序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇集成電路布圖設(shè)計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

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引言：隨著集成電路制造工藝的迅猛發(fā)展，集成電路規(guī)模已發(fā)展到超大規(guī)模。由此帶來的利益促使一些廠商通過各種方式獲取他人技術(shù)，利用他人的技術(shù)成果牟取非法利益。因此，保護(hù)集成電路布圖設(shè)計成為有關(guān)各界關(guān)注的問題。我國一直采取積極的態(tài)度對待集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題，在一九五月通過的世界知識產(chǎn)權(quán)組織《關(guān)于集成電路的知識產(chǎn)權(quán)條約》文本上簽字，并于2001年制定了《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》。這一條例初步建立了我國集成電路布圖設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的理論體系，進(jìn)一步完善了我國的知識產(chǎn)權(quán)法律制度。

一、集成電路布圖設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)的特點

布圖設(shè)計作為人類智力勞動的成果，具有知識產(chǎn)權(quán)客體的許多共性特征，應(yīng)當(dāng)成為知識產(chǎn)權(quán)法保護(hù)的對象，其特點主要表現(xiàn)在以下方面：

（一）無形性。

集成電路布圖設(shè)計是指集成電路中各種元件的連接與排列，它本身是設(shè)計人員智慧的體現(xiàn)，是無形的。只有當(dāng)這種設(shè)計固化到磁介質(zhì)或掩膜上，才具有客觀的表現(xiàn)形式，能夠被人們感知、復(fù)制，從而得到法律的保護(hù)。

（二）創(chuàng)造性

集成電路布圖設(shè)計具有創(chuàng)造性，是設(shè)計人自己創(chuàng)作的，有自己的獨特之處。當(dāng)今，要使每次的集成電路布圖設(shè)計都達(dá)到顯著的進(jìn)步是不可能的，新的集成電路產(chǎn)品僅表現(xiàn)為集成度的提高。所以，已頒布集成電路保護(hù)法的國家，均不直接采納專利法中的創(chuàng)造性和新穎性的標(biāo)準(zhǔn)，而是降低要求，以適應(yīng)實際情況。

（三）可復(fù)制性

集成電路布圖設(shè)計具有可復(fù)制性。對于集成電路成品，復(fù)制者只需打開芯片的外殼，利用高分辨率照相機(jī)，拍下頂層金屬聯(lián)接，再腐蝕掉這層金屬，拍下下面那層半導(dǎo)體材料，即可獲得該層的掩膜圖。

由以上特點可以看出，布圖設(shè)計是獨立的知識產(chǎn)權(quán)客體，有著自己的特點。布圖設(shè)計的無形性是知識產(chǎn)權(quán)客體的共性，創(chuàng)造性是專利權(quán)客體的特性，可復(fù)制性是著作權(quán)客體的一個必要特征，因此，傳統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)法律保護(hù)體系難以對布圖設(shè)計進(jìn)行保護(hù)。因而，很多國家基本上不引用著作權(quán)法或?qū)＠▉肀Ｗo(hù)它，而是依據(jù)其特點，單獨制訂法規(guī)，將之作為獨立的客體予以保護(hù)。

二、集成電路布圖設(shè)計知識產(chǎn)權(quán)與其他知識產(chǎn)權(quán)的區(qū)別

1、與版權(quán)的區(qū)別

集成電路的布圖設(shè)計，是一系列電子元件的立體布局，由一系列電子元件及連結(jié)這些元件的導(dǎo)線構(gòu)成，既不是由語言文字，也不是由任何圖形符號構(gòu)成。而版權(quán)只對作品提供保護(hù)。作品是由語言、文字、圖形或符號構(gòu)成的，表現(xiàn)一種思想的智力成果。不論對各國立法及有關(guān)版權(quán)條約中的作品做多么廣泛的解釋，均不包括集成電路的這種封裝在密封材料中，無法用肉眼分辨的立體布圖設(shè)計。

2、與專利的區(qū)別

集成電路的布圖設(shè)計是產(chǎn)品的中間形態(tài)，不具有獨立的產(chǎn)品功能，復(fù)雜的布圖設(shè)計，受保護(hù)的范圍難以用文字描述的方式在權(quán)利要求書中說明。而專利是一種關(guān)于產(chǎn)品或方法或其改進(jìn)的新的技術(shù)方案，對發(fā)明要求具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性，并且專利權(quán)的范圍以權(quán)利要求書的內(nèi)容為準(zhǔn)。因此，對于布圖設(shè)計來說，一般難以受到專利法保護(hù)。目前大多數(shù)國家對專利實行實質(zhì)審查。由于集成電路的技術(shù)復(fù)雜性，對于布圖設(shè)計的新穎性、創(chuàng)造性和實用性的審查，將極為困難，使得實質(zhì)審查很難進(jìn)行。

綜上所述，集成電路布圖設(shè)計知識產(chǎn)權(quán)與傳統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)相比，有其特殊性，傳統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)法無法為集成電路提供充分有效的保護(hù)。但是集成電路的廣泛應(yīng)用又急需法律來提供保護(hù)，因此，必須突破現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)法的界限，以專門立法來保護(hù)集成電路，于是產(chǎn)生了集成電路法。

三、國際上幾個主要的集成電路知識產(chǎn)權(quán)立法

1、美國《半導(dǎo)體芯片法》

美國1984年的《半導(dǎo)體芯片法》內(nèi)容詳盡，包括：定義、保護(hù)的對象、所有權(quán)及其轉(zhuǎn)讓與許可、保護(hù)期限、掩膜作品的專有權(quán)、專有權(quán)的限制、申請登記、專有權(quán)的實施、民事訴訟、與其他法律的關(guān)系、過渡條款及國際過渡條款等。

2、日本《集成電路的電路布局法》

日本《電路布局法》共六章五十六條，并一個附則。由于日本是世界上第二個制定集成電路保護(hù)之專門立法的國家，當(dāng)時，除了美國的《半導(dǎo)體芯片法》之外，并無任何國家的相關(guān)立法可供借鑒，因而其立法深受美國法的影響，在主要內(nèi)容上與美國的《半導(dǎo)體芯片法》大致相似。

3、歐洲共同體《理事會指令》

在美日相繼通過專門立法保護(hù)集成電路布圖設(shè)計以后，一方面出于保護(hù)布圖設(shè)計的需要，另一方面也迫于美國的壓力，歐共體于1986年12月16日通過了《關(guān)于半導(dǎo)體產(chǎn)品布圖設(shè)計法律保護(hù)的理事會指令》（87/54/EEC）（以下簡稱共同體指令）。該指令共4章12條，對于共同體各成員國的集成電路布圖設(shè)計立法有著重大影響。

4、中國《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》

我國早在1991年國務(wù)院就已將《半導(dǎo)體集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》列入了立法計劃，經(jīng)過10年的醞釀，我國的《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》于2001年3月28日由國務(wù)院第36次會議通過，并于2001年10月1日起施行。

總而言之，集成電路的迅速發(fā)展已經(jīng)使集成電路布圖設(shè)計保護(hù)的問題客觀地擺在了我們面前，這是技術(shù)進(jìn)步和社會發(fā)展的必然。本文通過對布圖設(shè)計特點、與其他知識產(chǎn)權(quán)的區(qū)別進(jìn)行分析，期望使讀者能夠初步的了解布圖設(shè)計知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)生的必然性及合理性，為今后在工作中有效地利用《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》保護(hù)布圖設(shè)計打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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一、引言：保護(hù)的意義

集成電路，按照《簡明大不列顛百科全書》的解釋，是指利用不同的加工工藝，在一塊連續(xù)不斷的襯底材料上同時做出大量的晶體管、電阻和二極管等電路元件，并將它們進(jìn)行互聯(lián)。[1]1958年，世界上第一塊集成電路誕生，引發(fā)出一場新的工業(yè)革命。集成電路的發(fā)明和發(fā)展，導(dǎo)致了現(xiàn)代電子信息技術(shù)的興起。在當(dāng)代世界新科技革命發(fā)展進(jìn)程中，以集成電路為基礎(chǔ)、以計算機(jī)和通訊技術(shù)為主體的電子信息是最活躍的先導(dǎo)技術(shù)，同時又是一種嶄新的具有巨大潛力的生產(chǎn)力。而從生產(chǎn)的規(guī)模和市場的效應(yīng)來看，2000年世界上集成電路的銷售額約為2000億美元，目前世界集成電路的人均消費量大約為20-30塊。[2]中國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于60年代，雖然在發(fā)展速度上滯后于發(fā)達(dá)國家，但也已經(jīng)初具規(guī)模并在不斷壯大之中。有人認(rèn)為，“集成電路工業(yè)不僅是現(xiàn)代國際技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭的制高點，而且是影響各國未來‘球籍’的基本因素。如果把石油比作近現(xiàn)代工業(yè)的血液的話，那么完全可以把小小的芯片（集成電路）比作先導(dǎo)和超現(xiàn)代工業(yè)和生活的某種‘母體’，它是一個國家高附加值收益的富源，也是其綜合國力的基石。”[3]因此，從國家的產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向來看，我們需要為集成電路工業(yè)的發(fā)展提供制度上的激勵，而最根本的促進(jìn)措施就是在集成電路的最初開發(fā)完成（形成布圖設(shè)計）的時候賦予開發(fā)者一定的權(quán)利，使相關(guān)保護(hù)可以延及于其后的生產(chǎn)過程。

而從動態(tài)的市場交易層面來考察，我們也可以發(fā)現(xiàn)對集成電路布圖設(shè)計進(jìn)行保護(hù)的意義。依照科斯定理，技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的背后是巨大而復(fù)雜的創(chuàng)造性勞動投入與資本投入，這需要仰仗市場來收回成本與獲取收益，而一個重要的前提是解決市場交易雙方的產(chǎn)權(quán)問題。[4]這一點不僅對含有集成電路的最終產(chǎn)品是重要的，對作為中間產(chǎn)品的集成電路布圖設(shè)計同樣重要。因為在社會化大生產(chǎn)的條件下，專業(yè)的分工越來越細(xì)致，交易不只是在產(chǎn)品最終完成之后才發(fā)生，而是與生產(chǎn)的過程相交織。例如一個手機(jī)的生產(chǎn)廠商可能只進(jìn)行各個部件的組裝，而核心的芯片以及其他的外殼等可能都是由別的開發(fā)商完成的。因此在這里明確集成電路布圖設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)就是非常重要的，實際上這也是任何涉及基礎(chǔ)性技術(shù)的生產(chǎn)領(lǐng)域必然要首先解決的問題。

