数字集成电路与系统设计(ASIC设计)

2011以来我国集成电路与石油连续多年成为我国最大宗的两类进口商品。其中以高性能微处理器、手机SoC芯片为代表的系统级数字集成电路占到了进口芯片相当大的比重。对国民经济影响巨大的高端系统级芯片是如何设计出来的,面对挑战中国新一代数字集成电路设计师又将在哪里诞生?欢迎在本课程中寻找答案。

电子科技大学

中国大学MOOC

电子

难(高级)

15 周

  • 英语
  • 2278

课程概况

随着电子系统的微型化与集成化,数字集成电路成为了整个电子系统的核心部件,同时也成为了数字系统的主要实现形式。从消费电子、智能手机到无线通信设备、电子测量仪器的各类电子产品的发展都呈现出“单片化”、“大集成”的趋势。因此数字集成电路与系统设计已从一个专门的领域发展为电子信息类工程师需要熟悉和掌握的一项基本技能。目前国内各工科院校的电子信息工程、微电子科学与工程、集成电路设计、通信工程、自动化等专业都陆续开设了类似的课程。随着我国对集成电路人才培养的日益重视以及经济结构的升级转型带来的人才缺口,开设此类课程的高校与学习相关知识的学生人数也日益增加。

电子科技大学李广军教授是国内最早开始开设相关课程的老师之一。经过近20年的发展与沿革,本课程先后了多次改革与升级。2007年本课程入选四川省精品课程,2009年本课程入选国家精品课程。

本课程的学习目的在于使学生熟悉数字集成电路与系统的概念,初步掌握数字集成电路与系统的设计方法和设计流程。课程内容涉及规格书确定、架构设计、RTL编码、验证方法、电路综合等数字集成电路与系统设计的多个重要知识点,以veilog HDL语言为基础,针对IC系统前端设计的重要内容和工程设计技术进行了全面深入的讨论。希望各位同学通过本课程的学习,为今后从事集成电路设计相关的工作奠定基础。

你将学到什么

数字集成电路与系统设计方法的发展历程;

FPGA的工作原理与基本架构;

基于Verilog HDL的RTL级描述方法;

数字集成电路与系统架构设计方法;

数字集成电路与系统验证方法;

基于FPGA的数字系统实现方法;

课程大纲

课程介绍
课程介绍

集成电路行业历史与现状
集成电路行业历史与现状

数字集成电路与系统的演进过程
前三讲阶段性测验
数字集成电路与系统的演进过程

揭秘FPGA
揭秘FPGA

系统架构设计入门
系统架构设计入门1
系统架构设计入门2

系统架构设计实例
系统架构相关知识测验
系统架构设计实例1
系统架构设计实例2
系统架构设计实例3

硬件描述语言
硬件描述语言1
硬件描述语言2
硬件描述语言3
硬件描述语言4
硬件描述语言5
硬件描述语言测试

基于硬件描述语言的数字系统设计方法
同步数字系统与可综合设计
描述组合逻辑电路
描述状态机电路1
描述状态机电路2
描述状态机电路3
描述状态机电路4
基于硬件描述语言的数字系统设计方法测试

验证方法学入门
验证方法学入门1
验证方法学入门2
验证方法学入门3
验证方法学入门4

数字信号处理电路设计
数字信号处理电路设计1
数字信号处理电路设计2
数字信号处理电路设计3
数字信号处理电路设计4

预备知识

学习本课程的应已学习过数字电路/数字逻辑设计课程。为确保大家的学习效果,经两个课程组协商,本课程将晚于由我校(电子科技大学)开设的《数字逻辑设计及应用》一个月开课。建议所有愿意参加本课程学习的同学首先学习《数字逻辑设计及应用》的课程内容以学习/复习本门课程所需基础知识。对于完全没有数字电路/数字逻辑设计相关知识背景的同学建议学习《数字逻辑设计及应用》的课程前五章内容之后再开始学习本门课程。

本门课程主要介绍从系统架构定义到寄存器传输级设计的相关知识,属于数字集成电路前端设计相关的知识。如果对数字集成电路电气特性、物理设计等相关知识有兴趣的同学,可以在学习本门课程的同时学习由东南大学单伟伟等老师开设的《VLSI设计基础》一课。

信号处理类芯片和计算机接口芯片是数字集成电路的两大类别,学习相关课程会对理解本课程的内容有所帮助。在这里推荐大家同时学习北京航空航天大学王俊教授课程组开设的《数字信号处理》和哈尔滨工业大学刘洪伟教授课程组开设的《计算机组成原理》。

对于完全没有编程基础的同学,建议先学习大连理工大学朱鸣华教授团队开设的《C语言程序设计》,理解程序设计语言的基本构造思路和语法元素。以降低理解Verilog HDL的难度。

有关Verilog HDL语言介绍的视频很多,但其中能够把问题讲明白的视频不太多。以下推荐NVIDIA工程师、知乎大V龚黎明在B站的视频:http://www.bilibili.com/video/av10522456/

视频总时长不超过3个小时,可以作为本门课程的扩展资料学习。

证书或学分

完成全部的课程学习,单元测试占30%,单元作业占30%,期末考试成绩占40%。由任课教师签发课程结业证书,其中60≤成绩<80者获得合格证书,成绩≥80者将获得优秀证书。

参考资料

主要参考书籍:
1、数字集成电路与系统设计,李广军等著,电子工业出版社,ISBN:9787121270932;
2、数字集成电路——电路、系统与设计(第二版),(美)拉贝尔等著,周润德等译,电子工业出版社,ISBN:9787121119828;
3、Verilog HDL高级数字设计(第二版), Michael D.Ciletti 等著,李广军等译,电子工业出版社,ISBN:9787121221934;
4、《数字逻辑基础与Verilog设计》(原书第2版),Stephen Brown等著,夏宇闻等译,机械工业出版社, ISBN:7111203569;

主要参考网站:
1、bbs.eetop.cn
2、https://www.altera.com.cn
3、http://www.chinaaet.com
4、http://www.asic-world.com/

Self-Driving Cars. Become an autonomous vehicle engineer.
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