高等数字集成电路分析与设计

课程编码：180202085403P2003Y 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：张锋

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 3.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 6.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 6.0学时 张锋
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 6.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 9.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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 3.0学时 张锋
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

张锋，中科院微电子所研究员。2000年获北京理工大学学士学位，2005 年获中国科学院工学博士学位；2005-2010 年在中科院计算技术研究所微处理器中心工作，任高级工程师；2010年至今在中科院微电子所工作，先后任副研究员，研究员。 自2003年从事高性能存储器电路研究，先后主持国家重点研发计划两项（首席）、主持自然科学重点、面上、青年基金等多项国家级课题，参与了十余项国家重大项目的研发，完成了多款芯片的研制开发。获得国家级领军人才称号，以及2022年中国半导体十大进展等。发表文章70余篇，申请专利30余项。担任ISCAS，ASSCC，VLSI-DAT等国际电路会议组委会会员及分会主席、IEEE JSSC、TVLSI，ISCAS，ASSCC等会议和杂志审稿人。