IC数字设计
数字ic设计和验证流程
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数字ic设计流程
数字ic设计流程数字 IC 设计流程是指通过使用数字集成电路技术进行芯片设计的一系列步骤。
这个过程包括需求分析、架构设计、电路设计、逻辑综合、布局布线、验证测试等环节。
下面将详细介绍数字 IC 设计流程。
首先是需求分析阶段。
在这个阶段，设计团队需要与客户充分沟通，了解客户的需求，并制定设计方案。
通过该阶段的分析，设计团队将明确设计的目标，包括芯片的功能、性能、功耗、面积、成本等要求。
接下来是架构设计阶段。
在这个阶段，设计团队将根据需求分析的结果，制定芯片的整体框架。
这包括选择适当的硬件和软件系统，在芯片内部实现各个功能模块，并确定各个模块之间的接口。
然后是电路设计阶段。
在这个阶段，设计团队将根据架构设计的要求，设计各个模块的电路。
这包括设计和优化模块内部的逻辑电路、时钟电路、控制电路、存储电路等。
在这个阶段，设计团队还需要进行电路仿真和验证，确保电路的功能和性能符合设计要求。
接下来是逻辑综合阶段。
在这个阶段，设计团队将设计完成的电路转化为门级电路。
通过逻辑综合工具，将电路中的逻辑元件映射为与门、或门、非门等门电路。
这个阶段还会对电路进行时序优化，以确保电路在时序上满足设计要求。
然后是布局布线阶段。
在这个阶段，设计团队将根据逻辑综合后的电路，进行布局和布线的设计。
布局设计是指将各个门电路按照规定的布局规则进行摆放；布线设计是指将各个门电路之间的连线进行规划和布线。
这个阶段还包括电磁兼容性的考虑，以及对电路面积和功耗的优化。
最后是验证测试阶段。
在这个阶段，设计团队将通过仿真和验证测试，验证设计的正确性和性能。
这包括模拟仿真、时序仿真、功耗仿真等。
在验证测试后，如果发现设计存在问题或不满足要求，设计团队需要对设计进行修改和优化，重新进行验证测试。
总结来说，数字 IC 设计流程包括需求分析、架构设计、电路设计、逻辑综合、布局布线和验证测试等环节。
不同的设计阶段需要使用不同的工具和方法，通过这些流程的严格执行，可以确保设计的芯片满足性能、功耗、面积、成本等要求。
数字ic设计流程与模拟IC
数字ic设计流程与模拟IC1. 首先是使用HDL语言进行电路描述，写出可综合的代码。
然后用仿真工具作前仿真，对理想状况下的功能进行验证。
这一步可以使用Vhdl或Verilog作为工作语言，EDA工具方面就我所知可以用Synopsys的VSS（for Vhdl）、VCS（for Verilog）Cadence的工具也就是著名的Verilog-XL和NC Verilog2.前仿真通过以后，可以把代码拿去综合，把语言描述转化成电路网表，并进行逻辑和时序电路的优化。
在这一步通过综合器可以引入门延时，关键要看使用了什么工艺的库这一步的输出文件可以有多种格式，常用的有EDIF格式。
综合工具Synopsys的Design Compiler，Cadence的Ambit3，综合后的输出文件，可以拿去做layout，将电路fit到可编程的片子里或者布到硅片上这要看你是做单元库的还是全定制的。
全定制的话，专门有版图工程师帮你画版图，Cadence的工具是layout editor单元库的话，下面一步就是自动布局布线,auto place & route，简称apr cadence的工具是Silicon Ensembler,Avanti的是Apollo layout出来以后就要进行extract,只知道用Avanti的Star_rcxt,然后做后仿真，如果后仿真不通过的话，只能iteration，就是回过头去改。
4,接下来就是做DRC,ERC,LVS了,如果没有什么问题的话，就tape out GDSII格式的文件，送制版厂做掩膜板，制作完毕上流水线流片，然后就看是不是work 了做DRC,ERC,LVSAvanti的是Hercules,Venus,其它公司的你们补充好了btw:后仿真之前的输出文件忘记说了，应该是带有完整的延时信息的设计文件如：*.VHO,*.sdfRTL->SIM->DC->SIM-->PT-->DC---ASTRO--->PT----DRC,LVS--->TAPE OUT1。
数字IC设计
数字IC设计数字IC设计是指采用数字电路元件和技术，在符合设定功能要求的基础上，实现指定功能的集成电路设计。
数字IC设计是集成电路设计的一个重要分支，该设计应用面广，广泛应用于通信、计算机、工业、家用电器等领域中。
本文将从数字IC设计的概念、发展历程、设计方法、常用的设计工具等方面进行探讨。
一、数字IC设计的概念数字IC设计是指使用数字电路元件及技术，在设定的功能要求的前提下，实现指定功能的集成电路的设计。
数字IC设计是由组合逻辑、时序逻辑、存储器等数字电路元件构成的。
数字IC设计的核心是实现数字电路设计的复杂性，在各种复杂的应用领域中，进行数字电路系统的快速设计和优化。
数字IC设计的关键是实现函数逻辑关系的描述和形式化，使用数字语言，对电路系统的逻辑关系进行严格的描述和方便化的实现。
数字IC设计具有复杂性、可扩展性、可靠性、精度高、功耗低等特点。
二、数字IC设计的发展历程数字IC设计发展历程从20世纪60年代开始，到今天数十年来经历了从基础到高级的一系列发展过程。
其中有一些重要的里程碑事件，大大促进了数字IC设计的发展。
