VLSI的全称是什么

VLSI：超大规模集成

VLSI代表超大规模集成。VLSI是制造集成电路（IC）的方法，通过将数千个晶体管集成到单个芯片上。VLSI是设计微芯片处理器、集成电路（IC）和组件最受欢迎的技术之一。截至2012年，微芯片包含数十亿个晶体管门，最初设计用于支持数十万个晶体管。尽管微芯片的尺寸随着时间的推移而减小，但它仍然能够容纳惊人数量的晶体管。所有这些晶体管都令人印象深刻地集成在一起。第一款1MB的RAM在其微芯片上拥有超过一百万个晶体管，并采用了VLSI设计技术构建。

超大规模集成（VLSI）的历史与演进

• 在比正常人类寿命还短的时间内，微电子技术已经经历了多达四代的发展。
• 20世纪60年代初，开发了称为小规模集成（SSI）的低密度制造技术，最多可容纳约10个晶体管。20世纪60年代末，当大约100个晶体管可以容纳在单个芯片上时，中规模集成（MSI）迅速取代了它。
• 与前几年军事承担大部分负担的情况不同，正是在这一时期，研究成本开始下降，私营公司开始竞争。第一代集成电路革命的基础是晶体管-晶体管逻辑（TTL），它提供了更高的集成密度，并且比早期的IC系列（如ECL）寿命更长。
• 这个系列的创建是德州仪器（Texas Instruments）、仙童（Fairchild）和国家半导体（National Semiconductors）等行业巨头发展的催化剂。20世纪70年代初，大规模集成（LSI）的出现，将每颗芯片的晶体管数量增加到约1000个。
• 超大规模集成（VLSI）时代始于20世纪80年代中期，当时单个芯片上的晶体管数量已经超过了1000个。尽管已经取得了多项进展，晶体管数量也在不断增加，但像ULSI这样的后续代号通常被避免使用。
• 由于当时导致真空管失效的相同问题——功耗以及它对单个芯片上可容纳门数量的限制——TTL在这种情况下输给了MOS系列。
• 第一款微处理器Intel 4004和8080分别于1972年和1974年发布，标志着集成电路革命的第二阶段的开始。

超大规模集成（VLSI）的主要特点

1. 在VLSI技术开发之前，大多数电路的功能范围都很窄。
2. 一个电子电路可以由ROM、CPU、RAM和额外的粘合逻辑组成。
3. VLSI使得IC设计者可以将所有这些集成到单个芯片上。
4. 通过它可以在单个微型硅芯片上构建如此多的芯片和电路。
5. 20世纪70年代，复杂半导体和通信技术得到发展，这导致了VLSI的诞生。
6. 微处理器包含VLSI计算机。
7. VLSI取代了大规模集成（LSI）、中规模集成（MSI）和小规模集成（SSI）等技术。

超大规模集成（VLSI）设计流程

VLSI IC电路的设计流程为不同的设计级别设有编号系统，并且模块代表不同的设计流程阶段。

1. 首先是规格说明，它提供了将要创建的数字IC电路的架构、功能和接口的抽象描述。
2. 下一步是构建行为描述，以在功能、性能、遵守预定标准和其他要求方面检查设计。
3. HDL用于RTL描述。为了测试功能，会模拟此RTL描述。后续需要使用EDA工具。
4. 使用逻辑综合工具将RTL描述转换为门级网表。门级网表是电路的表示，以门和连接它们的连接方式来描述，以满足时序、功耗和面积要求。
5. 该过程以创建物理布局结束，在发送制造之前进行检查。

超大规模集成（VLSI）技术的优点

1. 与其它电路相比，尺寸更小。
2. 设备效率更高，更具成本效益。
3. 电路工作速度更高。
4. 与独立组件相比，功耗更低。
5. 硬件更可靠。
6. 需要的空间更少，有利于小型化。

超大规模集成（VLSI）设计流程

VLSI IC设计通常包含两个主要阶段或组成部分：

1. 前端设计

前端设计是指使用硬件描述语言（如Verilog、System Verilog和VHDL）进行的数字设计。此外，此步骤还包括通过仿真和其他类型的验证进行的设计验证。设计，从门级开始一直到可测试性设计，也是完整过程的一部分。

2. 后端设计

后端设计包括特性描述和CMOS库设计。还包括物理设计和故障仿真。