数字逻辑与集成电路设计(ASIC 设计)
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课程评价
spContent=集成电路芯片是信息产业赖以发展的基石,更是人工智能、物联网、5G等新一代信息技术发展的强大推动力。与其它同类课程相比,本课程除了学习数字逻辑电路的基本设计与分析方法之外,还可以通过设计一个的简单CPU芯片初步掌握数字集成电路的FPGA设计及仿真验证技术。
—— 课程团队
课程概述

数字逻辑与集成电路设计是电子信息类、计算机类等专业重要的专业基础课程。本课程在传统<数字逻辑电路设计>课程内容的基础上,增加了由简单组合、时序数字电路模块搭建较复杂数字系统的EDA设计技术。

本课程的学习旨在使学员能够:

1.掌握数字逻辑电路的基本理论、分析设计方法,以及数字集成电路的设计、仿真验证和测试方法;

2.在理解数字器件电路结构、可编程逻辑器件结构、集成电路芯片功能的基础上,掌握数字器件外部特性、逻辑关系的表征和描述方法以及逻辑化简和电路优化方法;

3.同时了解简单RISC处理器的设计、应用方法,较熟练运用硬件描述语言描述数字电路系统,使用工具软件对数字电路系统进行设计、仿真和综合。


授课目标

本课程适用于对数字逻辑和集成电路技术感兴趣的本科生、研究生及其它社会学习者。


课程大纲
预备知识

建议先修课程:电子电路基础


参考资料

1. Digital Design and Computer Architecture,2nd Edition, David Money Harris and Sarah L.Harris(英),机械工业出版社,2013

 数字设计和计算机体系结构,陈俊颖 译,机械工业出版社,2016

2. FPGA数字逻辑设计教程—Verilog,Richard E. Haskell等著,郑利浩等译,电子工业出版社,2010

3. VHDL数字设计与计算机设计基础,Richard S.Sandige等著, 罗嵘等译,清华大学出版社,2015

4. 自己设计制作CPU与单片机,姜咏江,人民邮电出版社,2014

5.自己动手写CPU,雷思磊,电子工业出版社,2014

6. 数字逻辑设计及应用,姜书艳主编,清华大学出版社,2007

7.数字系统设计(第2版)(英),Enoch O.Hwang著,阎波等译,电子工业出版社,2017 



常见问题

问题1:请问一下,这门课的主要内容是?

答:主要内容包括数字逻辑电路设计基础,Verilog HDL逻辑设计基础,组合电路、时序电路、有限状态机电路设计,控制器与处理器的设计与实现,可编程逻辑器件等。

此外,课程有相关内容的配套实验视频,理论教学和应用操作相结合,提升对课程内容的学习效果。

问题2:我是大一新生,电子科学相关专业,能选这门课吗?

答:这门课既包含有数字逻辑电路内容,也包括有数字集成电路设计内容。若基础相对较弱的同学,课后自行补充数字电路相关知识。

问题3:实验内容是哪家公司的FPGA和软件工具?

答:不同公司的FPGA的结构会有不同,但是设计理念都是一样的,本门课程不会纠结于这些细节,主要讲解是共性基础设计方法和思路和步骤。目前实验视频采用的是Quarters开发工具。

问题4:这门课程怎样与单片机技术、自动控制技术相互配合学习,包括实验,理论,这些课程有和相似之处?

答:这门课偏重于讲硬件电路基础及硬件电路的设计方法,是处理器应用和控制技术的硬件基础,对于熟练使用处理器和软硬件协同控制与处理至关重要。此外,基于硬件电路的信息处理和控制具有并行的特征和速度的优势。