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超大规模集成（VLSI）是通过将成千上万的晶体管合并到一个芯片中来创造集成电路（IC）的过程。VLSI开始于20世纪70年代，当时正在开发复杂的半导体和通信技术。微处理器就是一个VLSI设备。

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电子工程代写|超大规模集成电路系统代写Introduction to VLSI Systems代考|CMOS Layout

As it can be seen from Figure 1.33, a layout is another view of the circuit. In other words, both layout and circuit denote the same thing just like a coin being looked at from both sides. Nevertheless, different viewpoints about a digital integrated circuit do exist between circuit engineering and computer science. From the circuit engineering viewpoint, a digital integrated circuit is a system composed of circuits built on the surface of a silicon chip; from the computer science viewpoint, a digital integrated circuit is a set of geometrical patterns on the surface of a silicon chip.

As a consequence, from the circuit engineering/computer science viewpoint, a VLSI design is a system design discipline with the following two features. First, groups of circuits/patterns, called modules, represent different logic functions and can be repeated many times in a system. Second, complexity could be dealt with using the concept of repeated circuits/patterns that are put together hierarchically.

Fundamentally, a circuit is an abstract design that represents only the idea in one’s mind. To implement the circuit, physical devices, either discrete devices or integrated circuits, must be used. As a result, a layout of a circuit is also only an abstract representation of the design. It denotes all information required for fabricating the circuit in an IC foundry. To illustrate the relationship between a layout and an actual IC fabrication, consider Figure 1.43, which shows a layout of a CMOS inverter along with the major steps for fabricating the inverter.

A layout of a circuit indeed defines the set of masks needed in manufacturing the circuit. As it can be seen from Figure $1.43(\mathrm{a})$, there are seven mask layers required for manufacturing such a simple CMOS inverter circuit. It is worthy to note that an $\mathrm{IC}$ is made in a layer-by-layer fashion from bottom up. Since an $n$-well process is assumed to be used, the first mask is employed to define the $n$-well, where a pMOS transistor can be made, as depicted in Figure $1.43(\mathrm{~b})$. After the $n$-well is defined, it is necessary to reserve areas needed by all MOS transistors and fill the remaining part with field oxide, a thick silicon dioxide formed by the STI process, so as to isolate each MOS transistor electrically. This is defined by the active mask, as shown in Figure 1.43(c).
Once the active regions have been defined, the next step is to use the polysilicon mask to make the gates of all MOS transistors, including both pMOS and nMOS transistors, and all wires using polysilicon as well. An illustration is exhibited in Figure $1.43(\mathrm{~d})$. The next two masks are separately used to implant $p^{+}$and $n^{+}$diffusions needed in forming the drain and source regions of MOS transistors. These two masks are called $p$-select and $n$-select masks, respectively, and are derived masks obtained by bloating the size of active regions. These two masks and their effects are shown in Figures $1.43(\mathrm{e})$ and (f), respectively.

电子工程代写|超大规模集成电路系统代写Introduction to VLSI Systems代考|Implementation Options of Digital Systems

The NRE cost (fixed cost) and time to market are two major factors that affect the future trends of VLSI designs. Recall that the cost of a VLSI chip is determined by the NRE and variable costs. The NRE cost is significantly increased with the decreasing feature sizes of manufacture processes due to the exponentially increased cost of related equipments, photolithography masks, CAD tools, and R\&D. Recall that there are three important issues in designing a VLSI system with DSM processes: $I R$ drop, Ldi/dt effect, and hot-spot problems. To accurately model and analyze these three issues, it is inevitable to heavily rely on the aid of computer-aided design (CAD) tools. This means that the expensive CAD tools are indispensable for deep-submicron VLSI designs. To make the product more competitive or acceptable by the end users, the NRE cost has to be reduced profoundly. Consequently, for a VLSI chip to be successful in the market, the product volume must be large enough so as to lower the amortized NRE cost to an acceptable level by the market.

The other factor that affects the future trends of VLSI design is the time to market. Late products are often irrelevant to modern consumer markets. In addition, all electronic products have increasing system complexity with the reduction of feature sizes and hence hardware cost. Although the divide-and-conquer paradigm can be used to partition the system into many smaller modules so that each module can be easily dealt with, the combination of these different functionality modules becomes more difficult and challenging, and the accompanied testing for the combined system is even more complicated. This means that to shorten the time to market of a product, some effective design alternatives must be cxplored and used.

