《现代VLSI设计》：超大规模集成电路基础与设计流程

"这是一份关于超大规模集成电路设计的课程参考书资料，主要涉及Part 1的内容。中文版是《现代VLSI设计——系统芯片设计》（原书第三版），作者为韦恩•沃尔夫，由科学出版社出版；英文版为Modern VLSI Design: System-on-Chip Design, 3th，作者同样是Wayne Wolf。本书的前半部分（Chap1-6）是学习的重点。" 超大规模集成电路设计是电子工程领域的一个核心主题，涵盖了从概念到成品的整个芯片设计过程。在Part 1中，课程主要介绍以下知识点： 1. CMOS工艺与器件/连线：CMOS（互补金属氧化物半导体）技术是现代集成电路的基础，包括P型和N型 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）。这一部分会讲解其工作原理、优点以及如何构建电路。 2. 逻辑门单元电路与组合/时序逻辑电路：逻辑门是数字电路的基本构建模块，如与门、或门、非门等。组合逻辑电路基于输入产生单一的输出，不保留任何状态；而时序逻辑电路则有内部记忆，能根据输入和内部状态产生输出。 3. 功能块/子系统：在VLSI设计中，通常将复杂的系统分解为多个子系统，例如控制逻辑、数据通道、存储器和总线。这些子系统协同工作以实现系统的功能。 Part 2的内容包括超大规模集成电路的设计方法，具体涵盖： 1. 设计流程：从需求分析、规格制定到最终的制造，包括前端设计（RTL设计、逻辑综合、时序分析）、后端设计（布局布线、版图设计）以及验证。 2. 系统设计与验证：这部分讲解如何在系统层面进行设计决策，以及使用模拟、仿真等工具验证设计的正确性。 3. RTL设计与仿真：RTL（寄存器传输级）是硬件描述语言的一种，用于描述数字系统的逻辑行为。通过仿真，可以验证设计是否符合预期。 4. 逻辑综合与时序分析：逻辑综合将高级设计语言转化为门级网表，时序分析则评估设计的速度性能。 5. 可测试性设计（DFT）：设计阶段就要考虑芯片的测试方案，以简化后期的故障检测和修复。 6. 版图设计与验证：版图设计是将电路布局在硅片上的过程，需要优化空间利用率并确保电气性能。验证确保版图符合设计规范和性能要求。 7. SoC设计概述：系统级芯片（System-on-Chip，SoC）集成了处理器、内存、外设等多种组件，是现代电子设备的核心。 集成电路的历史和摩尔定律也在课程中提及。1958年，TI公司的Clair Kilby发明了第一块集成电路，标志着微电子革命的开始。摩尔定律预测集成电路上的晶体管数量每约18-24个月会翻一番，推动了半导体技术的快速发展。这个规律至今仍对行业有着深远的影响，尽管在当前的技术节点上面临挑战。