天津大学《VLSI系统设计》课程教学大纲.PDF

天津大学《VLSI 系统设计》课程教学大纲 课程编 2160291 课程名称： VLSI 系统设计 号： 学 48 学 分： 2.5 时： 学时分配： 授课：32 上机： 实验： 16 实践： 实践 （周）： 授课学院： 计算机科学与技术 适用专业： 计算机工程 电路与电子技术、数字电路、计算机组成原理、计算机 先修课程： 体系结构 一．课程的性质与目的 本课程属于专业技术课程。该专业技术广泛应用于计算机系统设计及集成电 路设计行业。诸如嵌入式系统设计，FPGA ，ASIC ，SoC 设计技术等。因此，学 习和掌握VLSI 设计的基本理论和方法，对于将来从事相关行业工程技术工作的 工科学生来说是必不可少的。通过该门课程的学习，期望学生能深刻地理解 VLSI 设计的基本知识，掌握 VLSI 设计方法及技巧，学会使用基本的 VLSI 设计工具 （EDA ），提高学生的模型建立能力，为深入进行 VLSI 设计和科研打下良好的 基础。 二．教学基本要求 本课程属于专业知识课程，重点介绍 VLSI 设计方法及可用于电路综合、实 现的 RTL 级 Verilog 语法与电路仿真、综合、静态时序分析等 VLSI 设计技术。 希望在教师引导下，学生逐步学会如何去发现问题，建立 VLSI 系统，解决问题 的思路和方法。并且使学生真正去发挥自己的创造能力设计满足速度、面积、功 耗多种要求的电路。同时希望学生通过实验、钻研、培养学生独立工作的能力。 提高他们基础知识的系统性，并且提高他们开展科研工作的能力。 三．教学内容 第一章 VLSI 设计概述 • VLSI 设计的发展与挑战 • 集成电路设计与 EDA 工具 第二章 数字集成电路基础知识 • 制造与版图 • MOS 晶体管与门电路 • 标准单元 • 同步电路与异步电路 • 存储器 • FPGA 第三章 VLSI 设计方法与 EDA 工具 • VLSI 设计方法 • 半定制、全定制、ASIC 设计方法、FPGA 设计方法 • VLSI 设计流程与 EDA 工具 第四章 硬件描述语言-Verilog • Verilog 语言的一般结构 • Verilog 语言的要素 • 表达式与操作符 • 结构描述方式 • 数据流描述方式 • 条件语句与循环语句 • 状态机 • 系统任务与编译预处理 第五章 可综合电路设计 • Verilog HDL 与逻辑综合 • 值保持器的硬件建模 • 生成锁存器的情况 • 模型的优化 • 可综合语法结构 第六章 Verilog 设计验证技术 • 电路验证的基本概念 • 验证的全面性与代码的覆盖率分析 • 前仿与后仿 第七章 常用基本电路单元设计 • 算术逻辑单元（ALU ）的设计 • 逐级进位和超前进位加法器 • 同步FIFO 第八章 典型的复杂电路设计与分析 • 除法器 • 数字滤波器 实验内容： 1. ModelSim 仿真工具介绍及并/ 串变换电路的Verilog 代码仿真 2. 常用基本电路单元设计：同步 FIFO 的设计与仿真 3. 典型复杂电路设计与分析：除法器 4. 典型复杂电路设计与分析：数字滤波器 5. 综合与静态时序分析 四．学时分配 教学内容 授课 上机 实验 实践 实践(周) 第一章 VLSI 设计概述 2 第二章 数字集成电路基础