早期的数字IC设计是使用硬件直接链接模拟电路实现，其设计过程比较简单，如模拟计算器。
1971年，美国Texas Instruments公司推出了世界上第一款集成电路计算器TMS0100，该计算器采用了数字IC设计技术进行实现。
在此之后，数字IC设计开始迎来了快速的发展，人们越来越依赖集成电路和数字IC设计技术带来的方便和高效性。
20世纪80年代，数字IC的设计和制造技术日趋成熟，数字IC的速度和芯片的集成度愈加高。
随着数字IC设计技术的不断提高和发展，出现了大规模集成（LSI），超大规模集成（VLSI）和超高规模集成（UHVSI）等技术，这一系列的技术标志着数字IC设计的进一步发展。
21世纪以来，数字IC设计技术与微电子技术的迅速发展，尤其是3D器件、功能扩张技术和生物微型芯片等的出现，有力地推动了数字IC设计技术向更为高级、复杂和智能方向发展，以应对日益复杂的计算和控制技术需求。
数字IC设计方法学(共52张PPT)
➢比方，RTL综合等后端处理阶段和RTL代码功能仿真阶段可以并行进行；再如， 后端设计过程中的静态时序分析和后仿真可以并行进行。 ➢多阶段之间的并行操作缩短了IC设计周期，但也给设计中数据管理提出了更 高要求，因为多个操作阶段间有数据依赖关系。 ➢设计各阶段间的反复迭代和并行操作要求数字IC设计必须有严格的数据管理机 制才能保证工程正常进行。
➢在指令装载状态下，可重构密码协处理器将密码程序中的指令按顺序装载到指令存 储器中。在指令执行状态下，可重构密码协处理器自动地、不断地从指令存储器中取 出指令、进行译码并加以执行，直至所有指令执行完毕。在空闲状态下，可重构密码 协处理器不进行指令装载操作和指令执行操作，并保持所有的运算结果存放器的值不 变。 ➢主处理器只需对指令执行使能信号ins_exe施加一个脉冲，就可以将可重构密码协处理 器设置为指令执行状态，从而启动指令自动执行过程，然后在整个过程中不再需要主处理 器的干预，这大大减少了主处理器的控制开销和可重构密码协处理器访问外部设备的开销 ，提高了加/解密的处理速度。
clk rst insnumr_en insw_en
指令装载 控制逻辑
i n s w_a d d r< 1 2 : 0 >
d a t a b u<s7 : 0 >
clk
rst
o p c o d<ex : 0 > c o n d a t<ax : 0 >
jump_id halt_id
逻辑
指令译码
ins<207:0> comp_id<4:0>
可重构密码协处理器
数字ic设计知识点
数字ic设计知识点数字 IC 设计知识点数字 IC 设计是现代电子系统设计中的重要领域之一，它涉及到数字电路设计、逻辑设计、时序设计等多个方面的知识点。
本文将为您介绍一些基本的数字 IC 设计知识点，希望对您在该领域的学习和实践有所帮助。
I. 逻辑门逻辑门是数字 IC 设计中最基本的组成单元，它能够实现布尔逻辑运算。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
逻辑门的功能可以通过真值表或逻辑表达式来描述。
II. 布尔代数布尔代数是数字 IC 设计中描述逻辑运算的基本数学工具。
它包括布尔运算、布尔函数和布尔表达式等概念。
通过使用布尔代数，可以简化逻辑电路的设计和分析过程。
III. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由逻辑门和连线连接而成的电路。
它的输出仅取决于当前的输入状态，与过去的输入状态无关。
组合逻辑电路可以实现各种逻辑功能，如加法器、减法器、多路选择器等。
IV. 时序逻辑电路时序逻辑电路是由逻辑门、存储元件和时钟信号组成的电路。
它的输出取决于当前的输入状态以及过去的输入状态。
时序逻辑电路可以实现各种时序功能，如触发器、计数器、状态机等。
V. 数字系统数字系统是由数字 IC 设计构成的系统，它可以完成数字信号的处理和运算。
常见的数字系统包括二进制系统、八进制系统、十进制系统和十六进制系统等。
VI. IC 设计流程IC 设计流程是指从需求分析到芯片生产的全过程，它包括需求分析、系统设计、电路设计、物理设计、验证仿真和芯片生产等阶段。
严格的 IC 设计流程可以确保芯片的功能和性能符合设计要求。
VII. 数字 IC 设计工具数字 IC 设计工具是用于辅助数字 IC 设计的软件工具，它包括逻辑设计工具、布局设计工具、验证仿真工具等。
常用的数字 IC 设计工具有EDA工具、VHDL/Verilog语言和IC设计软件等。
VIII. 数字 IC 测试数字IC 测试是指对已制造的芯片进行功能验证和故障检测的过程。
数字IC设计——整理
数字集成电路设计整理一、概念1. ASIC——Application Specific Integrated Circuit专用集成电路ASIC在批量生产时与通用集成电路(IC)相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
ASIC分为全定制和半定制。
全定制设计需要设计者完成所有电路的设计，半定制使用库里的标准逻辑单元(Standard Cell)，设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI(门电路)、MSI(如加法器、比较器等)、数据通路(如ALU、存储器、总线等)、存储器甚至系统级模块(如乘法器、微控制器等)和IP核，这些逻辑单元已经布局完毕，而且设计得较为可靠，设计者可以较方便地完成系统设计。
