CMOS晶体管原理

内容

PMOS/NMOS开关模型；Cell的delay/transition；Cell library的PVT corner。

目的

明白cell为什么会有delay，由哪些因素决定；STA/post sim为什么要跑多个corner；开始培养Think in Hardware。

门电路原理

内容

底层NAND/OR 等cell功能与PMOS/NMOS连接关系；DFF的setup/hold time深入理解分析。

目的

理解基本组合逻辑单元的工作原理和power消耗的来源；深入理解什么是setup/hold，为后续DC/STA/Timing constraint做准备。

常用组合逻辑电路结构

内容

MUX；加/减法器(ripple adder/carry select adder/carry look ahead adder/BK tree adder)；乘法器(Booth encoding, CSA tree)；除法器。

目的

开始预估RTL coding后的实际电路结构，对电路DC综合后的delay能较准确的预估；开始理解performance、area、power之间的trade off。

SRAM结构与控制

内容

SRAM IO与读写控制；SRAM read delay与DFF Ck->Q delay的差异。

目的

熟悉SRAM的读写操作；理解为啥SRAM dout建议先加DFF再接入组合逻辑。

可综合Verilog语法解析

内容

数字前端设计流程与工具介绍；可综合Verilog语法梳理；Verilog组合逻辑设计（MUX；译码器；加/减法器；乘法器；除法器）；时序逻辑设计；FSM设计；generate使用；参数化IP设计介绍；基于Verilog的TestPattern编写。

目的

进一步培养Think in Hardware，明白verilog code与HW底层结构的对应关系。

你的第一个数字IP设计

内容

z-scan order（H.265中，一个CTU内部给CU的处理顺序控制）。

目的

熟悉一个数字模块的设计与功能仿真，培养Think in HW。

数字电路仿真工具介绍

内容

Modelsim仿真工具使用介绍；VCS仿真工具使用介绍；Debussy/Verdi调试工具介绍；nLint代码检查工具介绍。

目的

熟悉RTL仿真、调试EDA工具的使用。

IP设计实例

内容

Cycle级pipeline设计实例：BIN2BCD设计，SAD_Cal设计，Arbiter设计，data sorting（采用脉动(systolic)结构）。

目的

根据实际题目，做设计架构，RTL编码、仿真、debug。进一步理解HW处理与SW处理的差异；培养先有电路结构（"思想"），再用Verilog语言描述电路（"思想"）的硬件设计思维（Think in Hardware）。

跨时钟域电路设计

内容

跨时钟域电路原理；基本同步电路结构；异步FIFO设计与分析。

目的

掌握跨时钟域时的电路现象与处理方式。

跨时钟域电路设计实例

内容

bit双向handshake同步电路设计实例；async fifo设计实例。

目的

通过设计实例，深入理解跨时钟域的理论知识，并结合实际正确完成跨时钟域处理。

STA与DC综合

内容

STA 原理与Timing constraint的类型；clock属性介绍（clk tree，jitter，skew，duty cycle，transition，latency）；认识cell library；理解DC/PT中cell delay的计算方法；DC综合实例讲解（含综合script）。

目的

深入理解STA分析的原理与每条SDC constraint对应的物理意义；理解DC综合中每条指令的含义与作用。

数字IC/FPGA设计架构课：On-Chip-Bus精讲

内容

DDR行为介绍（R/W的active/precharge, bank interleave）；Cache行为介绍（write through/write back/RW allocate；On-Chip总线数据传输原理；APB总线介绍；AHB总线介绍；AXI总线介绍；AHB/AXI总线对比；Bus-Arbiter/Bus-Matrix/Bus-NOC介绍；AXI总线效率提升；其它片上总线。

目的

理解一个SOC中数据传输的方式；对APB/AHB/AXI协议有深入理解（AHB中hready的用法；AXI中 command outstanding, data out-of-order等）；深入理解如何分析、提高bus的效率；如何平衡efficiency与latency。

On-Chip-Bus设计实例

内容

APB接口的SRAM controller设计；AHB接口的SRAM controller设计（支持所有burst type）。

目的

掌握如何把APB/AHB协议转化为一个数字IP，帮助理解APB/AHB协议。

Gate-Sim

内容

Pre-Gsim/Post-Gsim的使用方法；False-Path在Gate sim时的处理方法。

目的

掌握Gate sim的方法。

FPGA设计基础

内容

FPGA底层结构(LUT/DFF/Latch/SRAM/DSP/PLL/IO)；clock tree in FPGA (compare with ASIC)；FPGA中SRAM/ROM使用；FPGA Implementation：constraint (timing and FPGA special)/synthesis/place&route/result check/timing constraint correction；ASIC prototype on FPGA。

目的

掌握FPGA器件的底层原理，FPGA设计使用方法，ASIC项目在FPGA上的emualtion方法。

数字IC前端设计展望

内容

HLS介绍；致谢。

目的

了解未来数字IC前端设计的发展方向。