對集成電路布圖設(shè)計進(jìn)行保護(hù)的另一個基本考慮是維護(hù)投資者的利益。這也是當(dāng)代知識產(chǎn)權(quán)立法的一個漸變的趨勢，在數(shù)據(jù)庫保護(hù)和藥品專利授予等方面也有所體現(xiàn)。集成電路布圖設(shè)計的創(chuàng)造是一個以大量資金為依托、以相當(dāng)?shù)闹橇ν度霝橹鲗?dǎo)、以豐富的相關(guān)技術(shù)來支撐，并仍然有失敗風(fēng)險的研發(fā)過程。[5]而新產(chǎn)品一旦上市，不法廠商利用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，對該芯片進(jìn)行解剖、顯微拍照、逐層腐蝕和分析，或者利用激光技術(shù)逐層掃描、拍照，將芯片的布圖設(shè)計復(fù)制出來，很快就能仿制出該芯片并大量生產(chǎn)，并以較低的價格占領(lǐng)原開發(fā)者的市場。[6]在這種情況下，知識產(chǎn)權(quán)法應(yīng)當(dāng)為付出大量投資和智力勞動并最早生產(chǎn)出有益的集成電路產(chǎn)品的主體提供恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。

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1集成電路布圖設(shè)計獨創(chuàng)性

集成電路布圖設(shè)計，簡稱布圖設(shè)計（Layout Design），是制造集成電路產(chǎn)品中非常重要的一個環(huán)節(jié)。世界知識產(chǎn)權(quán)組織《集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)條約》規(guī)定：布圖設(shè)計是指集成電路中多個元件，其中至少有一個是有源器件和部分或全部集成電路互聯(lián)的三維配置，或者是指為集成電路的制造而準(zhǔn)備的這樣的三維配置。三維配置可以體現(xiàn)獨創(chuàng)性，按照我國《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條列》第四條獨創(chuàng)性是指“其創(chuàng)作者的智力勞動成果，并且在創(chuàng)作時，該布圖設(shè)計在布圖設(shè)計的創(chuàng)作者和集成電路制造者中不是公認(rèn)的常規(guī)設(shè)計。”從這個定義可以看出滿足獨創(chuàng)性必須達(dá)到兩個條件：1是在行為上，要求是其創(chuàng)作者運用自己智力的精心之作，即非抄襲的；2要得到業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)不屬于當(dāng)時他們所認(rèn)為的常規(guī)的設(shè)計。這兩 個條件同時并存，后者是前者的結(jié)果。1

2 集成電路布圖設(shè)計獨創(chuàng)性的判斷

美國發(fā)生過兩起著名的布圖設(shè)計侵權(quán)案例，Brooktree V Advanced Micro Devices案和Altera v. Clear Logic案。這兩起案件對如何判斷布圖設(shè)計的獨創(chuàng)性具有重要的指導(dǎo)意義。基本確立了“書面痕跡”和“實質(zhì)相似”標(biāo)準(zhǔn)。在Brooktree案中原告Brooktree公司（以下簡稱B）稱Advanced Micro Devices（以下簡稱AMD）公司剽竊了其布圖設(shè)計中的核心單元，即帶有 10 個晶體管的 SRAM，因此對 AMD公司提起侵權(quán)訴訟。AMD公司則認(rèn)為只復(fù)制了上述掩膜作品的80%沒有全部復(fù)制,并且其掩膜作品是在反向工程的基礎(chǔ)上得出不構(gòu)成侵權(quán)。在Alter案件中，Alter公司認(rèn)為Clear Logic公司復(fù)制了其芯片中晶體管集群組件的位置布置。Clear Logic公司則認(rèn)為芯片中晶體管集群組件的位置布置只是一種方法或概念，不受《芯片保護(hù)法》的保護(hù)，同時也以反向工程進(jìn)行抗辯。

（一）實質(zhì)相似標(biāo)準(zhǔn)。在Brooktree案中，地區(qū)法院在給陪審團(tuán)的指示中寫道：《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法》不僅禁止對整個布圖設(shè)計進(jìn)行復(fù)制，而且禁止對布圖設(shè)計的實質(zhì)部分進(jìn)行復(fù)制。最后陪審團(tuán)根據(jù)地方法院指示的內(nèi)容以及雙方的爭論、舉證，認(rèn)定了被告AMD的布圖設(shè)計與原告Brooktree的布圖設(shè)計實質(zhì)相似，因此認(rèn)定AMD構(gòu)成侵權(quán)。法院還認(rèn)為，盜用布圖設(shè)計的實質(zhì)部分就會構(gòu)成侵權(quán)便會構(gòu)成侵權(quán)，并不需要證明兩個布圖設(shè)計的每一個部分都相似。因此AMD的主張說只復(fù)制了80%，沒有全部復(fù)制而不構(gòu)成侵權(quán)并不成立。在Altera案件中，法院同樣認(rèn)為：“正如一個人抄襲了一本書的一章就能夠構(gòu)成侵權(quán)一樣，一個人如果復(fù)制了一個布圖設(shè)計相當(dāng)重要的一部分也需要承擔(dān)侵權(quán)責(zé)任。”Clear Logic的產(chǎn)品與Altera的三塊集成電路布圖設(shè)計構(gòu)成實質(zhì)相似，因此法院最后宣判Clear logic構(gòu)成侵權(quán)。

(二) 書面痕跡標(biāo)準(zhǔn)。書面痕跡標(biāo)準(zhǔn)也稱“辛苦和投入標(biāo)準(zhǔn)”標(biāo)準(zhǔn)，指在集成電路布圖設(shè)計反向工程中對原設(shè)計進(jìn)行分析和研究，并付出了大量的辛苦和投入并有自己的獨創(chuàng)性智力勞動，那么這樣的作品是受到法律保護(hù)。在Brooktree案中AMD指出，自己在開發(fā)過程中進(jìn)行了很多投入，同時提供了書面痕跡來證明自己所進(jìn)行的是反向工程而不是簡單的復(fù)制，通過書面痕跡可以看出，AMD的卻花費了很多的時間和精力來分析B的布圖設(shè)計，但是并沒有成功，AMD曾嘗試設(shè)計過6個晶體管和 8 個晶體管結(jié)構(gòu)的布圖設(shè)計，但最終并沒能正確分析出B布圖設(shè)計核心單元使用的是10個晶體管的結(jié)構(gòu)，AMD后來只是通過Brooktree另一家競爭公司的職員得知了這個結(jié)構(gòu)。AMD在得知10個晶體管的結(jié)構(gòu)后并沒有進(jìn)一步的實驗便很快生產(chǎn)出與B實質(zhì)相同的SRAM單元，法院最后認(rèn)定AMD的確在某種程度上進(jìn)行了獨立的創(chuàng)作，但不能完全因此獲得獨創(chuàng)性，AMD并沒有采取其他的可替代的晶體管配置，只是簡單復(fù)制了B的布圖設(shè)計，因此不能認(rèn)定是反向工程不具有獨創(chuàng)性。毫無疑問，書面痕跡對于被告來說確實是證明反向工程的最好證據(jù)，但是書面痕跡只能證明被告在研究、分析原告布圖設(shè)計過程中所付出的辛苦和投入，如果過于注重書面痕跡，就會導(dǎo)致僅將反向工程的成立建立在被告所作的投入上。這樣很有可能侵權(quán)者花費大量的時間和精力對先前布圖設(shè)計進(jìn)行了分析和研究產(chǎn)生了大量的書面痕跡，而目的只是為了生成在先布圖設(shè)計的復(fù)制件，這與布圖設(shè)計的立法保護(hù)目的是相違背的，立法目的在于促進(jìn)競爭和科技創(chuàng)新，如果只是簡單的進(jìn)行了重復(fù)性的工作，沒有自己的獨創(chuàng)性勞動，這樣的作品是不受到保護(hù)。因此書面痕跡只能作為分析和評價的證據(jù)，但是不能作為第二布圖設(shè)計就具有獨創(chuàng)性的這樣一個結(jié)論。并且反向工程的目的是為了讓競爭者提供第二來源的芯片，使與其在先的芯片兼容或者對現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)做出改進(jìn)。

(三)兼用標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)由Lee Hsu 提出，該標(biāo)準(zhǔn)在判斷被控布圖設(shè)計是否具有獨創(chuàng)性時包含兩個步驟。第一步，首先根據(jù)被告提出的文檔和資料來判斷被告在分析、評價先前布圖設(shè)計中付出了多大的努力，如果被告不能提供資料和證據(jù)，那么他就不是在進(jìn)行反向工程，反向工程不成立。第二步，如果被告成功證明了第一步，那么接下來還需要證明第二步，即證明自己的布圖設(shè)計與原告的布圖設(shè)計并不實質(zhì)相同。也就是說要有設(shè)計者的智力創(chuàng)作勞動，與原設(shè)計有一點點的差異性，微小的差異性就能達(dá)到。這種標(biāo)準(zhǔn)實質(zhì)相同的判斷方法是：一個理性的專家站在被告的立場僅通過對原告的布圖設(shè)計進(jìn)行仔細(xì)分析便能夠設(shè)計出在形狀、功能上與原告布圖設(shè)計兼容的布圖設(shè)計，而不需要采用任何與原告布圖設(shè)計實質(zhì)相似的部分，那么這時如果被告采用了與原告布圖設(shè)計實質(zhì)相似的部分，則兩個布圖設(shè)計構(gòu)成實質(zhì)相同，反向工程不成立。2

