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【大學教育課程】 > 工程技術學科 > 電氣|電子|通信|自動 |
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| 課程名稱: VLSI設計基礎（數位積體電路設計基礎） |
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| 課程編號： |
MS_5455 |
系列: |
(大學)國家級課程 |
授課學校： |
東南大學 |
授時: |
全 71 講 |
| 授課語言： |
中文 |
光碟版: |
2 片教程光碟(mp4檔) |
| 其他說明： |
.......... |
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| 簡 介： |
集成電路(Integrated Circuit)在我們的數字化生活中無處不在，是絕大部分電子產品運行的核心，而其中絕大部分是超大規模集成電路（VLSI）。遵循著.......... |
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| 光碟版： |
NT$ 770 元
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購 買： |
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| 訂購說明： |
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集成電路(Integrated
Circuit)在我們的數字化生活中無處不在，是絕大部分電子產品運行的核心，而其中絕大部分是超大規模集成電路（VLSI）。遵循著「摩爾定律」，其集成度、功能和性能的大幅度提升，創造了空前的奇跡。想知道這背後的原理嗎？請跟隨本門課程進入到超大規模集成電路的設計領域。 |
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—— 課程團隊 |
課程概述
本門課是微電子專業的主幹課程，專注於超大規模集成電路的設計技術，適合電子和計算機相關專業的本科生和研究生，也適合工作後需要重溫專業基礎知識的工程師。
課程教學內容為超大規模集成電路設計的基礎理論與基本方法，從VLSI的主流技術介紹入手引入VLSI設計的四個主要技術基礎：器件與工藝基礎，集成電路電路基礎，版圖基礎和CAD基礎。主要內容如下：
第一章：VLSI設計概述，瞭解當今VLSI系統設計的方法與技術。第二章：MOS器件與工藝基礎：掌握MOS器件的基本結構、模型與特性；掌握CMOS反相器和邏輯電路設計方法，掌握時序邏輯電路；瞭解集成電路製造工藝過程。第三章：設計與工藝接口，瞭解設計與工藝的關係及接口。第四章：晶體管規則陣列設計技術，掌握四種主要的規則陣列集成電路設計技術。第五章：單元庫設計技術，掌握標準單元和IO的設計，建立系統模塊化設計的思想；認識集成電路的基本版圖。第六章：微處理器，建立系統集成的概念，瞭解微處理器電路設計系統的構成和設計的過程。
本課程入選「國家精品在線開放課程」、「江蘇省在線開放課程」，受「江蘇高校品牌專業建設工程資助項目」資助，特此鳴謝。
授課目標
瞭解當今VLSI系統設計的方法與技術；掌握MOS器件的基本結構、模型與特性，掌握基本的組合邏輯電路和時序邏輯電路的原理；瞭解半導體工藝基本過程；認識集成電路的基本版圖；掌握主要的集成電路設計技術，建立系統集成和系統模塊化設計的思想。最終具備開展集成電路設計的基礎知識和基本方法。
課程大綱
第一單元 概論
課時
知識點1-課程介紹
知識點2-微電子發展史和摩爾定律
補充：從沙子到CPU-芯片是如何製造的
知識點3-系統與系統集成
知識點4：VLSI設計方法
調研你手機的應用處理器信息
第二單元 MOS晶體管原理
課時
漫談摩爾定律
知識點1-mos晶體管結構
知識點2-MOS晶體管的工作原理
知識點3-MOS晶體管的I-V方程
知識點4-MOS管的轉移特性和PMOS管的I-V特性、耗盡型MOS管及MOS器件的頻率特徵
知識點5-CMOS結構及其優勢
第三單元 反相器和組合邏輯電路
課時
知識點1-CMOS反相器設計
知識點2-CMOS反相器的動態指標
知識點3-CMOS邏輯門構造-與非門及複雜門
知識點4-等效反相器設計方法
知識點5-例子-複雜門等效反相器設計
知識點6-等效反相器練習及其修正
知識點7-異或門和同或門電路
知識點8-傳輸門
第四單元 時序邏輯電路
課時
知識點1-時序邏輯作用及狀態機舉例
知識點2-雙穩態結構和D觸發器
知識點3：觸發器時序參數
知識點4：時序邏輯的性能優化
知識點5：時序邏輯的功耗優化
知識點6：偏差和抖動對電路的影響
暢所欲言-你所理解的時序（timing）
第五單元 設計與工藝接口
課時
知識點1-問題的提出及選擇工藝線的原則
