2023年甘肅省職業(yè)院校技能大賽集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用賽項(xiàng)任務(wù)書(shū)B(niǎo)卷

年甘肅省職業(yè)院校技能大賽集成電路開(kāi)發(fā)及應(yīng)用賽項(xiàng)

高職組（A卷）[競(jìng)賽時(shí)長(zhǎng)：240分鐘]競(jìng)賽任務(wù)書(shū)加密號(hào)（工位號(hào)）：_________2023年3月

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、集成電路測(cè)試、集成電路應(yīng)用和職業(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15、20、35、25、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.選手在競(jìng)賽過(guò)程中需自行創(chuàng)建測(cè)試程序，并存儲(chǔ)到“D\2023JCDL”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，建議5-10分鐘存盤一次，客觀原因斷電情況下，酌情補(bǔ)時(shí)。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，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。6.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。7.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分鐘后補(bǔ)領(lǐng)元器件將按照規(guī)程要求扣分。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。8.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)。9.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)。

第一部分集成設(shè)計(jì)與仿真選手根據(jù)表1所示的集成電路真值表（其中X0~X7、Y0~Y7將由裁判抽?。褂檬褂肕ultisim14設(shè)計(jì)集成電路，進(jìn)行功能仿真。一、設(shè)計(jì)要求如下：1.元器件僅可選用：ZVP2106G（PMOS）和ZVN2106G（NMOS）（必要的信號(hào)源除外）。2.電路盡可能精簡(jiǎn)，元器件盡可能少。3.芯片引腳：3個(gè)輸入端A、B、C；3個(gè)輸出端X、Y、Z。4.功能：按照表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。Z輸出X和Y的某種運(yùn)算結(jié)果，該運(yùn)算為“與、或、與非、或非、同或、異或”之一。5.仿真設(shè)置：VCC為+5V，A為1kHz，B為2kHz，C為4kHz，要求輸出波形不少于兩個(gè)完整周期且不超過(guò)3個(gè)完整周期。二、現(xiàn)場(chǎng)評(píng)判要求：1.僅展示已完成的電路圖并運(yùn)行仿真，展示出包含全部輸入輸出狀態(tài)的完整的時(shí)序圖。3.現(xiàn)場(chǎng)生成并展示元件清單，不能進(jìn)行增加、刪除、修改、連線等操作，出現(xiàn)此類情況者，判定為操作違規(guī)，本題計(jì)零分。表1集成電路真值表輸入輸出ABCXYZ=X?Y000X0Y0“?”為“與、或、與非、或非、同或、異或”之一001X0Y0010X0Y0011X0Y0100X0Y0101X0Y0110X0Y0111X0Y0注：表1邏輯電平為“正邏輯”，即低電平用“0”表示、高電平用“1”表示。第二部分集成電路工藝仿真一、登錄考試平臺(tái)1.打開(kāi)Chrome瀏覽器，在地址欄中輸入以下網(wǎng)址來(lái)訪問(wèn)考試網(wǎng)站：訪問(wèn)網(wǎng)址：網(wǎng)址現(xiàn)場(chǎng)下發(fā)（需使用英文輸入法輸入網(wǎng)址）詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考“U盤下發(fā)資料”中的工藝仿真登錄說(shuō)明。2.在登錄界面選擇“考務(wù)系統(tǒng)”，選擇“考生”身份，使用下發(fā)的賬號(hào)信息進(jìn)行登錄二、注意事項(xiàng)1.選手登陸后依次進(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)。2.虛擬仿真交互作答時(shí)每一道題目都是相互獨(dú)立的，每完成一個(gè)虛擬仿真的答題后，均需要點(diǎn)擊下方的“提交此題”按鈕，提交成功后會(huì)在下面的答題情況框中出現(xiàn)綠色勾，并自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一題，不提交該道交互動(dòng)畫(huà)題將無(wú)成績(jī)。3.答題完成并確認(rèn)無(wú)誤后，可點(diǎn)擊“提交試卷”按鈕進(jìn)行交卷。注意：（1）提交試卷后無(wú)法再進(jìn)行修改；（2）考試時(shí)間結(jié)束，系統(tǒng)將自動(dòng)提交試卷。三、競(jìng)賽內(nèi)容任務(wù)1:集成電路制造工藝題工藝題中涉及典型集成電路制造工藝的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，包含以下部分:版圖設(shè)計(jì)、晶圓制造、流片工藝、晶圓測(cè)試工藝、集成電路封裝工藝及集成電路測(cè)試工藝等流程知識(shí)點(diǎn)。題型包括了單選題、多選題和填空題。s任務(wù)2:集成電路工藝交互動(dòng)畫(huà)實(shí)操交互動(dòng)畫(huà)實(shí)操涉及典型集成電路制造工藝的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，包含以下部分:晶圓制造、流片工藝、晶圓測(cè)試工藝、集成電路封裝工藝及集成電路測(cè)試工藝等流程知識(shí)點(diǎn)。