全定制能够比半定制的ASIC芯片运行速度更快。
2.IP——Intellectual Property知识产权3.数字后端指将前端设计产生的门级网表通过EDA设计工具进行布局布线和进行物理验证并最终产生供制造用的GDSII数据的过程。
其主要工作职责有：芯片物理结构分析、逻辑分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工厂并提交生产数据。
作为连接设计与制造的桥梁，合格的版图设计人员既要懂得IC 设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉制程厂的工作流程、制程原理等相关知识。
4.Standard Cell——标准单元库5.RTL——寄存器传输级描述通过一个寄存器到另一个寄存器的逻辑变换和传输来描述设计。
逻辑值被存储在寄存器中，通过一些组合逻辑对其要求值，随后将结果存储于下一个寄存器。
RTL的功能类似于软件与硬件之间的桥梁。
是与工艺无关的网表的文本结构描述。
6.布局（Place）布线(Route)布图规划floorplan比布局更重要。
规划包括指令，macro的放置，电源线的设计power plan。
floorplan一旦确定，芯片的面积就定下来了，也与整个设计的timming和布通率有很大关系。
数字IC的设计流程及验证方法介绍
数字IC的设计流程，如下图所示：形式验证（Formal VerificaTIon）是一种IC设计的验证方法，它的主要思想是通过使用数学证明的方式来验证一个设计的功能是否正确。
形式验证可以分为三大类：等价性检查（Equivalence Checking）形式模型检查（Formal Model Checking）（也被称作特性检查）定理证明（Theory Prover）为什么要做形式验证？电路不也是工具综合出来的吗？为什么不能保证一致性？因为工具也是人做出来的，也有可能会出错，所以要确认。
我们平时做的最多的模拟仿真，就是给各种case的输入，穷尽各种组合，总是希望100%的验证到所有的情况。
但是有些情况下，你不太可能达到这一个目的。
假如有一个32位的比较器：比较产生等于、大于、大于的结果。
假设采用一个快速模拟器，每微秒运行一个向量，则用模拟器模拟完全部模拟向量需要的时间为：264 （all input patterns）X 10^-6—————————————————3600 （seconds）X 24 （hours）X 365 （days）≈584，942 years显然这是一个不切实际的验证时间。
而形式验证使用严格的数学推理来证明待测试设计的正确性，由于其静态、数学的特性，避免了对所有可能测试向量的枚举，而且能够达到100%无死角的检测。
定理证明是形式验证技术中最高大上的，它需要设计行为的形式化描述，通过严格的数学证明，比较HDL描述的设计和系统的形式化描述在所有可能输入下是否一致。
这种验证方法需要非常深厚的数学功底，而且不能完全自动化，所以应用案例较少。
当然还是有一些例子，例如HOL系统、PVS系统和ACL2系统等，并且都有成功应用案例。
Moore等人验证了AMD5K86芯片的除法算法的微码，Brock等验证了Motorola的CAP处理器，Clark等验证了SRT除法算法。
模型检验是一种检测设计是否具有所需属性的方法，如安全性、活性和公平性。
高级数字IC设计
同步
“同步”：两个触发器简单的组合在一起如图所 示。
如果遇到触发器的setup time和hold time，这将是cell 设计者保证输入能够正确变为输出的时间。亚稳态影 响物理系统的时间分辨率，同样也影响输出值。
在理论上，当取样操作接近被取样事件的时候，时间 分辨率是无限的渐进曲线。
MTBF（平均无故障时间）与可靠性
如果一个设计中包含同步组件，无论是否愿意它都会 出现亚稳态。亚稳态无法彻底消除，因此我们所做的 就是计算错误概率以及在时间上来描述它。
亚稳态
亚稳态：是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可 确认的状态。
当一个触发器进入亚稳态时，既无法预测该单元的输出电平，也 无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期 间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且 这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播 下去。
亚稳态发生的原因 在 同 步 系 统中 ， 如 果触发器 的 setup time / hold time不满足，就可能产生亚稳态，此时触发器输出端 Q在有效时钟沿之后比较长的一段时间处于不确定的状 态，在这段时间里Q端毛刺、振荡、固定的某一电压值， 而不是等于数据输入端D的值。这段之间成为决断时间 （亚稳态到稳定稳态的时间）（resolution time）。 经过resolution time之后Q端将稳定到0或1上，但是 究竟是0还是1，这是随机的，与输入没有必然的关系。
数字ic设计流程
数字ic设计流程
数字IC设计流程，是指数字电路从概念到实际产品的全过程。
该流程包括需
求分析、体系结构设计、逻辑设计、物理设计、验证和测试等阶段。
