航空专用集成电路--设计理论与工程实践_田泽_9787516502372

《航空专用集成电路:设计理论与工程实践》首先论述了航空专用集成电路相关概念、设计方法等基本理论，内容涉及机载总线网络及专用集成电路、面向航空电子系统小型化、单片高密度电路设计与实现方法（主要有ASIC、SoC及MEMS），以及高密度航空电子封装方法（主要是MCM和SiP）。在此基础上讲述了作者从事本领域多个项目的工程实践，涉及航空专用集成电路常用的ASIC／SoC／MCM等设计手段，以及机载总线网络协议芯片的设计与实现。最后给出了作者对航空集成电路研制及使用的一些体系性问题的探索和思考，包括如何构建完整的自主可控航空专用集成电路技术及产品体系，如何加强高可靠、高安全集成电路的机理研究以及设计过程质量保障体系建设，如何建立地面全功能、全环境应用验证体系等问题，目的是将航空集成电路研制及使用的风险降到最低。

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这种国际化的产业模式在国内的创新，迅速缩小了我国与世界集成电路在设计、制造、封装和测试技术水平上的差距，不仅生产规模和生产能力迅速扩大，生产技术也在几年内就达到了65～90nm的水平，与国际先进技术水平只差1～2个技术节点。
1.2航空微电子技术及专用集成电路
微电子技术在电子系统中的广泛使用，实现了电子系统的小型化和一体化，促使整机系统向轻、薄、小的方向发展，有力地降低了电子系统的体积、功耗，同时提高了电子系统的可靠性，节约了成本，使电子系统深层次、大规模的应用成为可能。但这些在通用领域得到广泛应用和发展的微电子技术，仍不能满足电子系统的发展对微电子技术的需求，产生了面向特定领域应用的微电子技术，尤其是面向国防领域的微电子技术。
国外大的军工集团都有自己的微电子研究及生产机构，如美国空问公司有自己的微电子研究实验室，休斯公司有微电子部，洛克希德·马丁公司有自己的微电子中心，德国和法国的航空航天公司，以及俄罗斯的航空航天企业都有自己的微电子专用集成电路研究、设计、制造单位。它们面向各自的应用领域开发专用微电子产品，为内部整机配套服务，全面提升整机的核心竞争力。近几十年来，专用微电子技术在军事通信、军事指挥、军事侦察、电子干扰和反干扰、无人机、军用飞机、导弹、雷达、自动化武器系统等方面得到广泛应用，因此，现代战争又被称为“芯片之战”，面向国防的专用微电子技术关系到武器装备发展与国家安全，专用微电子技术在国防装备中应用广泛，对国防装备的作战效能起着关键作用。
航空领域的集成电路和元器件，是航空电子系统的基础，决定着航空电子系统的性能。集成电路和元器件在航空电子系统的广泛应用，引起了航空电子系统结构、概念、功能和性能的本质性变化，从传统的按“物理任务”（雷达、通信、导航、电子战）划分系统的分立式结构体系，转变为按“逻辑功能”（综合探测器、综合处理机、综合显控系统）划分的综合化体系结构。
另外，集成电路和元器件在航空领域的广泛应用，彻底改变了飞机的驾驶、乘坐体验，提高了飞机的性能、舒适性和经济性。以四余度高可靠飞行控制计算机为核心的电传飞控（Fly—By—Wire，FBW）系统为例，它极大地提高了飞机的机动性、稳定性、舒适性和操作性能。全权限数字电调控制器（Full Authority Digital Engine Control，FADEC）不仅可以提高发动机的效率，降低燃油消耗率，而且可以实现发动机的故障诊断和故障预测，提高发动机的出勤率。显示控制计算机将飞机上数量巨大、庞杂的信息以直观易懂的方式显示给飞行员，通过自动驾驶仪自动控制飞行，极大地降低了长途飞行过程中飞机驾驶员的工作强度。机上无线网络系统可供人们网上冲浪和商务办公。娱乐系统使我们在长途旅行中能够欣赏音乐、电影、游戏，减轻旅途的疲劳。
本节首先对航空电子系统的发展历程进行了分析，清晰地看到了每一代航空电子系统的发展都和微电子技术的进步息息相关，在此基础上，进一步论述了微电子技术的进步对航空电子系统发展的推动作用。其次，面向航空电子系统发展的需求，本节对航空电子系统中核心集成电路和元器件进行了分类和总结。

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