知識點2-NMOS管導通條件的再思考
知識點3-電學設計規則的形式及應用舉例-三輸入與門的SPICE仿真
知識點4-幾何設計規則
知識點0-工藝基礎
第六單元 單元庫設計技術
課時
知識點一-引言-規則陣列的缺點
知識點二：單元庫概念和真實單元庫示例
知識點三：標準單元設計技術
知識點四：用標準單元實現集成電路的過程
知識點五：課堂練習-讀標準單元版圖
知識點六：輸入輸出單元的功能
知識點七：輸入單元的版圖設計
知識點八：倒向輸出I/O PAD設計
知識點九：其他輸出I/O PAD
知識點十：掩膜編程的輸入輸出I/O PAD
知識點十一：積木塊設計技術和單元庫小結
第七單元 存儲器設計
課時
知識點1-Memory的重要性及其分類
知識點2-SRAM結構
知識點3-SRAM的bitcell設計
知識點4-SRAM的SA設計
第八單元 低功耗專題
課時
知識點1-低功耗專題（上）
知識點2-低功耗專題（下）
課程列表
第01講 1.1.1知識點1-課程介紹 - 知識點1-課程介紹視頻 →00:03:58
第02講 1.2.1知識點2-微電子發展史和摩爾定律 - 知識點2-微電子發展史和摩爾定律 →00:16:32
第03講 1.3.1補充從沙子到CPU-芯片是如何製造的 - CPU芯片是如何製造的 →00:10:15
第04講 1.4.1知識點3-系統與系統集成 - 知識點3-系統與系統集成視頻 →00:12:14
第05講 1.5.1知識點4VLSI設計方法 - 知識點4VLSI設計方法視頻 →00:20:59
第06講 2.1.1知識點1-mos晶體管結構 - 知識點1 →00:14:18
第07講 2.2.1知識點2-MOS晶體管的工作原理 - 知識點2 →00:15:09
第08講 2.3.1知識點3-MOS晶體管的I-V方程 - 知識點3 →00:15:23
第09講 2.4.1知識點4-MOS管的轉移特性和耗盡型MOS管等 - MOS管的轉移特性和耗盡型MOS管等視頻 →00:08:23
第10講 2.5.1知識點5-CMOS結構及其優勢 - 知識點5 →00:08:58
第11講 3.1.1知識點6-CMOS反相器設計 - 知識點6-CMOS反相器設計 →00:20:47
第12講 3.2.1知識點7-CMOS反相器的動態指標 - 知識點7-CMOS反相器的動態指標 →00:19:13
第13講 3.3.1知識點8-CMOS邏輯門構造-與非門及複雜門 - 知識點8-CMOS邏輯門構造-與非門及複雜門 →00:11:43
第14講 3.4.1知識點9-等效反相器設計方法 - 知識點9-等效反相器設計方法 →00:16:09
第15講 3.5.1知識點10-例子-複雜門等效反相器設計 - 知識點10-例子-複雜門等效反相器設計 →00:09:04
第16講 3.6.1知識點11-等效反相器練習及其修正 - 知識點11-等效反相器練習及其修正 →00:10:13
第17講 3.7.1知識點12-異或門和同或門電路 - 知識點12-異或門和同或門電路 →00:19:18
第18講 3.8.1知識點13-傳輸門 - 知識點13-傳輸門 →00:16:40
第19講 3.9.1知識點14-三態門 - 知識點14-三態門 →00:07:05
第20講 4.1.1知識點15-時序邏輯作用及狀態機舉例 - 知識點15-時序邏輯作用及狀態機舉例 →00:09:18
第21講 4.2.1知識點16-雙穩態結構和D觸發器 - 知識點16-雙穩態結構和D觸發器 →00:14:49
第22講 4.3.1知識點17觸發器時序參數 - 知識點17觸發器時序參數 →00:16:42
第23講 4.4.1知識點18時序邏輯的性能優化 - 知識點18時序邏輯的性能優化 →00:20:59
第24講 4.5.1知識點19時序邏輯的功耗優化 - 知識點19時序邏輯的功耗優化 →00:18:17
第25講 4.6.1知識點20偏差和抖動對電路的影響 - 知識點20偏差和抖動對電路的影響 →00:20:03
第26講 5.1.1知識點1-問題的提出及選擇工藝線的原則 - 知識點1-問題的提出及選擇工藝線的原則 →00:18:16
第27講 5.2.1知識點2-NMOS管導通條件的再思考 - 知識點2NMOS管導通條件的再思考 →00:01:53
第28講 5.3.1知識點3-電學設計規則的形式及應用舉例-三輸入與門的SPICE仿真 - 知識點3-電學設計規則的形式及應用舉例-三輸入與門的SPICE仿真
→00:19:32
第29講 5.4.1知識點4-幾何設計規則 - 知識點4-幾何設計規則 →00:08:43
第30講 5.5.1知識點0-工藝基礎 - 工藝基礎視頻 →00:19:25
第31講 6.1.1知識點1-晶體管規則陣列設計技術引言 - 知識點1-晶體管規則陣列設計技術引言 →00:15:13
第32講 6.2.1知識點2-基於ROM的晶體管陣列及其邏輯設計 - 知識點2-基於ROM的晶體管陣列及其邏輯設計 →00:17:12
第33講 6.3.1知識點3-或非ROM的版圖設計 - 知識點3-或非ROM的版圖設計 →00:15:13