首先，在需求分析阶段，设计人员要明确产品的功能、性能、功耗、面积和时钟频率等要求。
在此基础上，确定系统的体系结构，包括硬件和软件部分，定义数据通路和控制流程。
其次，进行逻辑设计。
这一阶段包括电路的抽象设计、功能验证和综合等过程。
设计人员要将需求分析的结果转化为电路逻辑结构，并进行功能验证以保证电路的正确性。
综合则是将逻辑电路转化为物理电路，包括细节的布局、定位和布线等。
第三步是物理设计。
该阶段是将电路的逻辑结构转化为物理布局，包括芯片的平面布局和线路布局等。
物理设计的目标是实现电路的可布线、可制造和可测试，同时保证电路的性能和功耗等要求。
第四步是验证，包括功能验证、时序验证、功耗验证和可靠性验证等。
在这一阶段，设计人员要进行各种类型的验证以保证电路的正确性和可靠性。
同时，需
要评估电路的功耗和时序性能，以便进一步优化设计。
最后，进行测试。
该阶段是在实际生产前，对设计的芯片进行测试，检查其性能和可靠性。
测试包括芯片的电气特性测试、功能测试和系统集成测试等。
只有通过了测试，才能将芯片投入生产。
综上所述，数字IC设计流程是一个非常复杂和严格的过程，需要设计人员具
备丰富的经验和技术知识，才能确保设计的芯片符合产品要求。
数字ic设计项目总结
数字ic设计项目总结
数字IC设计项目总结
一、项目概述
项目名称：数字IC设计项目
项目成员：XXX、XXX、XXX
项目时间：XXXX年XX月-XXXX年XX月
项目目标：设计一款高性能的数字IC，以满足市场需求，提高产品竞争力。
二、项目实施过程
1. 需求分析：对市场需求进行深入调研，明确产品性能要求、应用场景和目标客户群体。
2. 架构设计：根据需求分析结果，设计数字IC的架构，包括逻辑功能模块、接口、时钟系统等。
3. 逻辑设计：根据架构设计，进行逻辑电路设计和仿真，确保逻辑功能的正确性。
4. 物理设计：对数字IC进行物理布局和布线，优化芯片面积和性能。
5. 可靠性测试：对数字IC进行各种环境下的可靠性测试，确保产品质量的可靠性。
6. 调试与优化：对数字IC进行功能和性能调试，优化产品性能。
三、项目成果
1. 完成数字IC设计，包括逻辑电路、物理布局和布线等。
2. 通过可靠性测试，确保产品质量的可靠性。
3. 与市场需求对接，提高产品竞争力。
四、问题与解决方案
1. 问题：在进行物理设计时，发现芯片面积较大，不符合公司要求。
解决方案：优化逻辑电路设计，减少芯片面积。
2. 问题：在进行可靠性测试时，发现产品存在一些功能缺陷。
解决方案：对逻辑电路进行重新仿真和调试，修复缺陷。
五、经验与教训
1. 在项目开始阶段，应充分了解市场需求，明确产品性能要求和应用场景。
2. 在设计过程中，应注重团队沟通和协作，确保项目进度的顺利进行。
3. 在调试和优化阶段，应不断反思和总结经验教训，提高设计水平。
数字IC芯片设计
Formal Verification (Scan Inserted Netlist
vs CT Inserted Netlist)
Auto Routing
DRC,LVS,ECO
Formal Verification (ECO Netlist vs
CT Inserted Netlist)
述
• 综合:
•
将RTL级设计中所得的程序代码翻
译成实际电路的各种元器件以及他们
之间的连接关系，可以用一张表来表
示，称为门级网表（Netlist）。
• STA（Static Timing Analysis，静态时
序分析）: 套用特定的时序模型（
Timing Model），针对特定电路分析
其是否违反设计者给定的时序限制（
30
得到最后的布线图
31
时钟树综合
时钟树综合的目的: 低skew 低clock latency
时钟树和复位树综合为什么要放在APR时再做呢？
32
DFM (Design For Manufacturing)
DFM: 可制造性设计 DFM步骤在整个布局布线流程以后开始，主要目的是通 过一些技术处理防止芯片在物理制造过程中出现问题，造 成芯片不能工作。DFM的目的在于提高良率。
Post-layout STA
Power check
Timing OK? Yes
Tape Out
DC MODELSIM MBISTARCHITECT FORMALITY
PT
Astro AstroRail FORMALITY
PT Hercules Caliber Virtuoso
5
数字IC设计
• Cadence Incisive • Synopsys VCS • Mentor Graphics Questasim
• 高级验证语言
• SystemVerilog • SystemC
• 验证方法学：
• Assertion based verification • SytemVerilog：UVM验证方法学
1. 导入netlist 2. 创建floorplan 3. 添加电源环、电源带、特殊物理单元 4. Place 5. 电源route 6. 时钟树综合 7. Route 8. Metal fill
后端设计
Innovus
• 启动方法： • 输入命令innovus
• 关闭之后有时会导致终端打字不显示，输入reset可以解决
• 大括号中的表达式不解析，可看作列表
• 过程、条件判断、循环等可以先不用
综合——设置库
• 设置库既可以在脚本里设置，也可以设置在家目录 的.synopsys_dc.setup文件