第三部分集成電路測(cè)試一、任務(wù)描述比賽現(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VisualStudio2013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)等。6.測(cè)試數(shù)據(jù)顯示要求以下測(cè)試任務(wù)測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示要求：保留三位小數(shù)，其中涉及顯示測(cè)量結(jié)果的單位時(shí)電流統(tǒng)一為“mA”，電壓統(tǒng)一為“V”。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)試的數(shù)字集成電路型號(hào)為74HC191，芯片參考資料參見(jiàn)下發(fā)資料中相應(yīng)文檔。此部分測(cè)試任務(wù)必須先行焊接芯片底座，再將DIP封裝的芯片插入芯片底座。任務(wù)要求：選手應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的測(cè)試工裝電路，并在同一塊MiniDUT板上進(jìn)行測(cè)試電路的搭建，完成焊接裝配后將MiniDUT板裝入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。（1）參數(shù)測(cè)試要求：對(duì)數(shù)字芯片的參數(shù)進(jìn)行測(cè)似（測(cè)試內(nèi)容包含芯片開(kāi)短路測(cè)試、VOH、VOL、IIH、IIL、IDD，具體測(cè)試參數(shù)將現(xiàn)場(chǎng)抽取決定），并將測(cè)試結(jié)果顯示到測(cè)試軟件界面。（要求任務(wù)測(cè)量結(jié)果最少顯示小數(shù)點(diǎn)后3位，并顯示相應(yīng)單位）（2）功能測(cè)試要求：充分利用測(cè)試平臺(tái)資源和芯片功能，完成芯片功能驗(yàn)證或指定應(yīng)用電路搭建與測(cè)試。任務(wù)二、模擬集成電路測(cè)試 需要選手測(cè)試的模擬集成電路型號(hào)為：LMV358，芯片參考資料參見(jiàn)下發(fā)資料中相應(yīng)文檔。此部分測(cè)試任務(wù)必須先行焊接芯片底座，再將DIP封裝的芯片插入芯片底座。任務(wù)要求：選手應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的測(cè)試工裝電路，并在同一塊MiniDUT板上進(jìn)行測(cè)試電路的搭建，完成焊接裝配后將MiniDUT板裝入DUT轉(zhuǎn)換板中，完成測(cè)試平臺(tái)信號(hào)接入，再編寫(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。（1）參數(shù)測(cè)試。要求：對(duì)模擬芯片的參數(shù)進(jìn)行測(cè)似（測(cè)試內(nèi)容包含短路電流、失調(diào)電壓、共模抑制比、失真度、最大不失真電壓，具體測(cè)試參數(shù)將現(xiàn)場(chǎng)抽取決定），并將測(cè)試結(jié)果顯示到測(cè)試軟件界面。（要求任務(wù)測(cè)量結(jié)果最少顯示小數(shù)點(diǎn)后3位，并顯示相應(yīng)單位）（2）功能測(cè)試。要求：充分利用測(cè)試平臺(tái)資源和芯片功能，完成芯片功能驗(yàn)證或指定應(yīng)用電路搭建與測(cè)試。任務(wù)三、綜合應(yīng)用電路測(cè)試 ?根據(jù)下發(fā)的元器件清單和裝配位號(hào)圖完成綜合應(yīng)用電路的裝配。?根據(jù)測(cè)試狀態(tài)設(shè)置及測(cè)試要求，測(cè)試綜合應(yīng)用電路的相關(guān)參數(shù)，完成測(cè)試任務(wù)。?裁判評(píng)判時(shí)，因選手未按照測(cè)試條件設(shè)置狀態(tài)導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果偏差，后果由選手自行承擔(dān)。?