這種標(biāo)準(zhǔn)的獨特在于要借助專家證人的作證，法官不能獨立判斷，因為集成電路布圖設(shè)計的產(chǎn)業(yè)特點，引入專家證人這是可取的，在專利侵權(quán)案件中也是經(jīng)常引入專家證人才能更好的公正的解決案件。一方面對于集成電路領(lǐng)域的專家證人來說，在對原告的布圖設(shè)計進(jìn)行研究和分析之后，認(rèn)為是否還有其他的途徑來設(shè)計在性能，功能，和形狀上相兼容的布圖設(shè)計這是比較容易判斷的，比完全從布圖設(shè)計的元件擺放，連線來判斷兩個設(shè)計方面的差異來說，這方面的判斷相對來說要容易得多；另一方面也減少了法官對集成電路布圖設(shè)計專業(yè)領(lǐng)域不是很熟悉的困境，一般法官和陪審團(tuán)對專業(yè)領(lǐng)域都不是很熟悉，這就需要借助專家證人的證詞。

還有學(xué)者提出了性能優(yōu)越標(biāo)準(zhǔn)和功能改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，這兩種標(biāo)準(zhǔn)要求第二布圖設(shè)計要比第一布圖設(shè)計在性能上或者功能上更加優(yōu)越或者有所改進(jìn)，才能具有獨創(chuàng)性。這種兩種標(biāo)準(zhǔn)明顯對反向工程提出了更高的要求，鑒于反向工程的一個重大目的是讓市場提供與在先集成電路兼容的第二資源集成電路，從而使公眾有所選擇從中獲益。而性能優(yōu)越標(biāo)準(zhǔn)和功能改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對反向工程提出了更高的要求，部分違反了反向工程的立法目的。

王桂海 羅蘇平 集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)及司法鑒定探討 [J]中國司法鑒定 2006（10）

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“鉅銳案”的判決是我國集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的一個歷史性的重大事件，對于集成電路布圖設(shè)計侵權(quán)案的統(tǒng)一裁判尺度和法律適用標(biāo)準(zhǔn)以及促進(jìn)集成電路技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都具有重要意義，堪稱經(jīng)典性指導(dǎo)案例。

一、集成電路的布圖設(shè)計是集成電路芯片核心技術(shù)的表現(xiàn)形式

集成電路布圖設(shè)計表面上看是一種圖形設(shè)計，實質(zhì)上布圖設(shè)計凝聚了集成電路設(shè)計思想的精華，圖形是最后呈現(xiàn)的形式。布圖設(shè)計是指實現(xiàn)某一電子功能，集成在某一半導(dǎo)體材料的基片上的集成電路全部元件與部分或全部連線的三維配置；布圖設(shè)計不僅準(zhǔn)確映射了設(shè)計者所設(shè)計電路的邏輯關(guān)系和輸入輸出關(guān)系，而且事關(guān)集成電路芯片的參數(shù)和指標(biāo)。判定集成電路是否構(gòu)成侵權(quán)，可以根據(jù)爭議芯片兩者的元件、元件空間布局、元件連接關(guān)系、連接線路排布與走向、元件及線路的尺寸規(guī)格等是否相同，即兩集成電路全部元件與連線的三維配置是否相同。布圖設(shè)計是創(chuàng)作者的智力勞動成果，應(yīng)當(dāng)予以保護(hù)。

二、集成電路的布圖設(shè)計易于復(fù)制和抄襲，必須依法保護(hù)

布圖設(shè)計是以某種信息狀態(tài)存在的。布圖設(shè)計在集成電路芯片中表現(xiàn)為一定的圖形，在掩模版上，布圖設(shè)計也是以圖形方式存在的；借助于計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，布圖設(shè)計以數(shù)字化代碼的方式存在于各種存儲介質(zhì)中；在計算機(jī)控制的電子束曝光裝置或離子注入機(jī)中，布圖設(shè)計同樣以代碼的方式存在。通過相關(guān)設(shè)備，人們可以感知這些數(shù)字化代碼信息。在不同的載體上，布圖設(shè)計以不同的信息狀態(tài)存在，同樣，可以不同的方式被復(fù)制。因此，要保護(hù)設(shè)計者的知識產(chǎn)權(quán)，就要依法對獨創(chuàng)的布圖設(shè)計進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》，依法取得專有權(quán)是知識產(chǎn)權(quán)所有者保障權(quán)益的有效途徑。集成電路設(shè)計的從業(yè)人員是最有條件接觸、復(fù)制、傳播布圖設(shè)計的，權(quán)益所有人應(yīng)與設(shè)計人員明確產(chǎn)權(quán)關(guān)系并簽署保密協(xié)議，設(shè)計人員應(yīng)自覺遵守法律法規(guī)，尊重所有者權(quán)益。

篇（5）

Judicial Forensic Evaluation

and Integrated Circuits Intellectual Property Protection

FAN Bing, XIE Xue-jun

(CSIP Intellectual Property Expertise Center of Judicature, Beijing 100038,China)

Abstract: This article introduces the status of the integrated circuit-related intellectual property protection in China and the integrated circuit intellectual property protection system. Further information on the role of judicial forensic in IC related intellectual property disputes , and the current forensic principles and methods. Finally, methods for protection of intellectual property rights in China's IC industry were discussed.

Keywords: Judicial Forensic;integrated circuit; intellectual property

1引言――集成電路相關(guān)

知識產(chǎn)權(quán)糾紛的現(xiàn)狀

近年來中國電子信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,帶動了集成電路產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。然而,與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀形成鮮明對比的是,代表著產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力的產(chǎn)業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)狀況卻不容樂觀。國外大公司戰(zhàn)略布局了大量專利,在高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊M(jìn)行打壓,針對中國集成電路企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)糾紛頻頻發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計,2002年以來已有10多家中國集成電路企業(yè)被卷入國際知識產(chǎn)權(quán)糾紛,訴訟案件近20起。這些知識產(chǎn)權(quán)糾紛往往針對國內(nèi)集成電路某些領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)進(jìn)行,并且目的明確,均經(jīng)過周密籌劃。無論訴訟的結(jié)果如何,無疑都對被訴企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極為不利的影響。同時國內(nèi)集成電路企業(yè)之間的知識產(chǎn)權(quán)糾紛也不斷涌現(xiàn)。知識產(chǎn)權(quán)競爭已經(jīng)成為集成電路企業(yè)間最高層次的競爭,成為技術(shù)、資金、市場、關(guān)稅之后,集成電路企業(yè)間展開競爭的主要手段。

2集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度介紹

世界各國對于集成電路知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)主要體現(xiàn)為對集成電路布圖設(shè)計的保護(hù),通常的保護(hù)模式可分為三種:專利法保護(hù)、版權(quán)法保護(hù)以及專門立法保護(hù)。

部分國家將集成電路的布圖設(shè)計作為一種可專利的技術(shù)方案,通過授予其專利權(quán)的方法來進(jìn)行保護(hù)。也有部分國家將集成電路的布圖設(shè)計作為一種圖形作品納入版權(quán)法中作品的范圍,通過版權(quán)法給予保護(hù)。例如,美國1984年制定的《半導(dǎo)體芯片保護(hù)法案》,該法案明確采用類似版權(quán)的保護(hù)方式對集成電路進(jìn)行保護(hù),并將這一理念延伸到美國版權(quán)法中,將其保護(hù)客體界定為“掩模作品”,而不是簡單地視為“掩模”。在美國,集成電路作為一種單獨的作品種類已經(jīng)被納入了廣義版權(quán)法的保護(hù)范圍[3]。但在實踐中,通過專利制度或者版權(quán)制度保護(hù)集成電路布圖設(shè)計都存在一定的不足,通過專門立法加以保護(hù)成為目前世界各國立法,包括國際條約的普遍選擇。

自美國之后,至今共有50多個發(fā)達(dá)國家和地區(qū)制定了保護(hù)集成電路布圖設(shè)計的國內(nèi)法。

在集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)領(lǐng)域,最重要的國際公約是1989年世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)在華盛頓締結(jié)的《關(guān)于集成電路的知識產(chǎn)權(quán)條約》(即“華盛頓條約”)以及1994年關(guān)貿(mào)總協(xié)定締結(jié)的知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議(即"TRIPS協(xié)議")。前者是集成電路知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域中第一個國際公約。我國也是七個簽字國之一,但該條目至今尚未生效。后者對集成電路布圖設(shè)計知識產(chǎn)權(quán)提出了更高水平的保護(hù),并援引了前者的一些實體規(guī)定,使集成電路布圖設(shè)計保護(hù)國際進(jìn)程大大加快[4]。

在我國,集成電路布圖設(shè)計的立法起步較晚。2001年3月28日,國務(wù)院常務(wù)會議審議通過了《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例》(以下簡稱《條例》),共六章三十六條,自2001年10月1日起施行,以行政法規(guī)單獨立法的形式確認(rèn)了對集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)的保護(hù)。

2001年9月18日,國家知識產(chǎn)權(quán)局了《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)條例實施細(xì)則》,從程序和手續(xù)上保證《條例》規(guī)定的基本權(quán)利義務(wù)實現(xiàn),共分六章四十三條,也自2001年10月1日起施行。

此外,國家知識產(chǎn)權(quán)局還于2001年11月28日了《集成電路布圖設(shè)計行政執(zhí)法辦法》,就國家知識產(chǎn)權(quán)行政機(jī)關(guān)處理侵犯布圖設(shè)計專有權(quán)的糾紛、調(diào)解侵犯布圖設(shè)計專有權(quán)的具體程序、辦法作了更進(jìn)一步的闡釋。

最高人民法院還從司法審判實踐的角度,于2001年10月30日《最高人民法院關(guān)于開展涉及集成電路布圖設(shè)計案件審判工作的通知》,就案件的歸類、管轄、訴前責(zé)令停止有關(guān)行為、中止訴訟等實踐操作進(jìn)行了明確。

