2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

2022年山東省職業(yè)院校技能大賽

集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用賽項(xiàng)

[量時(shí)：240分鐘]

競(jìng)

賽

樣

題

加密號(hào)（工位號(hào)）：_________

2022年11月

1

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

注意事項(xiàng)

一、競(jìng)賽任務(wù)概述

本賽項(xiàng)包括集成電路設(shè)計(jì)與仿真、集成電路工藝仿真、集成電路應(yīng)用、集

成電路測(cè)試和職業(yè)素養(yǎng)與安全生產(chǎn)等5個(gè)競(jìng)賽任務(wù)，各任務(wù)分值分別為20、2

0、20、30、5分，本賽項(xiàng)滿分為100分。

二、注意事項(xiàng)

1.如出現(xiàn)任務(wù)書(shū)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向裁判示意，并進(jìn)行任務(wù)

書(shū)的更換。

2.參賽隊(duì)?wèi)?yīng)在指定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容。

3.競(jìng)賽設(shè)備包含1臺(tái)計(jì)算機(jī)。選手在競(jìng)賽過(guò)程中創(chuàng)建的測(cè)試程序必須存

儲(chǔ)到“D:\2022JCDL”文件夾中，未存儲(chǔ)到指定位置的運(yùn)行記錄或程序文件不

作為競(jìng)賽成果予以評(píng)分。計(jì)算機(jī)編輯文件請(qǐng)實(shí)時(shí)存盤(pán)，建議5-10分鐘存盤(pán)一

次，客觀原因斷電情況下，酌情補(bǔ)時(shí)不超過(guò)十五分鐘。

4.任務(wù)書(shū)中只得填寫(xiě)競(jìng)賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的

信息或與競(jìng)賽過(guò)程無(wú)關(guān)的內(nèi)容，否則成績(jī)無(wú)效。

5.由于參賽選手人為原因?qū)е赂?jìng)賽設(shè)備損壞，以致無(wú)法正常繼續(xù)比賽，將

取消參賽隊(duì)競(jìng)賽資格。

6.參賽選手在焊接等操作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)范，注意安全用

電，保持桌面整潔。

7.模擬測(cè)試任務(wù)提供部分元器件，供選手自行選擇，設(shè)計(jì)并制作測(cè)試電路。

8.選手須在競(jìng)賽開(kāi)賽30分鐘內(nèi)確認(rèn)焊接套件的器件缺失情況，如有缺失

可申請(qǐng)補(bǔ)領(lǐng)器件，開(kāi)賽30分鐘后每補(bǔ)領(lǐng)1個(gè)器件將被扣1分。集成電路測(cè)試

部分任務(wù)不提供備用板供選手替換。綜合測(cè)試裝配的電路板現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分結(jié)束后提

交裁判評(píng)判，若選手裝配的綜合應(yīng)用電路板功能不正確，僅提供套件供選手裝

配，但將按照規(guī)程酌情扣分。若集成電路分選任務(wù)中選手未分選出芯片，可以

申請(qǐng)常規(guī)芯片用于完成后續(xù)任務(wù)，按照規(guī)程酌情扣分。

2

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

9.選手僅可攜帶賽項(xiàng)規(guī)程中允許攜帶的物品進(jìn)入賽場(chǎng)，其余電子產(chǎn)品不得

帶入賽場(chǎng)。

10.參賽選手按照大賽規(guī)定通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的U盤(pán)提交相關(guān)文檔和競(jìng)賽結(jié)果。

11.選手不得做出影響其他賽位選手比賽的行為，如大聲喧嘩等，必須按

照裁判長(zhǎng)的指揮完成競(jìng)賽任務(wù)。

3

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

第一部分集成電路設(shè)計(jì)與仿真

使用集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)表1-1所示的集成電路真值表（輸出值X0

~X7和Y0~Y7隨機(jī)抽?。褂弥付üに嘝DK，設(shè)計(jì)集成電路原理圖和版圖，并

進(jìn)行功能仿真。

設(shè)計(jì)要求如下：

1.芯片引腳：3個(gè)輸入端A、B、C；2個(gè)信號(hào)輸出端X、Y；1個(gè)電源端VCC；

1個(gè)接地端GND。

2.功能：按照表1-1所示的集成電路真值表，A、B、C輸入不同的邏輯電

平，X和Y輸出對(duì)應(yīng)邏輯電平。上述邏輯電平為“正邏輯”，即低電平

用“0”表示、高電平用“1”表示。輸出值X0~X7和Y0~Y7由比賽現(xiàn)場(chǎng)

