结合近年来低压配电线路雷电事故设置好防雷装置，如避雷针、避雷网、防雷金属套等，做好雷电防范，提升线路可靠性。与此同时，人员还要选取防雷性能较好的低压配电管线，严格依照安全需求设置好线路接地，从而有效预防雷电的袭击。

3．2线路设计内容

低压配电线路设计时要依照线路设计方法形成针对性编制内容，其具体包括:(1)线路编制依据、线路状况、线路设计过程中的各项参考依据及标准、线路设计的基本原则等;(2)线路设计状况，即线路起始位置、中间杆状况、线路位置参数、线路电压等级等和线路周围环境，即线路周围地形、线路周围气候、线路去污状况等。要在上述状况下确定线路的走向长度，最大限度减少线路交叉、线路转着和线路重叠，形成最优的线路转角，从而降低低压配电线路成本，提升线路输电效果。一般导线排列的过程中主要采用水平方式实现，多线路导线可以结合状况适当选取水平方式、框式方式排列、同回路垂直排列等。低压配电线路敷设过程中对不同型号的导线、电缆线、保护装置、杆塔装置等需求量较大，对线路机电设备要求较高。为了高质量、高效益地完成各项敷设任务，低压配电线路设计的过程中要依照低压配电线路状况合理选取机电设备，确定机电的安全系数、机电运行能力等。要对机电装置的运行效果和使用空间进行分析，结合具体任务需求做好机电设备的安置，使其顺利应用到线路敷设中。常规线路敷设的过程中对线路杆塔基础要求并不严格，只需要结合状况进行简单设计即可。低压配电线路设计的过程中要结合线路环境及线路输电要求分析线路杆塔基础承载力，形成科学的杆塔基础设计方案并进行针对性数据测试，确定杆塔是否能够承担线路配电任务。占道走廊区域内的线路杆塔基础设计时要使用水平垂直保护法对线路进行保护，将线路一端放置在杆塔顶端，而另一端接地面悬挂，最大限度降低可能出现的低压配电线路故障。

4总结

低压配电线路设计的过程中要对线路设计方法进行明确，在线路设计要求上对线杆位置进行勘测和确定。与此同时，要在该基础上合理把握导线弧形垂直、剩余电流保护器、防雷措施预测等内容，在上述基础上形成相应的线路敷设细节，从而全面优化线路设计状况，从根本上提升低压配电效果。

作者:高惠梅 单位:四会市水利水电勘测设计院

参考文献:

［1］熊江，李树庭，魏素军．低压配电线路设计的造价统计及校验优化软件［J］．建筑电气，2009(02):10－16．