目前,我國在集成電路布圖設(shè)計方面的條例和法規(guī)還缺乏系統(tǒng)性,在法律效力和立法層次上均處于較低水平,無法為集成電路行業(yè)發(fā)展提供有效的法律和制度保障。因此,有人大代表在兩會期間提議有必要盡快制訂《集成電路布圖設(shè)計保護(hù)法》,為集成電路產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新提供強(qiáng)有力的法律保障。

3司法鑒定在相關(guān)糾紛中的作用

所謂知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)行為判定的規(guī)則是指法官在知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)案件審理過程中應(yīng)該共同遵守的規(guī)律性的步驟,在知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)行為判定的過程中,一般應(yīng)遵循以下規(guī)則[5]:

(1)有效性審查規(guī)則,即主動對權(quán)利有效性進(jìn)行審查;

(2)權(quán)利范圍確定的規(guī)則,即以權(quán)利的客體為中心確定保護(hù)范圍;

(3)關(guān)聯(lián)性原則,即由原告確定被控侵權(quán)物或者行為以及證明與被告的關(guān)聯(lián)性;

(4)比對的規(guī)則,即把原告權(quán)利范圍中的構(gòu)成要素與被控侵權(quán)物或行為相比較,做出是否相同或者相似的判斷。

對于涉及集成電路知識產(chǎn)權(quán)的糾紛案件,一般主要涉及到專利、商業(yè)秘密和集成電路布圖設(shè)計等。鑒于集成電路案件涉及的技術(shù)含量較高,且技術(shù)更新?lián)Q代很快,涉及被控侵權(quán)物或者行為與原告的權(quán)利進(jìn)行技術(shù)方面對比時,法官通常要借助于專家或者專業(yè)的鑒定機(jī)構(gòu)。主要有三種方式:其一,邀請專家以人民陪審員的身份,作為合議庭成員參與案件的審理,對案件中涉及的技術(shù)問題作出判斷,涉及到法律問題則由法官進(jìn)行判斷,許多法院已經(jīng)進(jìn)行了這方面的嘗試,取得了較好的效果;其二,根據(jù)案件所涉及的專業(yè)技術(shù),通過該技術(shù)的專業(yè)協(xié)會,組織行業(yè)知名的專家組成專家組,法院委托該專家組對涉案技術(shù)進(jìn)行判斷,形成專家組的意見,這就是證據(jù)法中所稱的專家證言;其三,法院委托專業(yè)的鑒定機(jī)構(gòu),對涉案技術(shù)進(jìn)行鑒定。應(yīng)注意的是,法院無論是委托專家還是委托鑒定機(jī)構(gòu),僅對技術(shù)問題作出鑒定結(jié)論,是否構(gòu)成侵權(quán)應(yīng)由法官作出判斷[5]。

筆者走訪過一些知識產(chǎn)權(quán)廳的法官,在審理集成電路相關(guān)的案件時,對一些關(guān)鍵的技術(shù)問題的判斷一定程度上需要依據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)出具的鑒定報告。一般集成電路相關(guān)案件主要涉及到專利權(quán)、商業(yè)秘密和集成電路布圖設(shè)計等方面。下面筆者以集成電路布圖設(shè)計侵權(quán)的技術(shù)鑒定為例來介紹。

4司法鑒定方法的討論

鑒定需要完成兩個目標(biāo),即對集成電路布圖設(shè)計進(jìn)行的原創(chuàng)性判斷和相似性分析。

對于原創(chuàng)性鑒定,原創(chuàng)性的體現(xiàn)可以通過下列幾個方面來綜合判斷[1]:

(1)功能性(function)――指該集成電路布圖設(shè)計具有什么樣的特定的電氣功能和邏輯功能。這里的“功能”不僅僅停留在集成電路布圖設(shè)計登記時所要求的如“邏輯”、“存儲”、“線性”、“微機(jī)”、“其他”等這樣籠統(tǒng)的分類描述,而是從這個大類別下具體、詳細(xì)地,從名稱到能完成什么樣的任務(wù)去判斷。

(2)選擇性(selection)――該芯片的材料性質(zhì)、集成規(guī)模的大小、結(jié)構(gòu)類別、技術(shù)類別、基本技術(shù)指標(biāo),該布圖設(shè)計選擇什么樣(類型)的元件以及元件的數(shù)量、集成度等。

(3)布局性(distribution)――如元件是如何分配在基片各層上,分配在該層的什么位置上。

(4)互連性(Interconnection)――這些分配在基片之上或之中的元件之間具有什么樣的連接關(guān)系,全部或者是哪些局部作了連線。

(5)組合性(combination)――由元件的互連而構(gòu)成什么樣的特定組合,以完成其選定的功能。

對這些方面如果作出獨立的構(gòu)思與設(shè)計,其結(jié)果應(yīng)當(dāng)是與當(dāng)時的常規(guī)性設(shè)計有所區(qū)別的,一般足以達(dá)到被公認(rèn)為非常規(guī)性的水平。

對相似性鑒定,鑒定人亦僅對雙方是否存在實質(zhì)相似性作出判斷。司法鑒定文書,“不得有案件定性和確定當(dāng)事人法律責(zé)任的內(nèi)容”。

集成電路所集成的元器件極多,逐項比較難以實現(xiàn)。通過文獻(xiàn)[1]所提出的以下幾個步驟結(jié)合起來,可以對集成電路布圖設(shè)計的相似性作出較準(zhǔn)確的判斷:

(1)類別比較:先按我國集成電路布圖設(shè)計登記所要求的布圖設(shè)計分類,從結(jié)構(gòu)(5種)、 技術(shù)(8種)、功能(5種)作最頂層的比較。

(2)全局位置對比:可同時分析布圖設(shè)計的布局性、選擇性和組合性。首先比較芯片的大小和形狀,這是設(shè)計者首先要選擇的。布圖的布局是設(shè)計者設(shè)定的,體現(xiàn)一定程度的組合性和配置意圖,獨立設(shè)計者之間不會生成完全相同的結(jié)果。

(3)采樣的局部比較:除了整體器件對比之外,對于元件級的對比,可以用隨機(jī)采樣的手段,提取一部分雙方對應(yīng)的設(shè)計結(jié)果,包括有源元件、電阻、電容的布置等、進(jìn)行比較。

(4)采樣比較元件之間的連線關(guān)系:互連性是獨創(chuàng)性的重要體現(xiàn)。互連線在整個布圖設(shè)計中往往有“牽一發(fā)動全身”的關(guān)系,鑒定人可通過元件間的互連關(guān)系判斷其相似性。

(5)元、器件間的邏輯關(guān)系比較:組合和連線,其結(jié)果體現(xiàn)在電路的邏輯關(guān)系上,這種關(guān)系可以通過輸入/輸出的信號狀態(tài)來間接表示。在測試平臺中用測試模式測定該芯片的技術(shù)性能,通過信號波形、時間周期等關(guān)系的對比,可以進(jìn)一步判定雙方的相似程度。

(6)具體的技術(shù)參數(shù)比較:集成電路的許多參數(shù),如它能實現(xiàn)的功能、指標(biāo)、元件數(shù)量、元件參數(shù)值、工作電流、休眠電流、工作電壓、工作頻率等等,經(jīng)過測定,通過這方面的相似性可以推斷電路模式及元、器件參數(shù)值的相似程度。

(5)(6)這兩步,是利用芯片的專用測試平臺上測試的。若兩個芯片,都適用于同一專用測試平臺,可稱之為這兩個芯片對這個平臺具有“互用性”,這種情形下,這兩者或者是同一種芯片,或者是具有實質(zhì)相似性的芯片。

(7)指令集比較:如果集成電路可執(zhí)行某類指令集,則指令集的相同與否,可以判定芯片的整體上邏輯結(jié)構(gòu)是否相同。而整體邏輯結(jié)構(gòu)則是芯片技術(shù)的核心部分,是其獨創(chuàng)性的重要體現(xiàn)。

以上測試,可以全都進(jìn)行,也可以進(jìn)行其中一部分,以能夠充分準(zhǔn)確地說明相似性的程度為準(zhǔn)。

5從司法鑒定角度

對集成電路企業(yè)的建議

集成電路企業(yè)屬于高新技術(shù)企業(yè),根據(jù)所屬行業(yè)的特點,對知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)關(guān)系到一個集成電路企業(yè)的生死存亡,除了對其核心技術(shù)進(jìn)行專利申請保護(hù)和對芯片進(jìn)行集成電路布圖設(shè)計保護(hù)登記之外,用不斷完善的知識產(chǎn)權(quán)管理來維護(hù)其核心競爭力。加強(qiáng)對非公開技術(shù)秘密的保護(hù),可通過將商業(yè)秘密在有資質(zhì)的鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)秘密備案,起到一定的保護(hù)效果。只有這樣,一旦相關(guān)糾紛案件發(fā)生時才能夠占領(lǐng)先機(jī),維護(hù)企業(yè)自身的利益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王桂海,羅蘇平. 集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)及司法鑒定探討[J]. 中國司法鑒定, 2007(1).

[2] 曹偉. 集成電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)評析[J]. 現(xiàn)代法學(xué). 2007(3).

[3] 鄭勝利. 集成電路布圖設(shè)計保護(hù)法比較研究[J]. 中外法學(xué), 2002 (2) : 185 .

[4] 淺談集成電路布圖設(shè)計的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度,

[5] 曹波. 論知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)行為的判定. 山東審判. 2005 21(1).