裁判長(zhǎng)抽取的任務(wù)參數(shù)確定。

3.仿真設(shè)置：VCC為+5V，A為1kHz，B為2kHz，C為4kHz。

4.通過(guò)DRC檢查和LVS驗(yàn)證。

5.使用MOS管數(shù)量應(yīng)盡量少。

6.所設(shè)計(jì)版圖面積應(yīng)盡量小。

現(xiàn)場(chǎng)評(píng)判要求：

1.只允許展示已完成的電路圖、仿真圖、DRC檢查和LVS驗(yàn)證結(jié)果、版圖

及尺寸。

2.不能進(jìn)行增加、刪除、修改、連線等操作。

表1-1集成電路真值表

輸入輸出

ABCXY

000X0Y0

001X1Y1

010X2Y2

011X3Y3

100X4Y4

101X5Y5

110X6Y6

111X7Y7

4

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

第二部分集成電路工藝仿真

該部分為局域網(wǎng)機(jī)考試題，軟件操作須知:

（1）根據(jù)要求在指定的網(wǎng)址上運(yùn)行“IC制造虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)(考核版)”

軟件，本任務(wù)所有答題均在該軟件中運(yùn)行。

（2）在打開(kāi)界面的輸入框內(nèi)輸入本次競(jìng)賽的賽位號(hào)、規(guī)定的試卷號(hào)口令(現(xiàn)

場(chǎng)下發(fā)口令）確認(rèn)后，點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”，依次進(jìn)行集成電路制造工藝題、集成

電路工藝交互動(dòng)畫(huà)實(shí)操等環(huán)節(jié)的答題。答題完成后，點(diǎn)擊“提交”，即完成集成

電路工藝仿真任務(wù)。

（3）注意:集成電路工藝交互動(dòng)畫(huà)實(shí)操每做完一道交互動(dòng)畫(huà)題需要單獨(dú)提交

一次，提示“本題結(jié)束”并跳轉(zhuǎn)到下一道交互動(dòng)畫(huà)題，完成提交后視為答題結(jié)束

且不能再次答題，不提交該道交互動(dòng)畫(huà)題將無(wú)成績(jī)。

任務(wù)1:晶圓制造工藝仿真操作

晶圓制造工藝仿真操作包含硅提純、單晶硅生長(zhǎng)等相關(guān)工藝知識(shí)點(diǎn)。

任務(wù)2:晶圓測(cè)試工藝仿真操作

晶圓測(cè)試工藝仿真操作包含導(dǎo)片、扎針測(cè)試、打點(diǎn)、外檢、真空入庫(kù)等相關(guān)

工藝知識(shí)點(diǎn)。

任務(wù)3:集成電路封裝工藝仿真操作

集成電路封裝工藝仿真操作包含晶圓切割、引線鍵合、塑封、激光打字、切

筋成型等相關(guān)工藝知識(shí)點(diǎn)。

5

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

第三部分集成電路應(yīng)用

一、比賽要求

集成電路應(yīng)用部分由平臺(tái)配置的M0主控模塊、人機(jī)交互模塊、傳感器模塊

和功能模塊組成。選手需將各模塊板根據(jù)任務(wù)說(shuō)明進(jìn)行級(jí)聯(lián)，編寫(xiě)代碼并下載到

M0核心板實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

二、比賽內(nèi)容

1.硬件級(jí)聯(lián)說(shuō)明

將M0核心主控模塊、人機(jī)交互模塊和所有應(yīng)用模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)，所有模塊板

之間的級(jí)聯(lián)均采用杜邦線由選手自行連接，評(píng)分時(shí)不允許選手更改接線。

2.功能要求

（1）開(kāi)機(jī)自檢功能

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)自檢功能，上電后數(shù)碼管、LED、LCD、蜂鳴器等，需展現(xiàn)

任務(wù)描述的現(xiàn)象。

按下任意鍵后，可實(shí)現(xiàn)消隱功能。

（2）傳感器功能實(shí)現(xiàn)

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)傳感器模塊功能，傳感器包含但不限于超聲波模塊、溫濕度傳

感器模塊、射頻感應(yīng)模塊、紅外感應(yīng)模塊、人體感應(yīng)模塊、聲光傳感器模塊等。

（3）綜合功能實(shí)現(xiàn)

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)模塊綜合功能，模塊綜合功能是指主控模塊、人機(jī)交互模塊、

傳感器模塊和功能模塊之間共同組合實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)象。

6

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

第四部分集成電路測(cè)試

一、比賽要求

比賽現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)比賽所需的集成電路芯片、配套的焊接套件及相關(guān)技術(shù)資料

（芯片資料手冊(cè)、焊接套件清單等）。參賽選手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按照相關(guān)電路原

理與電子裝接工藝，設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試集成電路功能測(cè)試工裝板，借助于測(cè)試平

臺(tái)完成相應(yīng)測(cè)試任務(wù)。

二、比賽內(nèi)容

1.元器件核查

參賽選手按照賽題所提供的焊接套件清單進(jìn)行元器件的辨識(shí)、清點(diǎn)和焊接。

賽題所涉及的元器件種類(lèi)可能包括：電阻、電容、電感、二極管、三極管、電位

器、LED發(fā)光二極管、MCU、晶振、74系列芯片、CMOS系列芯片、運(yùn)算放大器芯

片等，包含DIP、SOP等常見(jiàn)集成電路封裝形式，具體涉及到的元器件以現(xiàn)場(chǎng)下

發(fā)為準(zhǔn)。

2.測(cè)試工裝焊接調(diào)試

參賽選手針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的芯片，按照給定的芯片資料和現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)的測(cè)試工裝

