高等数字集成电路分析与设计

课程编码：180202085403P2003H 英文名称：Advanced Digital Integrated Circuit Analysis and Design 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：吴斌等

本课程是微电子学与固体电子学研究生的专业核心课。课程重点论述超大规模数字集成电路的基础概念、知识要点、重要问题、设计技术、分析优化方法。课程任务包括超大规模数字集成电路的关键电路知识、数字集成系统芯片的设计原理、设计方法、高层次综合、仿真验证技术，面向可编程器件的FPGA芯片原型和基于标准单元库的VLSI的设计及优化技术。通过课程学习与实践，构建针对超大规模数字集成电路的基础核心框架知识结构、深刻领会电路和系统整体结合的设计理念、培养灵活运用基础知识和方法技能完成高质量的复杂VLSI电路系统的能力。

数字集成电路

第一章 绪论 3学时 吴斌
第1节 集成电路简介
第2节 集成电路的设计与制造技术及其基本原理
第3节 集成电路的抽象分层
第二章 电路基础 3学时 吴斌
第1节 CMOS基础电路
第2节 电阻与电容、导线与互联
第3节 串扰与地弹
第三章 VerilogHDL硬件描述语言 6学时 吴斌
第1节 Verilog HDL绪论
第2节 Verilog HDL基础语法
第3节 Verilog HDL多层次建模
第4节 Verilog HDL设计仿真进阶
第四章 组合逻辑 3学时 吴斌
第1节 布尔逻辑和CMOS逻辑门
第2节 数的表示和编码
第3节 组合逻辑的Verilog HDL描述
第4节 常用组合逻辑模块
第5节 其它组合逻辑的实现方法
第五章 算术运算逻辑 3学时 吴斌
第1节 加法器
第2节 乘法器
第3节 浮点运算器
第六章 时序逻辑和存储器 6学时 吴斌
第1节 时序控制逻辑
第2节 时序数据路径
第3节 片上存储器
第七章 时钟、总线和存储器 6学时 吴斌
第1节 时钟控制
第2节 总线互连
第3节 存储器与总线接口
第八章 FPGA设计开发 3学时 吴斌
第1节 Altera FPGA器件的结构、分类、开发环境
第2节 Xilinx 系列FPGA器件的结构和分类、开发环境
第3节 FPGA器件的应用设计开发
第九章 VLSI设计开发 9学时 吴斌
第1节 超大规模集成电路前端综合与静态时序分析
第2节 超大规模集成电路的后端物理设计
第3节 从FPGA到VLSI设计的联系与异同
第十章 高性能数字系统设计 3学时 吴斌
第1节 流水线和并行处理
第2节 存储子系统及数据一致性
第十一章 低功耗设计 3学时 吴斌
第1节 数字集成电路的功耗分析
第2节 数字集成电路功耗降低的技术
第3节 数字集成电路功耗评估方法和工具
第十二章 数字系统高层次设计 3学时 吴斌
第1节 算法到RTL的映射准备
第2节 数据路径和控制路径
第3节 编码风格、设计约束和性能评估
第十三章 函数运算器 3学时 吴斌
第1节 CORDIC算法和实现结构
第2节 二进制平方根计算
第3节 基本函数的多项式计算
第4节 FIR数字滤波器
第5节 并行FIR数字滤波器
第6节 格型FIR数字滤波器

吴斌、研究员，博导，中科院微电子所研究员。
研究方向包括：高性能短距无线通信基带与协议栈系统与芯片、嵌入式信号处理系统与芯片、低功耗物联网通信系统与芯片、高性能计算机体系架构、高性能射频、模拟及混合信号集成电路。
应用领域包括：短距无线芯片与系统（Wi-Fi6、蓝牙、UWB等）、低功耗物联网收发芯片、高速以太网网通芯片、嵌入式处理及高速接口芯片、高性能低功耗无线音视频传输芯片。
科研成果包括：主持或参与包括国家重大专项、自然科学基金、中科院知识创新重大工程等国家、省部级项目十余项，发表文章100余篇，申请专利50余项。
其他情况包括：国家重大专项、国家重点研发计划评审专家、《IEEE Transactions on VLSI Systems》、《IEEE Transactions on Circuits and Systems》、《电子科技大学学报》等国内外期刊审稿人2012年获得北京科技新星，2012年入选首届青促会会员并任微电子所首任青促会会长。国科大研究生课程《高等数字集成电路设计与分析》首席授课教授。2009年创建物联网通信系统与芯片实验室，2021年入选杭州“5050高端创业人才计划”，2023年第七届杭州万物生长创业人物。