课程申请详细信息

课程代码 :

X210506

课程名称 :

SOC设计方法

课程英文名称 :

SOC Design Methodology

课程简称:

类型 :

院系

开课学期:

春季

学科/院系:

(210)电子信息与电气工程学院(微电子学院)

课程学分:

3

是否跨学期 :

否

总学时:

54

实验课学时 :

讨论学时 :

周学时 :

课程性质 :

专业课

课程层次 :

硕士课程

课程分类 :

全日制课程

课程类型 :

硕士学位课

考试方式:

上课方式:

课程教材语种类型:

授课语言类型:

成绩等级 :

通过不通过

是否绩点统计 :

否

开课状态 :

开课

任课老师:

课程简介 :

《SoC设计》是电路类和微电子类专业课程。是一门强调理论与实践紧密结合的课程。 SOC，即片上系统。该课程将针对当前设计方法由板级系统向片上系统的转移，向学员传授深入的先进的SoC设计方法的知识。与传统设计相比较，由于SoC将整个系统集成在一个芯片上，使得产品的性能大为提高，体积显著缩小。此外，SoC适用于更复杂的系统，具有更低的设计成本和更高的可靠性，因此具有广阔的应用前景。本课程特别介绍了SoC设计中最关注的低功耗设计，可测性设计，先进的验证方法及后端设计的挑战。同时在SoC设计和测试方面，将尝试融入一些来自工业界的普遍观点和经验。该课程将采用系列讲座的教学形式主要讲授SOC的设计方法，其间还安排了多次实验使学生有机会完成一个SoC设计的项目，从而帮助学生能够更好的理解SoC设计的方法和掌握相关的SoC设计工具。通过该门课程的学习，期望学生能深刻地掌握有关SoC设计方法及常用的SoC设计工具，提高科研与工程设计能力。

课程英文简介:

This course provides in-depth knowledge of the System-on-Chip (SoC) design methodology that meet the challenge of the global shift from chip-based products to those that implement complete system on a single chip. Attempt has been put on capturing the common issues in industrial practices regarding the Soc design and testing. The course will be presented as a series of lectures. Laboratory section in which the students will work out a ARM7 based SOC design project as a team is the major part of this course. It will help students to understand the SoC design flow and tools for SoC design.

教学大纲:

第一讲 SoC设计概述这章将介绍什么是SoC？SoC技术的发展趋势和动力，以及当前有待解决的问题和SoC所面临的挑战。第二讲 SoC设计流程这章主要介绍了SoC设计流程,基于电子系统设计(ESL)的软/硬件协同设计流程，以及详细的SoC芯片设计流程。　　　第三讲 SoC设计自动化(EDA)及工具介绍本章主要涵盖了一些有关SoC设计的设计环境、挑战、发展趋势及EDA工具的基础知识。这些工具包括：电子系统设计,动态/静态验证、综合、可测性设计、布局布线、物理检查/参数抽取等。同时还列举了一些著名的EDA软件公司和他们的产品。　　　第四讲　电子系统级设计(ESL) 这章主要介绍什么是电子级系统设计，如何通过ＥＳＬ设计进行软硬件协同设计及验证。介绍ＥＳＬ设计常用的语言，ＳｙｓｔｅｍＣ及事物级建模。　　　第五讲　RTL代码编写要点及有效的验证平台的搭建本章的主要内容是介绍写代码之前必须要准备得事项，通过实例来说明编码风格、设计复用的规则和如何写ＳｏＣ的TestBench。　　　第六讲　同步时钟电路设计及其与异步时钟信号交互的问题介绍同步设计编码方式，亚稳态现象及消除方法，异步时钟信号交互的问题及解决方法。第七讲　ＡＲＭ７及ＡＭＢＡ总线介绍为配合实验，以ＡＲＭ７及ＡＭＢＡ总线为例，使大家了解ＳＯＣ的关键ＩＰ－核及总线。第八讲　高级综合方法和时序分析技术本章主要说明了逻辑综合和物理综合以及如何优化fanout, logical effort, and sizing，并且介绍了如何使用Synopsys的Design Compiler、Primetime进行综合和静态时序分析的事例。　　第九讲　功能验证本章提出了SoC验证所面临的问题和挑战，主要介绍了各种SoC验证的方法、软/硬件协同验证和基于断言的验证。　　第十讲　可测性设计（DFT）I 本章首先对IC测试进行了概述。然后介绍了错误的模型及覆盖率。最后详细介绍逻辑电路的DFT方法－扫描链和扫描链插入。第十一讲　可测性设计（DFT）　II 　　本节介绍如何设计逻辑和存储器的内建自测（BIST）、边界扫描　　第十二讲　后端设计及所面临的挑战本节主要涵盖了版图设计的一些必要知识。包括布局，布线算法，IP模块的放置，功耗估计，时钟分配和时钟树的生成，基于时序考虑的顶层集成，信号完整性的考虑，顶层模块的综合及其DRC、ERC和LVS，天线效应检查和修复，寄生参数的提取，可制造性设计等。　　第十三讲　I/O、ESD设计和封装本章讨论了一些涉及I/O的问题，包括高速I/O的设计问题、噪声消除技术和ESD保护方案及测试方法。最后还介绍了如何选择SoC的封装形式。　第十四讲　低功耗设计和分析本章的内容包括：为什么要采用低功耗设计、功耗的来源、低功耗的基本途径、低功耗技术、功耗分析及其工具、低功耗设计流程和未来低功耗设计的发展趋势。　第十五讲　混合电路在SoC设计中的考虑本章讨论了混合电路设计建模、SoC芯片上及系统集成的考虑。　第十六讲　IP 复用的设计方法及IP建模（Modeling ）本章论述了为什么要采用设计复用的思想，什么是IP，什么是IP平台，当今IP市场的现状。阐述了IP复用中遇到的问题和工业界如何是解决这些问题的。介绍IP包装及建模。

教学进度:

考试大纲:

期末避卷考试 50% + 实验报告 20% + project Presentation 30%.