篇（6）

2010年1月，鉅泉公司在公證人員陪同下，前往雅創(chuàng)公司經(jīng)營場所購買了RN8209G型號的集成電路芯片100片。3月，鉅泉公司向上海市第一中級人民法院提訟。法院根據(jù)鉅泉公司申請，作出證據(jù)保全裁定。扣押了銳能微公司RN8209G芯片2片，并復(fù)制含有集成電路布圖設(shè)計的相關(guān)資料。

4月，銳能微公司向國家知識產(chǎn)權(quán)專利復(fù)審委員會提出相關(guān)撤銷申請，專利復(fù)審委員經(jīng)審查后未發(fā)現(xiàn)鉅泉公司布圖設(shè)計專有權(quán)存在不符合規(guī)定可以被撤銷的缺陷，遂于6月終止撤銷程序。在一審過程中，鉅泉公司直指銳能微公司、雅創(chuàng)公司侵犯了其集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)，要求兩被告立即停止侵權(quán)行為、銷毀侵權(quán)產(chǎn)品及產(chǎn)品宣傳資料、在相關(guān)媒體公開道歉、賠償鉅泉公司經(jīng)濟(jì)損失等共計1500萬元。

爭論焦點

銳能微公司在訴訟中向國家知識產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委員會提出撤銷鉅泉公司涉案布圖設(shè)計專有權(quán)的申請，以達(dá)到“釜底抽薪”效果，后國家知識產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委員會因未發(fā)現(xiàn)可被撤銷的缺陷而終止了撤銷程序。

銳能微公司委托上海一家鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行鑒定，鑒定結(jié)論是鉅泉公司所主張的10個獨創(chuàng)點不具有獨創(chuàng)性，屬于常規(guī)設(shè)計。但因系單方委托，法院未予采信。鑒于案件涉及專業(yè)知識，一審法院委托北京紫圖知識產(chǎn)權(quán)司法鑒定中心（以下簡稱紫圖鑒定中心）對關(guān)乎構(gòu)成侵權(quán)與否的關(guān)鍵問題進(jìn)行司法鑒定，即銳能微公司制造、銷售的RN8209G和RN8209集成電路產(chǎn)品中的布圖設(shè)計與鉅泉公司 ATT7021AU集成電路布圖設(shè)計是否相同或者實質(zhì)性相似，以及如存在相同或者實質(zhì)性相似則該部分的布圖設(shè)計是否具有獨創(chuàng)性。

經(jīng)技術(shù)對比和判斷，紫圖鑒定中心出具的《鑒定意見書》最終認(rèn)定，銳能微公司產(chǎn)品RN8209、RN8209G中的布圖設(shè)計與鉅泉公司主張的獨創(chuàng)點5（數(shù)字地軌與模擬地軌銜接的布圖）相同和獨創(chuàng)點7（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的布圖）中第二區(qū)段獨立升壓器電路的布圖相同；上述兩個點具有獨創(chuàng)性，且不屬于常規(guī)設(shè)計。

對此，鉅泉公司基本認(rèn)同，而銳能微公司則強(qiáng)烈質(zhì)疑，認(rèn)為上述兩個獨創(chuàng)點屬于常規(guī)設(shè)計；即使具有獨創(chuàng)性，該兩部分布圖設(shè)計亦僅占整個芯片布圖設(shè)計的很小部分，不到1%，兩家公司布圖設(shè)計的相似度很低，既不相同，也不構(gòu)成實質(zhì)性相似，不應(yīng)當(dāng)判定為侵權(quán)。

篇（7）

從20世紀(jì)50年代第一個晶體管問世之后，集成電路制造工藝按照“摩爾定律”飛速發(fā)展，到2012年，中國的集成電路產(chǎn)品產(chǎn)量位居世界第一，占全球出貨量的比重達(dá)到90.6%。隨著集成度的提高，芯片內(nèi)部晶體管數(shù)目越來越多，傳統(tǒng)的手工設(shè)計和小規(guī)模的設(shè)計模式已經(jīng)無法適應(yīng)集成電路越來越高的復(fù)雜性。因此，大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，極力推動我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將會極大地促進(jìn)我國的國民經(jīng)濟(jì)和人民的生活水平。然而，與飛速增長的集成電路相比，相關(guān)的集成電路設(shè)計能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時代的腳步，電路的復(fù)雜性以每年58%的速度在增長，相應(yīng)的設(shè)計能力每年的長幅只有21%。Datapath模塊在電路中出現(xiàn)的頻率越來越高，有資料顯示，在現(xiàn)代微處理器中，Datapath模塊的面積已經(jīng)達(dá)到總面積的30%～60%，Datapath已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字集成電路的非常重要的組成部分。因此，Datapath單元布局的問題也引起人們的極大重視。如果這一類電路能夠被很好的布局布線，那么電路的集成度和性能將會有很大提高，同時時延、布局面積和擁擠度等都會有所改善。

1 國內(nèi)外datapath布局的基本情況

傳統(tǒng)的布局布線方法只是基于時延、布局面積和擁擠度等作為約束條件進(jìn)行優(yōu)化，數(shù)據(jù)通路本身的特殊性在布局布線當(dāng)中并沒有得到充分的考慮，因此，這種高性能規(guī)則化的數(shù)據(jù)通路電路在布局布線當(dāng)中沒有達(dá)到良好的效果。總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有的設(shè)計流程和算法，大致可以分為兩種類型，一類是綜合工具，一類是提取工具。

Terry Tao Ye提出的抽象物理模型算法屬于綜合工具：該算法對電路綜合前的邏輯設(shè)計信息進(jìn)行整理，對其中的功能塊進(jìn)行建模，對每一種運算單元建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單元組，并抽象成具有不同I/O數(shù)量和類型的矩形，然后在布局前預(yù)處理網(wǎng)表，采用匹配的方法決定標(biāo)準(zhǔn)單元的歸屬，并把這些單元在布圖區(qū)域里進(jìn)行映射從而完成布局。A.Chowdhary提出的一個自動模板匹配法也屬于綜合工具，該算法同樣是根據(jù)電路邏輯設(shè)計的結(jié)果自動生成一些模板，然后對網(wǎng)表中的單元進(jìn)行匹配，不同的是，他建立的單元組是樹狀的。上述這兩種方法擁有“綜合工具”類方法的共同點，就是在提取規(guī)則性信息時要求回溯到綜合階段以前的硬件描述語言中，從中得到大多數(shù)信息。但是，在大多數(shù)實際情況中，布局算法的輸入是純粹的綜合后的電路網(wǎng)表，并沒有初始硬件描述，原有的規(guī)則性信息在綜合后都丟失了，這類算法在這種情形下幾乎不再適用。“提取工具”類算法恰好相反，它是在電路網(wǎng)表中通過一定的提取算法進(jìn)行規(guī)則性信息的提取，而不需要電路綜合前的硬件描述信息，因而特別適用于一般意的datapath單元布局。R.X.T. Nijssen提出了一種基于單元連接關(guān)系分析的提取算法，該算法通過分析單元連接度和數(shù)據(jù)流向等電路屬性來判斷單元之間的關(guān)系，并據(jù)此提取規(guī)則單元。國內(nèi)清華大學(xué)的博士也提出了一種基于單元規(guī)則排列的datapath布局算法（DPP）能夠保持bit slice結(jié)構(gòu)，并且能夠提高功率和減小布局面積，還可以結(jié)合到任何P&R工具當(dāng)中，算法提出了一個新的不規(guī)則度（irregularity degree）模型來衡量單元之間連接關(guān)系的規(guī)則性，并根據(jù)這個模型提出了規(guī)則提取算法，由提取算法抽取的規(guī)則單元排列成矩陣，最后算法把規(guī)則矩陣轉(zhuǎn)化為并行約束并通過二次布局算法實現(xiàn)了datapath單元布局。

2 datapath結(jié)構(gòu)特點

Datapath是并行進(jìn)行多位數(shù)操作的數(shù)字集成電路，其在邏輯上和物理結(jié)構(gòu)上具有規(guī)則性，與隨機(jī)邏輯單元（即控制邏輯單元）不同，它經(jīng)常用于算術(shù)邏輯單元，每一個操作會和一個功能塊相關(guān)，如圖1所示。客戶的要求不同，功能塊就不同，一般有加法器、寄存器族、觸發(fā)器、多路選擇和多路控制器、譯碼器、解碼器、比較器等。位之間的連接是由操作定義的，因此，電路中存在兩種意義上的互連流，一種是數(shù)據(jù)流，一種是控制流。數(shù)據(jù)流一般是并行的多位數(shù)據(jù)。控制流可以是全局的控制信號，對每一位同時產(chǎn)生作用；也可以是局部的控制信號，控制相鄰幾位，如圖2所示。

在標(biāo)準(zhǔn)單元模式的布局背景下，根據(jù)操作的數(shù)據(jù)位數(shù)，datapath的功能塊被設(shè)計成相應(yīng)個數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)單元，每個單元負(fù)責(zé)一個數(shù)據(jù)位上的操作，相同功能塊的單元形成列狀排列的叫“列（word-line）”；一個列中的單元之間多通過控制線相連，不同功能塊里對相同的位進(jìn)行操作的單元可以排列成行叫“行（slice）”，相同行中的單元之間多通過數(shù)據(jù)線相連。這樣，datapath電路在設(shè)計時就被看成是按行和列結(jié)構(gòu)規(guī)則排列的單元矩陣，這個矩陣稱為“規(guī)則矩陣”，矩陣中的單元稱為“規(guī)則單元”，而datapath電路中規(guī)則單元成矩陣排列的這種特殊結(jié)構(gòu)被稱為bit-slice結(jié)構(gòu)。圖1為一個datapath電路的邏輯設(shè)計結(jié)構(gòu)，圖2為相應(yīng)的成矩陣狀排列的物理布局結(jié)構(gòu)，這也是datapath電路最理想的布局結(jié)果。

如圖3所示，正因為datapath電路的bit-slice結(jié)構(gòu)具有高度的規(guī)則化和結(jié)構(gòu)化，吸引了設(shè)計者們想要以規(guī)則化的布局方式達(dá)到高性能、布局面積小的目的。每一組功能相近的組件被稱為datapath的一個stage，如圖3，頂部的一組datapath組件也可以分為幾個stage，電路的數(shù)據(jù)流向一般與stage順序方向一致，但是stage內(nèi)部也可以有自己的數(shù)據(jù)流向，如stage3，在位列之間也會有數(shù)據(jù)流，如stage2，一個stage到下一個stage之間，可以有一對多或多對一的輸入輸出關(guān)系。這種規(guī)則化的原理圖一般可以整體轉(zhuǎn)化為一個規(guī)則化的布局。在特殊情況下，數(shù)據(jù)流可能會很長，以至于無法形成一個簡單規(guī)則的bit-slice結(jié)構(gòu)，我們在布圖當(dāng)中就會解決這個問題。