DUT板、Mini轉(zhuǎn)換板及綜合應(yīng)用電路板上焊接測(cè)試工裝并調(diào)試，完成測(cè)試工裝與

測(cè)試平臺(tái)之間的信號(hào)接入。測(cè)試工裝電路板焊接調(diào)試完成后，必須用萬(wàn)用表測(cè)試

測(cè)試工裝板VCC及GND之間是否存在短路，若存在短路現(xiàn)象，必須排除后方可使

用測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，以免造成設(shè)備損壞。

注意：每個(gè)測(cè)試任務(wù)所需的工裝僅裝配在一個(gè)Mini轉(zhuǎn)換板及DUT板中，選

手演示測(cè)試結(jié)果供裁判評(píng)判時(shí)不得再次進(jìn)行接線操作，僅允許選手更換測(cè)試程序

接受測(cè)試。選手需要重新接線的測(cè)試任務(wù)，裁判將不予以測(cè)試，該任務(wù)以0分計(jì)

入總成績(jī)。

3.集成電路測(cè)試程序的編寫(xiě)

參賽選手在Windows10操作系統(tǒng)的VS2013開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)基于C語(yǔ)言的測(cè)

試程序，賽題提供測(cè)試所用的相應(yīng)函數(shù)，在提供的參考程序基礎(chǔ)上按照任務(wù)書(shū)的

7

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

要求編寫(xiě)測(cè)試程序并完成調(diào)試及測(cè)試任務(wù)。參賽選手根據(jù)任務(wù)書(shū)測(cè)試要求及被測(cè)

集成電路的芯片資料，將需要測(cè)試的結(jié)果按照要求通過(guò)編寫(xiě)的上位機(jī)程序界面呈

現(xiàn)。

4.芯片參數(shù)、基本功能及綜合應(yīng)用電路的測(cè)試

測(cè)試時(shí)僅評(píng)判任務(wù)書(shū)要求測(cè)試的相關(guān)功能，對(duì)于選手未按照要求額外完成的

功能不予以評(píng)判。測(cè)試結(jié)果在屏幕呈現(xiàn)，具體呈現(xiàn)要求見(jiàn)任務(wù)書(shū)描述。測(cè)試集成

電路的某些基本參數(shù)時(shí)持續(xù)時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)（例如運(yùn)算放大器的最大短路輸出電

流），以免損壞芯片或者測(cè)試平臺(tái)。本測(cè)試任務(wù)中涉及的所有集成電路引腳從其

第1腳開(kāi)始編號(hào)依次為PIN1、PIN2…….。

5.測(cè)試輔助元件

集成電路測(cè)試任務(wù)提供測(cè)試輔助元器件，其中電阻均為0805封裝，電位器

均為3296封裝，可供選擇的電阻阻值包括：100、1K、1.5K、2K、2.4K、2.7K、

3K、3.3K、6.8K、7.5K、10K、15K、20K、100K（每個(gè)品種不少于2只），電位器

阻值為：20K（2只），數(shù)碼管，撥碼開(kāi)關(guān)。

三、比賽任務(wù)

任務(wù)一、數(shù)字集成電路測(cè)試

需要選手測(cè)試典型數(shù)字集成電路（包含但不限于譯碼器、編碼器、計(jì)數(shù)器、

邏輯門(mén)等），芯片參考資料參見(jiàn)下發(fā)資料中相應(yīng)文檔。

任務(wù)描述：設(shè)計(jì)測(cè)試工裝電路，在下發(fā)的MiniDUT板中完成焊接裝配，裝入

DUT轉(zhuǎn)換板中，完成測(cè)試平臺(tái)信號(hào)接入，根據(jù)測(cè)試任務(wù)要求，編寫(xiě)測(cè)試程序完成

測(cè)試并將測(cè)試結(jié)果在屏幕顯示，若需要顯示的信息存在單位，必須同步顯示，顯

示要求見(jiàn)相應(yīng)任務(wù)說(shuō)明。注意：選手需將測(cè)試芯片放入8~24P的直插芯片測(cè)試座，

再將測(cè)試座裝配入MiniDUT板中。

（1）參數(shù)測(cè)試。

1．開(kāi)短路測(cè)試

3．輸入高電平電壓

8

2022集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

4．輸入低電平電壓

5．輸出高電平電壓

6．輸出低電平電壓

（2）功能測(cè)試。

1．芯片邏輯功能測(cè)試

2．芯片應(yīng)用電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

任務(wù)二、模擬集成電路測(cè)試

需要選手測(cè)試典型運(yùn)算放大器類(lèi)芯片，放大器芯片參考資料參見(jiàn)下發(fā)資料中

相應(yīng)文檔。

任務(wù)描述：設(shè)計(jì)測(cè)試工裝電