第34講 6.4.1知識點4-與非結構ROM的版圖 - 知識點4-與非結構ROM的版圖 →00:25:34
第35講 6.5.1知識點5-MOS晶體管開關邏輯 - 知識點5-MOS晶體管開關邏輯 →00:19:59
第36講 6.6.1知識點6-例題-用四選一MUX設計電路 - 知識點6-例題-用四選一MUX設計電路 →00:09:04
第37講 6.7.1知識點10-門陣列版圖分析及其設計準則 - 門陣列版圖分析及其設計準則 →00:20:06
第38講 7.1.1知識點7-PLA陣列結構 - 知識點7-PLA陣列結構 →00:12:39
第39講 7.2.1知識點8-例題用PLA設計電路及折疊PLA - 知識點8-例題用PLA設計電路及折疊PLA →00:16:58
第40講 7.3.1知識點9-門陣列功能及其版圖結構 - 知識點9-門陣列功能及其版圖結構 →00:13:59
第41講 7.4.1知識點11規則陣列設計技術應用-EPLD - 知識點11規則陣列設計技術應用-EPLD →00:15:22
第42講 7.5.1知識點12E2PROM晶體管結構及編程結構比較 - 知識點12E2PROM晶體管結構及編程結構比較 →00:11:43
第43講 8.1.1知識點一-引言-規則陣列的缺點 - 規則陣列的缺點 →00:11:21
第44講 8.2.1知識點二單元庫概念和真實單元庫示例 - 知識點二單元庫概念和真實單元庫示例 →00:15:13
第45講 8.3.1知識點三標準單元設計技術 - 知識點三標準單元設計技術 →00:18:11
第46講 8.4.1知識點四用標準單元實現集成電路的過程 - 知識點四用標準單元實現集成電路的過程 →00:08:10
第47講 8.5.1知識點五課堂練習-讀標準單元版圖 - 知識點五課堂練習-讀標準單元版圖 →00:18:36
第48講 8.6.1知識點七輸入單元的版圖設計. - 輸入單元的版圖設計. →00:14:44
第49講 9.1.1知識點六輸入輸出單元的功能 - 知識點六輸入輸出單元的功能 →00:12:20
第50講 9.2.1知識點七輸入單元的版圖設計 - 知識點七輸入單元的版圖設計 →00:14:44
第51講 9.3.1知識點八倒向輸出IOPAD設計 - 知識點八倒向輸出IOPAD設計 →00:20:45
第52講 9.4.1知識點九其他輸出IOPAD - 知識點九其他輸出IOPAD →00:11:13
第53講 9.5.1知識點十掩膜編程的輸入輸出IOPAD - 知識點十掩膜編程的輸入輸出IOPAD →00:10:09
第54講 9.6.1知識點十一積木塊設計技術和單元庫小結 - 知識點十一積木塊設計技術和單元庫小結 →00:04:57
第55講 10.1.1知識點1-大話處理器 - 知識點1-大話處理器視頻 →00:20:57
第56講 10.2.1知識點2-微處理器結構介紹-馮諾依曼和哈佛結構 - 知識點2 →00:16:40
第57講 10.3.1知識點3-馮諾依曼和哈佛結構的比較 - 第六章-知識點3馮諾依曼和哈佛結構的比較 →00:07:49
第58講 10.4.1知識點4-控制器單元 - 知識點4 →00:24:04
第59講 10.5.1知識點5-ALU結構和半加器電路 - 第六章_知識點5ALU結構和半加器電路 →00:07:49
第60講 10.6.1知識點6-全加器+外圍電路的多功能表現 - 知識點6 →00:08:15
第61講 10.7.1知識點7-用全加器搭建ALU-算術運算設計 - 第六章-知識點7用全加器搭建ALU-算術運算設計 →00:17:01
第62講 10.8.1知識點8-用全加器搭建ALU-邏輯運算設計 - 第六章知識點8用全加器搭建ALU-邏輯運算設計 →00:10:49
第63講 10.9.1知識點9-用全加器設計ALU-電路實現 - 知識點9 →00:14:50
第64講 10.10.1知識點10-傳輸門設計的特點及微處理器設計總結 - 傳輸門設計的特點及引申 →00:10:50
第65講 11.1.1知識點11-乘法器設計 - 知識點11-乘法器設計 →00:09:19
第66講 11.2.1知識點12-移位器設計 - 知識點12-移位器設計 →00:18:46
第67講 11.3.1知識點13-Memory的重要性及其分類 - 知識點13-Memory的重要性及其分類 →00:24:03
第68講 11.4.1知識點14-SRAM結構 - 知識點14-SRAM結構 →00:15:51
第69講 11.5.1知識點15-SRAM的bitcell設計 - 知識點15-SRAM的bitcell設計 →00:22:57
第70講 12.1.1知識點1-低功耗專題上 - 知識點1-低功耗專題上視頻 →00:21:27
第71講 12.2.1知識點2-低功耗專題下 - 知識點2-低功耗專題下 →00:18:09
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