綜合應(yīng)用電路板功能引腳說(shuō)明如表2所示。表2電路板功能引腳說(shuō)明序號(hào)引腳編號(hào)功能說(shuō)明1PIN1空腳（已與本板PIN2短接）2PIN2空腳（已與本板PIN1短接）3PIN3模擬電路信號(hào)輸入，根據(jù)任務(wù)書(shū)要求輸入4PIN4模擬電路信號(hào)輸入，根據(jù)任務(wù)書(shū)要求輸入5PIN5空腳（已與本板PIN6短接）6PIN6空腳（已與本板PIN5短接）7PIN7模擬電路信號(hào)輸出8PIN8模擬電路信號(hào)輸出9PIN9空腳（已與本板PIN10短接）10PIN10空腳（已與本板PIN9短接）11PIN11模擬電路增益選擇（低電平有效）12PIN12模擬電路增益選擇（低電平有效）13PIN13模擬正電源輸入電源14PIN14模擬負(fù)電源輸入電源15PIN15模擬電路增益選擇（低電平有效）16PIN16模擬電路增益選擇（低電平有效）17PIN17模擬電路增益選擇（低電平有效）18PIN18模擬電路增益選擇（低電平有效）19PIN19模擬電路增益選擇（低電平有效）20PIN20模擬電路增益選擇（低電平有效）21PIN21GND22PIN22GND23PIN23GND24PIN24GND25PIN25GND26PIN26GND27PIN27GND28PIN28GND28PIN29GND30PIN30DS1顯示編碼輸入A31PIN31DS1顯示編碼輸入B32PIN32DS1顯示編碼輸入C33PIN33DS1顯示編碼輸入D34PIN34DS1小數(shù)點(diǎn)輸入，輸入高電平，DS1小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)亮35PIN35DS2顯示編碼輸入A36PIN36DS2顯示編碼輸入B37PIN37DS2顯示編碼輸入C38PIN38DS2顯示編碼輸入D39PIN39DS2小數(shù)點(diǎn)輸入，輸入高電平，DS2小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)亮40PIN40數(shù)字電源輸入41H1正電源選擇端子42H2負(fù)電源選擇端子說(shuō)明：DS1及DS2顯示編碼輸入為8421BCD碼，對(duì)應(yīng)的DCBA輸入0000~1001，DS1及DS2將對(duì)應(yīng)顯示0~9。增益選擇端口已內(nèi)置上拉電阻。任務(wù)要求：?要求此部分任務(wù)工作電壓為±5V。?調(diào)節(jié)短路帽將H1及H2端子排左邊兩個(gè)排針短接。?固定輸入的直流信號(hào)為：0.6V。?增益選擇為增益檔位1。?DS1、DS2顯示PIN7（PIN8）輸出信號(hào)與PIN3（PIN4）輸入信號(hào)的放大倍率，按照四舍五入的原則保留小數(shù)點(diǎn)后1位，其中DS1顯示高位，DS2顯示低位。DP表示小數(shù)點(diǎn)。電路板功能測(cè)試數(shù)據(jù)表如表3所示。狀態(tài)2對(duì)應(yīng)的增益選擇腳由評(píng)分裁判現(xiàn)場(chǎng)告知（選手經(jīng)裁判告知后，在裁判的監(jiān)督下僅允許修改增益檔位）。測(cè)試結(jié)果直接觀察數(shù)碼管的顯示，不記錄屏幕顯示的測(cè)試結(jié)果。表3電路板功能測(cè)試數(shù)據(jù)表測(cè)試狀態(tài)增益選擇DS1顯示DS2顯示DS1的DP狀態(tài)DS2的DP狀態(tài)狀態(tài)1增益檔位1狀態(tài)2增益檔位2

第四部分集成電路應(yīng)用一、任務(wù)描述選手利用M0主控模塊、人機(jī)交互模塊、溫度傳感器及交通燈模塊實(shí)現(xiàn)溫控?zé)粝到y(tǒng)。按照任務(wù)要求將以上模塊使用杜邦線進(jìn)行連接，然后根據(jù)下發(fā)資料中的案例程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能，評(píng)分時(shí)僅允許選手按照裁判要求展示應(yīng)用功能，禁止選手改動(dòng)代碼和硬件連接。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進(jìn)行連接，功能管腳由選手自行