• 主要设置4个变量
• search_path 指定各个文件的搜索路径 • target_library 综合的目标库文件，通常是.db文件 • link_library 包含*(内存中的库)以及target_library和macro library • symbol_library 符号库，通常是.sdb文件，可以没有
5. 设置输入阻抗为0 set_drive
6. 设置为禁止优化网络 set_dont_touch_network
7. 设置为理想网络 set_ideal_network
• 对于pll时钟和分频时钟，只需要设置频率倍数，不需要设置上述参数 • 高级时钟控制：Clock gating • 通常把各个参数设得严格一些，以保留一些设计余量
数字ic设计流程
数字ic设计流程数字IC设计流程。
数字IC设计是一项复杂而精密的工程，它涉及到从概念设计到验证和生产的全过程。
在数字IC设计流程中，需要经过多个阶段的设计、验证和优化，以确保最终产品的性能和可靠性。
本文将介绍数字IC设计的整体流程，并对每个阶段进行详细的分析和说明。
首先，数字IC设计的第一步是概念设计。
在这个阶段，设计团队需要明确产品的功能需求和性能指标，并进行初步的架构设计和功能分解。
同时，还需要进行市场调研和竞品分析，以确保产品的竞争力和市场需求。
接下来是RTL设计阶段。
在这个阶段，设计团队需要将概念设计转化为可实现的RTL（Register Transfer Level）描述。
这个过程涉及到逻辑设计、时序分析、面积优化等工作，需要充分考虑电路的性能、功耗和面积等指标。
然后是综合与布局阶段。
在这个阶段，设计团队需要对RTL描述进行综合，生成门级网表，并进行布局布线。
这个过程需要充分考虑电路的时序和布局约束，以确保电路的性能和可靠性。
接着是验证与仿真阶段。
在这个阶段，设计团队需要对设计的功能和性能进行全面的验证和仿真。
这包括功能仿真、时序仿真、功耗仿真等多个方面，以确保设计的正确性和可靠性。
最后是物理验证和后端流程。
在这个阶段，设计团队需要进行DRC（Design Rule Check）和LVS（Layout Versus Schematic）等物理验证工作，以确保电路的版图符合工艺的制程要求。
同时，还需要进行后端流程的工艺转换和芯片生产的准备工作。
综上所述，数字IC设计流程涉及到多个阶段的设计、验证和优化。
每个阶段都需要设计团队的精心设计和严格验证，以确保最终产品的性能和可靠性。
同时，数字IC设计流程也需要充分考虑市场需求和竞争情况，以确保产品的竞争力和市场地位。
希望本文的介绍能够对数字IC设计流程有一个全面的了解，并为相关从业人员提供一定的参考和帮助。
数字IC设计岗位职责及职位要求
数字IC设计岗位职责及职位要求
数字IC（Integrated Circuit，集成电路）设计岗位是一个高度技术性的工作，职责是通过使用计算机辅助设计软件和底层电路知识来设计和测试集成电路。
数字IC设计工程师需要具备以下职责和要求：
职责：
1. 设计和开发数字集成电路芯片的原型和产品；
2. 设计数字逻辑电路、时序逻辑电路、数据通信电路等；
3. 使用电路仿真工具和设计验证工具对设计方案进行仿真和验证；
4. 进行硅验证，确保芯片的性能和可靠性；
5. 与芯片生产工程师和测试工程师合作，确保芯片的制造和测试符合设计要求；
6. 进行调试和问题解决，确保芯片能够正常工作。
要求：
1. 本科及以上学历，电子信息、微电子等相关专业背景；
2. 精通数字电路和有一定的模拟电路基础知识；
3. 熟练掌握Verilog或VHDL等数字电路设计语言，掌握Verilog模拟工具和门级仿真工具；
4. 具有IC设计经验，熟练使用Cadence等IC设计软件；
5. 拥有团队合作精神，具有良好的沟通、解决问题和独立工作的能力；
6. 具备较强的创新能力和学习能力，能够在新的领域积极学习和适应。
总之，数字IC设计岗位是一个高端的技术岗位，需要具备坚实的电子电路和计算机知识以及实践经验，还要具备良好的团队合作和创新学习能力，进入这个职位需要一个长期的发展和积淀工作。
数字IC设计流程及工具介绍
数字IC设计流程及工具介绍IC的设计过程可分为两个部分，分别为：前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理设计），这两个部分并没有统一严格的界限，凡涉及到与工艺有关的设计可称为后端设计。
前端设计的主要流程：1、规格制定芯片规格，也就像功能列表一样，是客户向芯片设计公司（称为Fabless，无晶圆设计公司）提出的设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。
2、详细设计Fabless根据客户提出的规格要求，拿出设计解决方案和具体实现架构，划分模块功能。
3、HDL编码使用硬件描述语言（VHDL，Verilog HDL，业界公司一般都是使用后者）将模块功能以代码来描述实现，也就是将实际的硬件电路功能通过HDL语言描述出来，形成RTL（寄存器传输级）代码。
4、仿真验证仿真验证就是检验编码设计的正确性，检验的标准就是第一步制定的规格。
看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。
规格是设计正确与否的黄金标准，一切违反，不符合规格要求的，就需要重新修改设计和编码。