3 datapath電路的布局要求

Datapath對布局的要求源于其自身的電學(xué)性能的要求。由于datapath電路一般由幾百至幾千個標(biāo)準(zhǔn)單元組成，規(guī)模較小，較一般芯片來說單元數(shù)量少，所以對線長的要求并不十分高。但由于datapath模塊在整個芯片里承擔(dān)主要的計算任務(wù)，因此對最大時延、串?dāng)_、信號時延平衡等性能指標(biāo)的要求相對較高。其中時延是指信號到達(dá)一個單元的時間與要求時間的最大延遲，信號時延平衡則指同一信號到達(dá)同一功能塊中不同位上的單元的時延差異，可以通過計算信號到達(dá)同一列上不同單元的延遲的最大、最小值的比值來大致衡量。對于最大時延的優(yōu)化有已經(jīng)很多文獻(xiàn)研究，但對于信號時延平衡到目前并沒有找到很好的數(shù)學(xué)模型，解決起來比較困難。但是，人們在長期的設(shè)計實踐中發(fā)現(xiàn)：如果datapath單元的布局能夠參考設(shè)計時給出的規(guī)則化的bit-slice結(jié)構(gòu)，那么線網(wǎng)互聯(lián)的延時將會得到改善，這是由于布局的過程從很大程度上借鑒了datapath電路本身的特點，datapath電路中比例最大的數(shù)據(jù)線（比如Bus線網(wǎng)）將最大程度的分布在行內(nèi)，減少了線網(wǎng)在行與行之間的交疊；同時，由于行與行之間的相似性，類型相同的線網(wǎng)在長度和信號方向上都相差無幾，這對減少信號偏差、降低串?dāng)_無疑十分有利，由此得到的布局結(jié)果往往能在最大時延和時延平衡性方面都獲得良好的效果。另一方面，由于布局結(jié)果與datapath設(shè)計的拓?fù)浣Y(jié)果十分一致，這將有利于設(shè)計者在綜合階段就能對datapath電路的時延等性能指標(biāo)做出比較精確的估計，從設(shè)計的整體過程上提高電路的質(zhì)量。也就是說：datapath電路特殊的結(jié)構(gòu)和性能要求我們在布局過程中要使datapath電路能夠很好的實現(xiàn)單元的規(guī)則化排列。

4 datapath電路布局的基本方法

Datapath電路的布局方法一般分為兩個步驟，第一部是提取規(guī)則單元，第二布是規(guī)則單元布圖規(guī)劃。

4.1 規(guī)則單元的提取

實現(xiàn)單元規(guī)則化排列首先要掌握單元的規(guī)則性信息，即如何區(qū)分規(guī)則單元和自由單元，以及區(qū)分規(guī)則單元與在規(guī)則矩陣中相鄰的其他單元之間的位置關(guān)系等。正常情況下，結(jié)構(gòu)規(guī)則的邏輯單元一般都出現(xiàn)在datapath組件里，目前主要有兩種提取規(guī)則單元的方法：一是覆蓋，在所有可能要用的模塊當(dāng)中提取所有功能和結(jié)構(gòu)相似的模塊，然后選出最好的映射在電路當(dāng)中。二是膨脹，發(fā)現(xiàn)相鄰位塊之間有相似的邏輯或結(jié)構(gòu)的一部分邏輯門作為模板，再將周圍電路與之前的模板進(jìn)行比較，看是否具有相似的規(guī)則化，如果不規(guī)則度小于一定閾值的，則可以把模板擴(kuò)大，繼續(xù)膨脹找到相似結(jié)構(gòu)，如果不規(guī)則度太大，則停止膨脹，得到最后相關(guān)的規(guī)則電路。

4.2 規(guī)則電路的布圖規(guī)劃

Datapath的布圖規(guī)劃就是要給datapath組件找到合適的相對位置，同時依據(jù)數(shù)據(jù)流的方向。其目的就是要實現(xiàn)在沒有重疊布局的前提下，布圖面積和互連線長達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果。Datapath的布圖規(guī)劃最大的特點是線網(wǎng)的大多數(shù)是總線并且與數(shù)據(jù)流的方向一致。當(dāng)數(shù)據(jù)流長度過大時，有兩種方法解決，一種方法是把較長的為線分為幾個部分然后把他們依次布局在電路中，以最大寬度和高度為約束，找到最優(yōu)的分解辦法和布圖方式，如圖4（a）；另一種方法是用般的模塊封裝的算法并且把數(shù)據(jù)流方向的約束加上，確保每一級的操作都是按順序的，如圖4（b）。

參考文獻(xiàn)

[1]Terry Tao Ye and Giovanni De Micheli.Data Path Placement with Regularity[C].In Proceedings of ICCAD 2000.

[2]A. Chowdhary，S.Kale，P.Saripella，N. Sehgal and R.Gupta.A General APProach for Regularity Extraction in DatapathCircuits[C].International Conference on Computer-Aided Design，1998.

[3]R.X.T.Nijssen and C.A.J.vanEijk， “GreyHound：A methodology for utilizing datapath regularity in standard design flows”，Integration， the VLSI Journal 25，1998：111-135.

[4]楊長旗.超大規(guī)模集成電路混合模式布局算法研究和系統(tǒng)設(shè)計[D].清華大學(xué)博士論文，2004.

[5]L.Scheffer， L.Lavagno and G.Martin，eds.，EDA for IC Implementation， Circuit Design， and Process Technology[M]， CRC Press， Boca Raton，2006.

[6]Ulf J?lmbrant and MattiasWinsten.Structured Digital Design.CiteSeerx， Scientific Literature Digital Library and Search Engine[J].version 1.02，2007：1-4.

作者簡介

篇（8）

基于CMOS工藝發(fā)展背景下，CMOS集成電路得到了廣泛應(yīng)用，即到目前為止，仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術(shù)，但基于64kb動態(tài)存儲器的發(fā)展，集成電路微小化設(shè)計逐漸引起了人們關(guān)注。因而在此基礎(chǔ)上，為了迎合集成電路時代的發(fā)展，應(yīng)注重在當(dāng)前集成電路設(shè)計過程中從微電路、芯片等角度入手，對集成電路進(jìn)行改善與優(yōu)化，且突出小型化設(shè)計優(yōu)勢。以下就是對集成電路設(shè)計與IP設(shè)計技術(shù)的詳細(xì)闡述，望其能為當(dāng)前集成電路設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

1當(dāng)前集成電路設(shè)計方法

1.1全定制設(shè)計方法

集成電路，即通過光刻、擴(kuò)散、氧化等作業(yè)方法，將半導(dǎo)體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片，置入管殼內(nèi)，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、計算機(jī)、電子技術(shù)等領(lǐng)域中。而在集成電路設(shè)計過程中，為了營造良好的電路設(shè)計空間，應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對全定制設(shè)計方法的應(yīng)用，即在集成電路實踐設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中通過版圖編輯工具，對半導(dǎo)體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，最終通過版圖布局、布線等，達(dá)到元器件組合、優(yōu)化目的。同時，在元器件電路參數(shù)優(yōu)化過程中，為了滿足小型化集成電路應(yīng)用需求，應(yīng)遵從“自由格式”版圖設(shè)計原則，且以緊湊的設(shè)計方法，對每個元器件所連導(dǎo)線進(jìn)行布局，就此將芯片尺寸控制到最小狀態(tài)下。例如，隨機(jī)邏輯網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計過程中，為了提高網(wǎng)絡(luò)運行速度，即采取全定制集成電路設(shè)計方法，滿足了網(wǎng)絡(luò)平臺運行需求。但由于全定制設(shè)計方法在實施過程中，設(shè)計周期較長，為此，應(yīng)注重對其的合理化應(yīng)用。

1.2半定制設(shè)計方法

半定制設(shè)計方法在應(yīng)用過程中需借助原有的單元電路，同時注重在集成電路優(yōu)化過程中，從單元庫內(nèi)選取適宜的電壓或壓焊塊，以自動化方式對集成電路進(jìn)行布局、布線，且獲取掩膜版圖。例如，專用集成電路ASIC在設(shè)計過程中為了減少成本投入量，即采用了半定制設(shè)計方法，同時注重在半定制設(shè)計方式應(yīng)用過程中融入門陣列設(shè)計理念，即將若干個器件進(jìn)行排序，且排列為門陣列形式，繼而通過導(dǎo)線連接形式形成統(tǒng)一的電路單元，并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設(shè)計過程中，亦可采取標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計方式，即要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計過程中應(yīng)運用版圖編輯工具對集成電路進(jìn)行操控，同時結(jié)合電路單元版圖，連接、布局集成電路運作環(huán)境，達(dá)到布通率100%的集成電路設(shè)計狀態(tài)。從以上的分析中即可看出，在小型化集成電路設(shè)計過程中，強(qiáng)調(diào)對半定制設(shè)計方法的應(yīng)用，有助于縮短設(shè)計周期，為此，應(yīng)提高對其的重視程度。

1.3基于IP的設(shè)計方法

基于0.35μmCMOS工藝的推動下，傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計方式已經(jīng)無法滿足計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域集成電路應(yīng)用需求，因而在此基礎(chǔ)上，為了推動各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)注重融入IP設(shè)計方法，即在集成電路設(shè)計過程中將“設(shè)計復(fù)用與軟硬件協(xié)同”作為導(dǎo)向，開發(fā)單一模塊，并集成、復(fù)用IP，就此將集成電路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP視角下，在集成電路設(shè)計過程中，要求相關(guān)工作人員應(yīng)注重通過專業(yè)IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核，且基于IP核支撐資源獲取的基礎(chǔ)上，完善檢索系統(tǒng)、開發(fā)庫管理系統(tǒng)、IP核庫等，最終對1700多個IP核資源進(jìn)行系統(tǒng)化整理，并通過VSIA標(biāo)準(zhǔn)評估方式，對IP核集成電路運行環(huán)境的安全性、動態(tài)性進(jìn)行質(zhì)量檢測、評估，規(guī)避集成電路故障問題的凸顯，且達(dá)到最佳的集成電路設(shè)計狀態(tài)。另外，在IP集成電路設(shè)計過程中，亦應(yīng)注重增設(shè)HDL代碼等檢測功能，從而滿足集成電路設(shè)計要求，達(dá)到最佳的設(shè)計狀態(tài)，且更好的應(yīng)用于計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域中。