Based on the aforementioned factors, the future trends of VLSI (digital) system designs can be classified into three classes: ASIC’s, platforms, and field-programmable devices, as shown in Figure 1.45. One needs to choose an appropriate one from these options to meet the design specifications at the lowest cost and shortest time to market.

超大规模集成电路系统代考

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从图 1.33 可以看出，布局是电路的另一个视图。换句话说，布局和电路都表示同一件事，就像从两面看硬币一样。然而，在电路工程和计算机科学之间确实存在关于数字集成电路的不同观点。从电路工程的角度来看，数字集成电路是由电路组成的系统，电路建立在硅片的表面；从计算机科学的角度来看，数字集成电路是硅芯片表面上的一组几何图案。

因此，从电路工程/计算机科学的角度来看，VLSI 设计是一门具有以下两个特征的系统设计学科。首先，称为模块的电路/模式组代表不同的逻辑功能，并且可以在系统中重复多次。其次，可以使用分层组合的重复电路/图案的概念来处理复杂性。

从根本上说，电路是一种抽象设计，只代表一个人的想法。为了实现电路，必须使用物理器件，无论是分立器件还是集成电路。因此，电路的布局也只是设计的抽象表示。它表示在 IC 代工厂中制造电路所需的所有信息。为了说明布局和实际 IC 制造之间的关系，请考虑图 1.43，它显示了 CMOS 反相器的布局以及制造反相器的主要步骤。

电路的布局确实定义了制造电路所需的掩模组。从图中可以看出1.43(一个)，制造这样一个简单的CMOS反相器电路需要七个掩模层。值得注意的是，一个我知道了是自下而上逐层制作的。由于一个n-假设使用井过程，第一个掩码用于定义n-好吧，可以制作pMOS晶体管，如图所示1.43( b). 之后n-well 定义好后，需要保留所有 MOS 管所需的区域，并用场氧化层填充剩余部分，即 STI 工艺形成的厚二氧化硅，以便将每个 MOS 管电隔离。这由活动掩码定义，如图 1.43(c) 所示。
一旦定义了有源区，下一步就是使用多晶硅掩模制作所有 MOS 晶体管的栅极，包括 pMOS 和 nMOS 晶体管，以及所有使用多晶硅的导线。插图如图所示1.43( d). 接下来的两个掩膜分别用于植入p+和n+形成MOS晶体管的漏极和源极区所需的扩散。这两个面具被称为p-选择和n-选择掩码，分别是通过膨胀活动区域的大小获得的派生掩码。这两种口罩及其效果如图所示1.43(和)和 (f) 分别。

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NRE 成本（固定成本）和上市时间是影响 VLSI 设计未来趋势的两个主要因素。回想一下，VLSI 芯片的成本是由 NRE 和可变成本决定的。由于相关设备、光刻掩模、CAD 工具和研发的成本成倍增加，NRE 成本随着制造工艺特征尺寸的减小而显着增加。回想一下，在设计带有 DSM 流程的 VLSI 系统时存在三个重要问题：我R下降、Ldi/dt 效应和热点问题。为了准确地建模和分析这三个问题，不可避免地严重依赖计算机辅助设计 (CAD) 工具的帮助。这意味着昂贵的 CAD 工具对于深亚微米 VLSI 设计是必不可少的。为了使产品更具竞争力或被最终用户接受，必须大幅降低 NRE 成本。因此，要使超大规模集成电路芯片在市场上取得成功，产品体积必须足够大，以将摊销的 NRE 成本降低到市场可接受的水平。

影响超大规模集成电路设计未来趋势的另一个因素是上市时间。后期产品通常与现代消费市场无关。此外，随着特征尺寸的减小，所有电子产品的系统复杂性都在增加，因此硬件成本也在增加。虽然分而治之的范式可以将系统划分为许多更小的模块以便于处理每个模块，但是这些不同功能模块的组合变得更加困难和具有挑战性，并且对组合系统的伴随测试更复杂。这意味着为了缩短产品的上市时间，必须探索和使用一些有效的设计替代方案。

基于上述因素，VLSI（数字）系统设计的未来趋势可分为三类：ASIC、平台和现场可编程器件，如图 1.45 所示。人们需要从这些选项中选择一个合适的选项，以最低的成本和最短的上市时间满足设计规范。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。

有限元方法代写

有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

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随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。

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多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

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MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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