设计和仿真验证是反复迭代的过程，直到验证结果显示完全符合规格标准。
仿真验证工具Mentor公司的Modelsim，Synopsys的VCS，还有Cadence 的NC-Verilog均可以对RTL级的代码进行设计验证，该部分个人一般使用第一个-Modelsim。
该部分称为前仿真，接下来逻辑部分综合之后再一次进行的仿真可称为后仿真。
5、逻辑综合――Design Compiler仿真验证通过，进行逻辑综合。
逻辑综合的结果就是把设计实现的HDL代码翻译成门级网表netlist。
综合需要设定约束条件，就是你希望综合出来的电路在面积，时序等目标参数上达到的标准。
逻辑综合需要基于特定的综合库，不同的库中，门电路基本标准单元（standard cell）的面积，时序参数是不一样的。
所以，选用的综合库不一样，综合出来的电路在时序，面积上是有差异的。
一般来说，综合完成后需要再次做仿真验证（这个也称为后仿真，之前的称为前仿真）逻辑综合工具Synopsys的Design Compiler，仿真工具选择上面的三种仿真工具均可。
数字IC设计主要流程和EDA工具介绍（前端）
数字IC设计主要流程和EDA⼯具介绍（前端）（数字集成电路设计主要流程和EDA⼯具介绍）
1. 数字IC设计主要流程（前端）
2.主要EDA⼯具介绍（前端）
（1）LEDA： RTL代码和Netlist⽹表静态检查与验证。
能在很早的阶段就发现RTL和Netlist中存在的危险。
（2）VCS: RTL和Netlist仿真与调试。
⽀持Verilog、SystemVerilog、Vera、SystemC、C/C++等语⾔
（3）DC: RTL综合⼯具。
Design Compiler是Synopsys的王牌。
（4）Formality：形式验证。
检查RTL和Netlist、RTL和RTL、Netlist和Netlist⼀致性。
（5）DFT: 测试链路插⼊。
为Tape-Out后的芯⽚进⾏测试准备
（6）PT: 静态时序分析。
Prime Time也是Synopsys的王牌。
现承接数字集成电路设计与验证培训⼯作。
培训对象为即将从事IC设计与验证的同学和从事IC设计与验证的⼯程师。
不仅可以以课堂教授的⽅式进⾏教学，也可以⼀对⼀的根据实际项⽬的进⾏培训。
总之以达到最优的效果为最终⽬标。
有兴趣的朋友可以来上海⼀起探讨交流。
有意者请加QQ： 1902714691
或者联系Email：icer1000@
⾮常感谢！。
数字ic设计笔试题
数字ic设计笔试题
数字IC设计是集成电路设计的一个重要领域，涉及到数字电路的设计、验证和实现。
数字IC设计笔试题通常涉及到数字电路的基本原理、逻辑设计、Verilog/VHDL编程、时序分析等方面的知识。
下面我将从这些方面为你回答数字IC设计笔试题。
1. 数字电路的基本原理，数字IC设计的基础是数字电路的基本原理，包括布尔代数、逻辑门、触发器、计数器等。
笔试题可能涉及到这些基本原理的应用和分析，例如逻辑门的组合与时序电路设计、计数器的设计和应用等。
2. 逻辑设计，逻辑设计是数字IC设计的核心内容，包括组合逻辑和时序逻辑设计。
笔试题可能涉及到逻辑方程式的化简、逻辑门的选择和优化、多路选择器和编码器的设计等。
3. Verilog/VHDL编程，Verilog和VHDL是数字IC设计中常用的硬件描述语言，用于描述数字电路的行为和结构。
笔试题可能涉及到Verilog/VHDL的语法、模块化设计、状态机的描述等。
4. 时序分析，时序分析是数字IC设计中重要的一环，用于分
析电路的时序性能和稳定性。
笔试题可能涉及到时钟周期的估算、时序违规的分析和修复、时序约束的设置等。
5. 验证和实现，数字IC设计的验证和实现是设计流程中的关键环节，包括仿真验证、综合和布局布线。
笔试题可能涉及到仿真测试用例的编写、综合优化和布局布线的原理等。
综上所述，数字IC设计笔试题涉及到的内容非常广泛，需要考生具备扎实的数字电路基础知识、Verilog/VHDL编程能力和时序分析能力。
希望以上回答能够帮助你更全面地了解数字IC设计笔试题的内容。
rtl 编程题 数字ic设计
rtl 编程题数字ic设计
数字IC设计是一项非常重要的工程任务，它涉及到使用RTL （Register Transfer Level）编程语言来实现数字集成电路。
RTL
是一种硬件描述语言，用于描述数字电路的行为和结构。
数字IC设
计通常涉及到设计和实现各种数字逻辑功能，如加法器、乘法器、
寄存器、控制器等。
在数字IC设计中，设计工程师需要考虑诸多因素，包括性能、
功耗、面积和可靠性。
他们需要使用RTL编程语言来描述数字电路
的行为，并将其转化为硬件电路。
这需要深入理解数字逻辑和电路
设计原理，并且熟练掌握RTL编程语言的语法和规范。
在进行数字IC设计时，工程师还需要考虑到时序和同步问题，
以确保设计的稳定性和可靠性。
此外，他们还需要进行仿真和验证，以确保设计的正确性和可靠性。
总的来说，数字IC设计是一项复杂而又重要的工程任务，它需
要工程师具备扎实的数字逻辑和电路设计知识，以及熟练掌握RTL
编程语言。
通过精心设计和实现，数字IC可以在各种应用中发挥重
要作用，如通信、计算机、消费电子等领域。
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1：什么是同步逻辑和异步逻辑？同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。