2集成電路設(shè)計中IP設(shè)計技術(shù)分析

基于IP的設(shè)計技術(shù)，主要分為軟核、硬核、固核三種設(shè)計方式，同時在IP系統(tǒng)規(guī)劃過程中，需完善32位處理器，同時融入微處理器、DSP等，繼而應(yīng)用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環(huán)境下。而IP設(shè)計技術(shù)在應(yīng)用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求，因而在IP設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中，應(yīng)注重選用適宜的接口，寄存I/O，且以獨立性IP模塊設(shè)計方式，對芯片布局布線進(jìn)行操控，簡化集成電路整體設(shè)計過程。此外，在IP設(shè)計技術(shù)應(yīng)用過程中，必須突出全面性特點，即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手，推進(jìn)IP文件化，最終實現(xiàn)對集成電路設(shè)計信息的全方位反饋。另外，就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，IP設(shè)計技術(shù)涵蓋了ASIC測試、系統(tǒng)仿真、ASIC模擬、IP繼承等設(shè)計環(huán)節(jié)，且制定了IP戰(zhàn)略，因而有助于減少IP集成電路開發(fā)風(fēng)險，為此，在當(dāng)前集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)融入IP設(shè)計技術(shù)，并建構(gòu)AMBA總線等，打造良好的集成電路運行環(huán)境，強(qiáng)化整體電路集成度，達(dá)到最佳的電路布局、規(guī)劃狀態(tài)。

3結(jié)論

綜上可知，集成電路被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，推進(jìn)了社會的進(jìn)步。為此，為了降低集成電路設(shè)計風(fēng)險，減少開發(fā)經(jīng)費，縮短開發(fā)時間，要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對基于IP的設(shè)計方法、半定制設(shè)計方法、全定制設(shè)計方法等的應(yīng)用，同時注重引入IP設(shè)計技術(shù)理念，完善ASIC模擬、系統(tǒng)測試等集成電路設(shè)計功能，最終就此規(guī)避電路開發(fā)中故障問題的凸顯，達(dá)到最佳的集成電路開發(fā)、設(shè)計狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]肖春花.集成電路設(shè)計方法及IP重用設(shè)計技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,12(06):190-191.

篇（9）

1 反向設(shè)計流程

反向設(shè)計流程見圖1所示，主要就是把待分析芯片轉(zhuǎn)換成電路圖和版圖的過程。

1.1 芯片解剖拍照

我們所看到的照片圖形是氧化層刻蝕形成的軌跡。每個物理層看到的圖形就是芯片通過解剖、染色、去層后得到逆向設(shè)計所需的圖形信息，然后用光學(xué)顯微鏡攝取芯片圖形信息再進(jìn)行拼接對準(zhǔn)。國內(nèi)外有多家能夠提供完整解剖和電路提取的反向設(shè)計服務(wù)的公司。圖2所示就是某反向設(shè)計服務(wù)公司將芯片解剖拍照后的數(shù)據(jù)。

圖 1 圖 2

1.2 芯片網(wǎng)表提取

因為反向設(shè)計是一種自底向上的設(shè)計方法，所以芯片網(wǎng)表數(shù)據(jù)的提取質(zhì)量顯得尤其重要，初始數(shù)據(jù)的正確率直接影響電路整理、分析、物理驗證。為了得到高準(zhǔn)確率的網(wǎng)表，一般會安排兩組工程師分別獨立對網(wǎng)表數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。在兩組工程師完成網(wǎng)表提取后分別進(jìn)行電學(xué)規(guī)則檢查以提高正確率，最后再進(jìn)行網(wǎng)表對比驗證（SVS）。圖3為已經(jīng)提取完成的部分芯片網(wǎng)表

1.3 芯片電路分析整理

將通過驗證的網(wǎng)表通過EDIF、VERILOG、SPICE等格式導(dǎo)入EDA設(shè)計工具進(jìn)行電路圖的分析整理。圖3左邊為網(wǎng)表通過EDIF格式導(dǎo)入，我們得到的是一個平層的網(wǎng)表數(shù)據(jù)，電路整理是把平層的電路進(jìn)行層次化整理，形成一個電路的層次化結(jié)構(gòu)，以便理解設(shè)計者的思路與技巧。圖3右邊所示為經(jīng)過整理的電路圖。

圖 3 圖 4

1.4 芯片電路仿真

根據(jù)新的工藝調(diào)整電路器件參數(shù)，將已經(jīng)層次化的電路圖，通過仿真工具例如Hspice、Spectre、Hsim等EDA工具對電路模塊功能進(jìn)行仿真驗證。

1.5 芯片版圖繪制

根據(jù)新的工藝文件繪制通過功能仿真驗證的電路版圖，使用Dracula、Assura、Calibre（圖5）等軟件進(jìn)行DRC、LVS、ERC驗證。

圖 5

1.6 系統(tǒng)后仿真

完成版圖總體布局布線后，用EDA工具進(jìn)行寄生參數(shù)提取把提取的網(wǎng)表進(jìn)行仿真驗證，并將結(jié)果與前仿真結(jié)果做對比。對影響電路性能的寄生參數(shù)進(jìn)行電路或者版圖的調(diào)整。最后優(yōu)化版圖及數(shù)據(jù)TAPEOUT。

2 總結(jié)

篇（10）

凌力爾特公司高級應(yīng)用工程師/Doug Stuetzle

凌力爾特公司應(yīng)用工程師/Sunny Hsiao

直接轉(zhuǎn)換（或低中頻）接收器設(shè)計已經(jīng)出現(xiàn)很多年了。由于簡單和成本低，因此這類接收器廣泛用于蜂窩電話和無繩電話。直到最近，直接轉(zhuǎn)換接收器集成電路才達(dá)到了基站的性能要求。下一代基站對低成本的無止境追求將人們的注意力引向了直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)，這種架構(gòu)可以靈活地滿足多種射頻 (RF) 標(biāo)準(zhǔn)的要求，并簡化系統(tǒng)設(shè)計。用基帶數(shù)字電路實現(xiàn)通道選擇功能可帶來很多好處，尤其是對采用多種標(biāo)準(zhǔn)的接收器來說更是這樣。不過直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)存在一個問題，這就是容易對接收器帶內(nèi)信號造成干擾。因此用于直接轉(zhuǎn)換接收器的 I/Q 解調(diào)器必須能夠滿足苛刻、可能高達(dá) 80dB 的動態(tài)范圍要求。本文專門討論用于基站應(yīng)用的直接轉(zhuǎn)換接收器所特有的問題，并介紹一種新的射頻直接轉(zhuǎn)換集成電路，該集成電路在解決這些問題上取得了很大的進(jìn)展。

凌力爾特公司的 LT5575 等新一代解調(diào)器可以利用直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)的優(yōu)勢。LT5575 集成了一個精確的 LO 正交分相器和兩個高線性度下變頻混頻器。片上集成的寬帶變壓器在 RF 和 LO 端口提供容易使用的 50Ω 單端接口，同時在很寬的射頻工作頻率范圍內(nèi)仍然保持卓越的 RF 至 LO 隔離度和最低的 LO ～ RF 泄漏。單端 RF 信號加到片上 RF 變壓器的主端，并在集成的 RF 信號分相器輸入端轉(zhuǎn)換成差分信號。該芯片直接通過下變頻將 RF 信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，同時分離同相（I）和正交相位（Q）信號分量。匹配的 I 和 Q 通道確保精確的增益和相位匹配。LT5575 在 0.8GHz 至 2.7GHz 的輸入頻率范圍內(nèi)工作。該芯片還在 I 和 Q 通道上集成了具有 490MHz 帶寬的單極點、低通濾波器。LT5575 的典型 RF 性能概括如表 1。

LT5575 用于要求接收器具有高線性度的應(yīng)用。這些應(yīng)用包括無線基站（GSM、CDMA、WCDMA 等）、如 WiMAX 和寬帶微波鏈路等無線基礎(chǔ)設(shè)施以及 RFID 應(yīng)用。LT5575 尤其適用于單載波微蜂窩和皮蜂窩基站，在這類應(yīng)用中，直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)帶來的成本益處甚至更顯著。直接轉(zhuǎn)換接收器集成電路無需增加中頻（IF）級，降低了對高頻濾波器的要求，尤其是去除了中頻頻道選擇濾波器。LT5575 在 1900MHz 時具有 +22.6dBm 的輸入 3 階截取（IIP3）和 +60dBm 的輸入 2 階截取（IIP2），這個直接轉(zhuǎn)換接收器滿足基站接收器嚴(yán)格的動態(tài)范圍要求。

直接轉(zhuǎn)換接收器引入不同的設(shè)計問題

可能用于 W-CDMA 基站應(yīng)用的直接轉(zhuǎn)換接收器的方框圖如圖 1 所示。在這個設(shè)計中，需要考慮一些與多級接收器設(shè)計不同的問題，可以概括如下：（1）DC 偏移；（2）易產(chǎn)生 2 階失真；（3）對端口至端口耦合更加敏感；（4）I-Q 失配；（5）要求基帶輸出有恰當(dāng)?shù)母哳l終止。

DC 偏移

由于多個基站放大器的接著放大，I/Q 解調(diào)器（即沒有 RF 信號時，有非零 DC 輸出電壓）的 I 或 Q 輸出端的 DC 偏移電壓可能成為 DC 耦合接收器設(shè)計的一個問題。如果 DC 偏移電壓太大，那么就有可能限制基帶放大器的信號擺幅，并減小基帶 A-D 轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。DC 偏移可能由 I/Q 解調(diào)器本身的失配引起。LT5575 在 I 和 Q 輸出端實現(xiàn)了

