2025年大三（微電子科學與工程）集成電路設計階段考核題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案填寫在相應位置。1.以下哪種集成電路設計方法常用于實現復雜數字邏輯功能？A.全定制設計B.半定制設計C.基于標準單元庫的設計D.基于FPGA的設計2.在集成電路版圖設計中，為了減少信號傳輸延遲，應盡量縮短以下哪種連線？A.電源線B.地線C.信號線D.控制線3.對于CMOS集成電路，以下哪種說法是錯誤的？A.靜態(tài)功耗低B.速度快C.抗干擾能力強D.集成度低4.集成電路設計中，用于描述電路功能的硬件描述語言是？A.C語言B.Java語言C.VHDL語言D.Python語言5.以下哪種技術可用于提高集成電路的集成度？A.縮小晶體管尺寸B.增加芯片面積C.降低電源電壓D.減少信號線數量6.在集成電路設計流程中，以下哪個步驟在布局布線之前？A.邏輯綜合B.版圖設計C.芯片測試D.物理驗證第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5空，每空2分。請將答案填寫在相應位置。1.集成電路設計中，______是指將高層次的行為描述轉化為門級電路描述的過程。2.版圖設計中的______規(guī)則用于確保金屬連線之間的間距符合工藝要求。3.為了提高集成電路的性能，常采用______技術來降低信號傳輸延遲。4.集成電路的______是指芯片能夠正常工作的最低電源電壓。5.在CMOS工藝中，______晶體管用于實現邏輯功能，______晶體管用于提供偏置電流。（二）簡答題（共20分）答題要求：簡要回答以下問題，每題10分。1.簡述全定制集成電路設計的優(yōu)缺點。2.說明集成電路設計中功耗優(yōu)化的主要方法。（三）分析題（共20分）答題要求：分析以下電路問題，每題給出詳細分析過程和結論。1.分析CMOS反相器的工作原理，并說明其輸入輸出特性。（四）設計題（共20分）答題要求：根據給定的功能要求，設計一個簡單的數字電路。材料：設計一個4位二進制加法器，要求使用CMOS邏輯門實現。（五）論述題（共10分）答題要求：論述集成電路設計中未來可能面臨的挑戰(zhàn)及應對策略。材料：隨著集成電路技術的不斷發(fā)展，芯片尺寸越來越小，集成度越來越高，這給集成電路設計帶來了諸多挑戰(zhàn)。請論述未來可能面臨的挑戰(zhàn)及相應的應對策略。答案：第I卷：1.C2.C3.D4.C5.A6.A第II卷：（一）1.邏輯綜合2.設計規(guī)則3.互連優(yōu)化4.閾值電壓5.NMOS，PMOS（二）1.優(yōu)點：性能最優(yōu)，可充分利用芯片面積實現高性能電路。缺點：設計周期長，成本高，對設計人員要求高。2.降低工作電壓、優(yōu)化電路結構、動態(tài)功耗管理、電源管理技術等。（三）1.工作原理：輸入高電平時，NMOS導通，PMOS截止，輸出低電平；輸入低電平時，NMOS截止，PMOS導通，輸出高電平。輸入輸出特性：輸入輸出為互補關系，具有較強的抗干擾能力。（四）采用CMOS的全加器結構，通過多個全加器單元級聯實現4位加法功能。（五）