异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。
同步时序逻辑电路的特点：各触发器的时钟端全部连接在一起，并接在系统时钟端，只有当时钟脉冲到来时，电路的状态才能改变。
改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来，此时无论外部输入x 有无变化，状态表中的每个状态都是稳定的。
异步时序逻辑电路的特点：电路中除可以使用带时钟的触发器外，还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件，电路中没有统一的时钟，电路状态的改变由外部输入的变化直接引起。
2：同步电路和异步电路的区别：同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路：电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
3：时序设计的实质：时序设计的实质就是满足每一个触发器的建立/保持时间的要求。
4：建立时间与保持时间的概念？建立时间：触发器在时钟上升沿到来之前，其数据输入端的数据从不稳定到稳定的最小时间。
保持时间：触发器在时钟上升沿到来之后，其数据输入端的数据必须保持不变的最小时间。
5：为什么触发器要满足建立时间和保持时间？因为触发器内部数据的形成是需要一定的时间的，如果不满足建立和保持时间，触发器将进入亚稳态，进入亚稳态后触发器的输出将不稳定，在0和1之间变化，这时需要经过一个恢复时间，其输出才能稳定，但稳定后的值并不一定是你的输入值。
这就是为什么要用两级触发器来同步异步输入信号。
这样做可以防止由于异步输入信号对于本级时钟可能不满足建立保持时间而使本级触发器产生的亚稳态传播到后面逻辑中，导致亚稳态的传播。
6：什么是亚稳态？为什么两级触发器可以防止亚稳态传播？这也是一个异步电路同步化的问题。
亚稳态是指触发器无法在某个规定的时间段内到达一个可以确认的状态。
使用两级触发器来使异步电路同步化的电路其实叫做“一位同步器”，他只能用来对一位异步信号进行同步。
两级触发器可防止亚稳态传播的原理：假设第一级触发器的输入不满足其建立保持时间，它在第一个脉冲沿到来后输出的数据就为亚稳态，那么在下一个脉冲沿到来之前，其输出的亚稳态数据在一段恢复时间后必须稳定下来，而且稳定的数据必须满足第二级触发器的建立时间，如果都满足了，在下一个脉冲沿到来时，第二级触发器将不会出现亚稳态，因为其输入端的数据满足其建立保持时间。
同步器有效的条件：第一级触发器进入亚稳态后的恢复时间+第二级触发器的建立时间< =时钟周期。
更确切地说，输入脉冲宽度必须大于同步时钟周期与第一级触发器所需的保持时间之和。
最保险的脉冲宽度是两倍同步时钟周期。
所以，这样的同步电路对于从较慢的时钟域来的异步信号进入较快的时钟域比较有效，对于进入一个较慢的时钟域，则没有作用。
7：系统最高速度计算（最快时钟频率）和流水线设计思想：同步电路的速度是指同步系统时钟的速度，同步时钟愈快，电路处理数据的时间间隔越短，电路在单位时间内处理的数据量就愈大。
假设Tco是触发器的输入数据被时钟打入到触发器到数据到达触发器输出端的延时时间(Tco=Tsetpup+Thold)；Tdelay是组合逻辑的延时；Tsetup是Ｄ触发器的建立时间。
假设数据已被时钟打入D触发器，那么数据到达第一个触发器的Ｑ输出端需要的延时时间是Tco，经过组合逻辑的延时时间为Tdelay，然后到达第二个触发器的Ｄ端，要希望时钟能在第二个触发器再次被稳定地打入触发器，则时钟的延迟必须大于Tco＋Tdelay＋Tsetup，也就是说最小的时钟周期Tmin =Tco＋Tdelay＋Tsetup，即最快的时钟频率Fmax =1/Tmin。
FPGA开发软件也是通过这种方法来计算系统最高运行速度Fmax。
因为Tco和Tsetup是由具体的器件工艺决定的，故设计电路时只能改变组合逻辑的延迟时间Tdelay，所以说缩短触发器间组合逻辑的延时时间是提高同步电路速度的关键所在。
由于一般同步电路都大于一级锁存，而要使电路稳定工作，时钟周期必须满足最大延时要求。
故只有缩短最长延时路径，才能提高电路的工作频率。
可以将较大的组合逻辑分解为较小的N块，通过适当的方法平均分配组合逻辑，然后在中间插入触发器，并和原触发器使用相同的时钟，就可以避免在两个触发器之间出现过大的延时，消除速度瓶颈，这样可以提高电路的工作频率。
这就是所谓"流水线"技术的基本设计思想，即原设计速度受限部分用一个时钟周期实现，采用流水线技术插入触发器后，可用N个时钟周期实现，因此系统的工作速度可以加快，吞吐量加大。
注意，流水线设计会在原数据通路上加入延时，另外硬件面积也会稍有增加。
8：时序约束的概念和基本策略？时序约束主要包括周期约束，偏移约束，静态时序路径约束三种。
通过附加时序约束可以综合布线工具调整映射和布局布线，使设计达到时序要求。
附加时序约束的一般策略是先附加全局约束，然后对快速和慢速例外路径附加专门约束。
附加全局约束时，首先定义设计的所有时钟，对各时钟域内的同步元件进行分组，对分组附加周期约束，然后对FPGA/CPLD输入输出PAD附加偏移约束、对全组合逻辑的PAD TO PAD 路径附加约束。
