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

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！

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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