超大规模集成电路设计----学习框架(一)

本文仅供学习,不作任何商业用途,严禁转载。绝大部分资料来自----数字集成电路——电路、系统与设计(第二版)及中国科学院段成华教授PPT

超大规模集成电路设计----学习框架(一)

  • 这门课在学什么?
  • 这门课该怎么学?
  • 这门课需要哪些基础
  • 可同时修或后续修读的课程
  • 超大规模集成电路设计各章节课程传送门
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本人才疏学浅,以下纯属个人见解,如有错误,欢迎指正。
另外上完此课感打通任督二脉,深感段老师功力雄厚,在此对段老师表示感谢!
如有在UCAS上学的且对数字IC门级、电路级设计感兴趣的同学,强推这门课!

在这里插入图片描述

这门课在学什么?

  1. 这门课首先讲了器件,简单地讲述了MOS器件的工作原理,各种工作区,电压电流方程等等。
  2. 然后就是最基础的CMOS反相器,详细地说明了CMOS反相器的结构,如何设计CMOS反相器中的PMOS和NMOS的宽长比,及一丢丢的版图结构,着重讲了CMOS反相器在不同扇入扇出情况下该如何设计。(注:这里的设计指的是设计CMOS反相器的宽长比,以及CMOS反相器的级联个数甚至是部分组合电路的宽长比设计)。同时这一章节还对CMOS反相器的功耗,性能进行了探讨。
  3. 接着叙述的是各种组合电路,这一章节重点讲述各种组合电路拓扑结构及其功能,它们所带来的优缺点。这些组合电路不一定都是互补CMOS逻辑构成的,有些是有比逻辑,有些是无比逻辑,还有一些由它们衍生而来的逻辑,比如多米诺逻辑。
  4. 时序逻辑部分重点讲述的是时序电路,首先介绍了时序电路中非常重要的时间参数,如何确定最小时钟周期及如何确定数据的保持时间,后面讲述了各种时序逻辑,比如锁存器,触发器,及各种触发器下建立时间和传播延时,保持时间该如何考虑。
  5. 段老师还根据自己查找的资料详细介绍了CPLD和FPGA,虽然CPLD这种器件已经使用的很少了,但是里面的一些功能模块还是有研究及参考价值的。FPGA部分拿了xilinx的几款芯片来讲。这一章节属于补充内容,对超大规模集成电路设计框架搭建相对前面几章没那么重要。
  6. 段老师还讲述了VHDL语言的使用,由于这部分快到了期末考试,本人有太多考试需要复习,这部分听的不是很仔细,但是仍然会出一期关于VHDL语言的博文来解释一些常见用法和设计一个异步FIFO。
  7. 最后一部分段老师讲述的是FSM的设计。

这门课该怎么学?

  1. 如果有机会,当然还是推荐大家来中国科学院大学上段成华老师的课,真的是如沐春风!
  2. 当然,如果实在是没法来上课,大家不嫌弃也可以根据我后面写博文来进行学习,我一定尽可能详细地解释各种概念。
  3. 同时,我希望大家在学习的过程中也能够进行输出,无论是讲述给身边的同学,还是自己写作,这种费曼学习法将会对你大有裨益,受益终生。

这门课需要哪些基础

  1. 《电路原理》:其实掌握KCL、KVL、戴维南等效等基础知识就足以应付超大规模集成电路设计这门课了。
  2. 《数字电子技术基础》:数电哪里都要掌握,么得偷懒!
  3. 《模拟电子技术基础》:掌握MOS管原理部分及基本单管电路就已经对这门课够用了。

可同时修或后续修读的课程

  1. 《高级数字集成电路设计》:主要是补充RTL级设计的知识,这门课主要是学习Verilog语言及各种典型电路如快速乘法器、快速加法器、FFT等经典电路的RTL Level设计。
  2. 《计算机体系结构》:主要是补充系统级的设计,特别是CPU、流水线、内存、缓存、指令集架构的设计。
  3. 《VLSI可测试性设计》:主要是补充超大规模集成电路测试性方面的知识,特别是DFT、ATPG等等和测试性相关的内容。
  4. 《高级模拟集成电路设计》:这个虽然和数字设计关系相对没那么大,但是还是要好好学的,假如哪天数字电路不行了,方便转模拟(dog)。

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超大规模集成电路设计----基本概念(二)

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