DC 偏移還可能由 LO-RF 耦合引起的 LO 信號自混頻產(chǎn)生，或由 RF-LO 耦合引起的 RF 信號自混頻產(chǎn)生。為保證 RF 和 LO 輸入隔離，必須對印刷電路板布局給以特別關(guān)注（在本文稍后的 “集成電路布局需考慮的因素”一節(jié)，對此有更詳細(xì)的討論）。

二階失真

就傳統(tǒng)超外差式接收器而言，3 階失真是主要問題，它產(chǎn)生形狀為 cos {(2ωi - ωj)t } 的互調(diào)項，視干擾信號頻率的不同，這些互調(diào)項可能落在帶內(nèi)。不過，對直接轉(zhuǎn)換接收器來說，二階失真也可能對性能產(chǎn)生重大影響。這是因為二階失真產(chǎn)生形狀為 cos (ωi - ωj)t 的基帶項。這一基帶項對超外差式接收器來說是帶外的，但是就直接轉(zhuǎn)換設(shè)計而言，可能落在帶內(nèi)。

在實際應(yīng)用中，如果附近存在一個強(qiáng)大的干擾信號，那么二階失真可能成為問題。由于通道選擇在基帶進(jìn)行，而且通常是在 DSP 中進(jìn)行，因此甚至那些不“在通道”上的干擾信號也可能自由通過 RF 和基帶濾波器。這些干擾信號更有可能產(chǎn)生我們不想要的、直接疊加在我們想要的基帶信號上的干擾項，在這樣的頻率點上，這些干擾信號是無法濾除的。這是二階失真最棘手的地方，因為甚至只有一個干擾信號，也可能產(chǎn)生這樣的干擾項。尤其是，由單音干擾信號引起的二階失真將在混頻器輸出端引起 DC 偏移。如果這個干擾信號被調(diào)制，那么在基帶輸出端將出現(xiàn)一個由二階非線性引起的已調(diào)信號。 因此，直接轉(zhuǎn)換接收器系統(tǒng)的二階截取點（IP2）是一個關(guān)鍵的性能參數(shù)。這個參數(shù)衡量的是二階非線性，幫助量化接收器對單音和雙音干擾信號的敏感性。LT5575 具有卓越的高 IIP2，在 1900MHz 時為 60dBm，在 900MHz 時為 54dBm，因此它最大限度地降低了二階失真的影響。

端口至端口耦合

在超外差接收機(jī)中，精心選擇 LO 和 IF 頻率通常能夠最大限度地減小因端口至端口耦合而在 IF 通帶中引起的混頻分量。但是直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)不提供這類保護(hù)機(jī)制，因為在這種接收器中， RF 和 LO 頻率是相同的，像前面提到的那樣，RF 和 LO 的混頻干擾直接出現(xiàn)在基帶 I/Q 輸出端。LT5575 規(guī)定LO-RF泄漏為 -60dBm 或更好（直到 2100MHz），RF-LO 抑制為 57dBc 或更好，以基本消除這個問題。

圖 1：用于 W-CDMA 應(yīng)用的直接轉(zhuǎn)換接收器例子

I-Q 失配

在理想情況下，無線電信號的 I 和 Q 通道負(fù)責(zé)傳輸正交（即：非干擾）通道信息。不過，I 通道和 Q 通道的增益或相位失配會導(dǎo)致通道間干擾，這樣一來，恢復(fù)通道中傳送的信息就更難了。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)規(guī)定最大的“誤差矢量幅度（EVM）”，一般在百分之幾的量級，這個參數(shù)與 I/Q 通道的增益和相位失配誤差有關(guān)。因 I/Q 信號通路中的不等延時、LO 正交發(fā)生器中的錯誤以及端口至端口耦合所致的相位失配誤差特別難以解決。頻率越高，相位誤差問題越嚴(yán)重。這就是為什么對直接轉(zhuǎn)換接收器來說，I-Q 失配更是問題的原因，因為直接轉(zhuǎn)換器工作在 RF 頻率上。LT5575 的典型相位誤差為 0.5o，典型增益誤差為 0.04dB，就 QPSK 型調(diào)制格式而言，這意味著 EVM 大約為 1%。

基帶 I/Q 輸出的高頻終止

直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)的一個主要優(yōu)勢是，它消除了傳統(tǒng)的鏡頻抑制問題。這是因為，在我們想要的基帶頻率上，不再有能產(chǎn)生混頻器輸出信號的鏡像頻率。不過，仍然存在一個我們不想要的干擾項，甚至一個完美的線性混頻器也會產(chǎn)生這個干擾項。這個干擾信號出現(xiàn)在混頻器的輸出端，位于 RF和 LO 頻率的和頻上，遠(yuǎn)高于基帶頻率。我們以一個 1900MHz 的 RF 應(yīng)用為例，其 LO 頻率也是 1900MHz。伴隨著我們想要的基帶輸出，還有一個 3800MHz 的信號，這就是 RF + LO 頻率的和頻信號。混頻器之后的基帶濾波器會完全抑制這個和頻干擾項，這似乎是很顯然的事。其實不一定。所有集成電路都用內(nèi)部連線將集成電路芯片連接到封裝的引線端子上。這些連線相當(dāng)于小的電感器，在高頻時往往會將芯片與所有外部濾波電路隔離開。如果沒有采用片上濾波，那么和頻信號以及高頻失真干擾項就會以不可預(yù)測的方式出現(xiàn)在芯片電路中。最重要的是，任何未恰當(dāng)終止的高頻信號都會占用芯片的信號空間，引起芯片固有線性度下降。圖 2 顯示了 LT5575 的等效輸出電路，在 IOUT+、IOUT-、QOUT+ 和 QOUT- 的輸出端都有片上 5pF 電容器。這些片上電容器，如果需要可以用片外終止電容器增強(qiáng)，用來減輕鏡頻問題，并優(yōu)化任何給定應(yīng)用的線性度。

圖 2：LT5575 I/Q 輸出等效電路

有關(guān)上述設(shè)計問題以及其他一些問題的詳細(xì)探討，請查閱參考資料〔1〕。

集成電路布局需考慮的因素

由于前面提到的這些問題，實際實現(xiàn)接收器解決方案時要求以最佳方式放置直接轉(zhuǎn)換解調(diào)器集成電路及其外部組件，以及仔細(xì)考慮印刷電路板（PCB）的 RF 布局。應(yīng)該特別關(guān)注的是電源去耦、接地、信號通路布線和基帶端口的高頻終止。

凌力爾特公司的演示電路 DC1048A（圖 3、4 和 5）說明了如何恰當(dāng)使用 LT5575 直接轉(zhuǎn)換 I/Q 解調(diào)器集成電路，因為 LT5575 可能會用在高性能接收器應(yīng)用中。評估板有 4 層，由常用的 FR-4 PCB 材料構(gòu)成，總厚度為 62 密耳。各層之間用厚度為 18 密耳的電介質(zhì)材料分隔開。

為了確保穩(wěn)定性和性能，所有 VCC 引腳都必須用旁路電容器與電源之間去耦，旁路電容器要盡可能靠近指定 VCC 引腳放置。就 LT5575 而言，VCC 引腳 6、7 和 8 用一個 1000pF 和一個 0.1uF 的電容器接地來去耦，而 VCC 引腳 12 有自己的 1000pF 去耦電容器。

圖 3：評估電路原理圖

圖 4：評估板頂面

圖 5：評估板底面

表1 ：

與所有高頻電路一樣，恰當(dāng)接地對實現(xiàn)最佳性能是至關(guān)重要的。在 PCB 頂層和第二層上采用具有可靠和不間斷接地平面的保守布局。大量使用鍍敷的通孔通路連接所有 PCB 層上的接地平面，尤其沿接地平面的邊緣更是這樣。避免“浮動”銅填充，因為這種銅填充可能起到 RF 諧振器和天線的作用。集成電路背面的接地焊盤是芯片的接地返回通路，并具有散熱作用，必須直接焊接到 PCB 接地平面上，以實現(xiàn)最佳性能。直接在接地焊盤下面增加幾個鍍敷通孔通路，會確保良好的電氣接地并促進(jìn)熱傳導(dǎo)。

正如本文前面提到的那樣，RF和 LO 耦合可能導(dǎo)致“自混頻”，產(chǎn)生我們不想要的信號和在基帶輸出端出現(xiàn)的 DC 偏移誤差，這可能降低 IP2 性能。另外，泄漏到 LO 端口以及大的帶內(nèi) RF 干擾信號可能改變相位和/或使 LO VCO 輸出產(chǎn)生頻率偏離，這會降低接收器的性能。此外，泄漏到基帶輸出中的LO 信號及其諧波可能降低基帶 I/Q 信號的相位平衡度。為了避免這類信號耦合問題，所有 RF 、LO 和基帶信號走線都應(yīng)該布在由接地平面隔開的不同層中，只要現(xiàn)實可行，就要保證走線盡量短。RF 和 LO 輸入如果由充分的接地平面和接地通路分隔開以減少耦合，就可以放在同一層上。不過，基帶走線放置在單獨的層上時，可能實現(xiàn)最佳性能。在 DC1048A 演示板上，RF 和 LO 輸入走線布在 PCB 兩端最上面的金屬層上。4 個基帶輸出走線布在最下面的金屬層上，這樣兩個內(nèi)部接地層把它們隔離了這些 RF和 LO 輸入。基帶輸出走線長度相等，以保持恰當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系。

要保持卓越的線性度，還有一點也很重要，這就是在基帶 I 和 Q 輸出端恰當(dāng)?shù)貫V除我們不想要的高頻混頻干擾項。最便利的方法是用并聯(lián)電容器接地來終止每一個基帶輸出，電容器要放置在盡可能靠近集成電路基帶輸出引腳的地方。應(yīng)該根據(jù)信號帶寬選擇電容器的值，以優(yōu)化 IIP2 性能。

結(jié)語