附加专门约束时，首先约束分组之间的路径，然后约束快、慢速例外路径和多周期路径，以及其他特殊路径。
9：附加约束的作用？1：提高设计的工作频率（减少了逻辑和布线延时）；2：获得正确的时序分析报告；（静态时序分析工具以约束作为判断时序是否满足设计要求的标准，因此要求设计者正确输入约束，以便静态时序分析工具可以正确的输出时序报告）3：指定FPGA/CPLD的电气标准和引脚位置。
10：FPGA设计工程师努力的方向：SOPC，高速串行I/O，低功耗，可靠性，可测试性和设计验证流程的优化等方面。
随着芯片工艺的提高，芯片容量、集成度都在增加，FPGA设计也朝着高速、高度集成、低功耗、高可靠性、高可测、可验证性发展。
芯片可测、可验证，正在成为复杂设计所必备的条件，尽量在上板之前查出bug，将发现bug的时间提前，这也是一些公司花大力气设计仿真平台的原因。
另外随着单板功能的提高、成本的压力，低功耗也逐渐进入FPGA设计者的考虑范围，完成相同的功能下，考虑如何能够使芯片的功耗最低，据说altera、xilinx都在根据自己的芯片特点整理如何降低功耗的文档。
高速串行IO的应用，也丰富了FPGA的应用范围，象xilinx的v2pro中的高速链路也逐渐被应用。
11：对于多位的异步信号如何进行同步？对以一位的异步信号可以使用“一位同步器进行同步”（使用两级触发器），而对于多位的异步信号，可以采用如下方法：1：可以采用保持寄存器加握手信号的方法（多数据，控制，地址）；2：特殊的具体应用电路结构,根据应用的不同而不同；3：异步FIFO。
（最常用的缓存单元是DPRAM）12：FPGA和CPLD的区别？会使时钟带上毛刺。
一般的处理方法是采用FPGA芯片自带的时钟管理器如PLL,DLL或DCM，或者把逻辑转换到触发器的D输入（这些也是对时钟逻辑操作的替代方案）。
17：FPGA设计中如何实现同步时序电路的延时？首先说说异步电路的延时实现：异步电路一半是通过加buffer、两级与非门等来实现延时（我还没用过所以也不是很清楚），但这是不适合同步电路实现延时的。
在同步电路中，对于比较大的和特殊要求的延时，一半通过高速时钟产生计数器，通过计数器来控制延时；对于比较小的延时，可以通过触发器打一拍，不过这样只能延迟一个时钟周期。
18：FPGA中可以综合实现为RAM/ROM/CAM的三种资源及其注意事项？三种资源：BLOCK RAM，触发器（FF），查找表（LUT）；注意事项：1：在生成RAM等存储单元时，应该首选BLOCK RAM 资源；其原因有二：第一：使用BLOCK RAM等资源，可以节约更多的FF和4-LUT等底层可编程单元。
使用BLOCK RAM 可以说是“不用白不用”，是最大程度发挥器件效能，节约成本的一种体现；第二：BLOCK RAM是一种可以配置的硬件结构，其可靠性和速度与用LUT和REGISTER构建的存储器更有优势。
2：弄清FPGA的硬件结构，合理使用BLOCK RAM资源；3：分析BLOCK RAM容量，高效使用BLOCK RAM资源；4：分布式RAM资源（DISTRIBUTE RAM）19：Xilinx中与全局时钟资源和DLL相关的硬件原语：常用的与全局时钟资源相关的Xilinx器件原语包括：IBUFG,IBUFGDS,BUFG,BUFGP,BUFGCE,BUFGMUX,BUFGDLL,DCM等。
20：HDL语言的层次概念？HDL语言是分层次的、类型的，最常用的层次概念有系统与标准级、功能模块级，行为级，寄存器传输级和门级。
系统级，算法级，RTL级(行为级)，门级，开关级21：查找表的原理与结构？查找表（look-up-table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。
目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM。
当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果，并把结果事先写入RAM,这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可22：IC设计前端到后端的流程和EDA工具？设计前端也称逻辑设计，后端设计也称物理设计，两者并没有严格的界限，一般涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。
1：规格制定：客户向芯片设计公司提出设计要求。
2：详细设计：芯片设计公司（Fabless）根据客户提出的规格要求，拿出设计解决方案和具体实现架构，划分模块功能。
目前架构的验证一般基于systemC语言，对价后模型的仿真可以使用systemC的仿真工具。
例如：CoCentric和Visual Elite等。
3：HDL编码：设计输入工具：ultra ，visual VHDL等4：仿真验证：modelsim5：逻辑综合：synplify6：静态时序分析：synopsys的Prime Time7：形式验证：Synopsys的Formality.23：寄生效应在IC设计中怎样加以克服和利用？所谓寄生效应就是那些溜进你的PCB并在电路中大施破坏、令人头痛、原因不明的小故障。
它们就是渗入高速电路中隐藏的寄生电容和寄生电感。
其中包括由封装引脚和印制线过长形成的寄生电感；焊盘到地、焊盘到电源平面和焊盘到印制线之间形成的寄生电容；通孔之间的相互影响，以及许多其它可能的寄生效应。