Sie sollten den Kurs VLSI CAD Teil I: Logik abschließen, bevor Sie mit diesem Kurs beginnen. Ein moderner VLSI-Chip ist ein bemerkenswert komplexes Gebilde: Milliarden von Transistoren, Millionen von Logikgattern, die für Berechnungen und Steuerung eingesetzt werden, große Speicherblöcke, eingebettete Blöcke mit vorgefertigten Funktionen, die von Dritten entworfen wurden (genannt "geistiges Eigentum" oder IP-Blöcke). Wie schaffen es die Menschen, diese komplizierten Chips zu entwerfen? Antwort: Mit einer Reihe von CAD-Tools (Computer Aided Design) wird eine abstrakte Beschreibung des Chips erstellt und schrittweise zu einem endgültigen Design verfeinert. Dieser Kurs konzentriert sich auf die wichtigsten Design-Tools, die bei der Erstellung eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) oder eines System on Chip (SoC) verwendet werden. Wir konzentrieren uns in diesem Teil des Kurses auf die wichtigsten logischen und geometrischen Darstellungen, die es ermöglichen, von der Logik zum Layout zu gelangen und insbesondere das Timing von großen Logiknetzwerken zu platzieren, zu routen und zu bewerten. Unser Ziel ist es, dass die Studenten verstehen, wie die Tools selbst funktionieren, und zwar auf der Ebene ihrer grundlegenden Algorithmen und Datenstrukturen. Zu den behandelten Themen gehören: Technologie-Mapping, Timing-Analyse und ASIC-Platzierung und -Routing. Empfohlene Vorkenntnisse: Programmiererfahrung (C, C++, Java, Python, etc.) und Grundkenntnisse von Datenstrukturen und Algorithmen (insbesondere rekursive Algorithmen). Verständnis der Grundlagen des digitalen Designs: Boolesche Algebra, Kmaps, Gatter und Flipflops, Entwurf von endlichen Zustandsautomaten. Lineare Algebra und Kalkül auf dem Niveau eines Junior- oder Senior-Ingenieurs. Grundlegende Kenntnisse über lineare RC-Schaltungen (auf dem Niveau eines einführenden Physikkurses).
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In diesem Kurs gibt es 6 Module
In diesem Modul werden Sie mit dem Kurs und unserer Lernumgebung vertraut gemacht. Die Orientierung wird Ihnen auch helfen, die für den Kurs erforderlichen technischen Kenntnisse zu erwerben.
Das ist alles enthalten
2 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Plug-in
In diesem zweiten Teil unseres Kurses werden wir über Geometrie sprechen. Wir beginnen mit einem Überblick über den ASIC-Layoutprozess und besprechen die Rolle von Technologiebibliotheken, Tech-Mapping (ein Thema, das wir auf die nächste Woche verschieben, damit diejenigen, die die Placer-Programmieraufgabe erledigen wollen, mehr Zeit haben) sowie Platzierung und Routing. In dieser Reihe von Vorlesungen konzentrieren wir uns auf den Platzierungsprozess selbst: Sie haben eine Million Gatter aus dem Ergebnis der Synthese und des Mappings, wohin sollen sie also gehen? Dieser Prozess wird "Platzierung" genannt. Wir beschreiben eine iterative Methode und eine mathematische Optimierungsmethode, die beide sehr große Platzierungsaufgaben bewältigen können.
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9 Videos2 Lektüren
Technologie-Mapping! Wir haben einen entscheidenden Schritt zwischen Logik und Layout ausgelassen, nämlich den Prozess der Übersetzung der Syntheseausgabe - die NICHT aus realen Gattern in Ihrer Technologiebibliothek besteht - in reale Logikgatter. Der Tech Mapper führt diesen wichtigen Schritt aus, und es handelt sich um einen überraschend eleganten Algorithmus, der eine rekursive Abdeckung eines Baums beinhaltet. Auch beim VLSI-CAD sind Kenntnisse der praktischen Informatik von großem Nutzen.
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6 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
Routing! Sie haben ein paar Millionen Gatter auf der Oberfläche des Chips in einer sinnvollen Weise angeordnet. Was kommt als Nächstes? Erstellen Sie die Drähte, um sie zu verbinden. Wir konzentrieren uns auf das Maze Routing, eine klassische und leistungsstarke Technik, die den Vorteil hat, dass man zu einem recht einfachen Kernalgorithmus viele anspruchsvolle Funktionen "hinzufügen" kann. Dies ist auch das Thema der abschließenden (optionalen) Programmieraufgabe. Ja, wenn Sie wollen, können Sie Teile der industriellen Benchmarks routen, die wir Ihnen in der Placer-Software-Aufgabe gestellt haben.
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9 Videos2 Lektüren1 Aufgabe
Sie haben es synthetisiert. Sie haben es kartiert. Sie haben es platziert. Sie haben es geroutet. Und was jetzt? WIE SCHNELL IST ES? Oh, wir brauchen ein paar neue Modelle, um darüber zu sprechen, wie TIMING funktioniert. Verzögerung durch Logikgatter und große Netzwerke von Gattern. Neue Zahlen zum Verständnis: ATs, RATs, SLACKS, usw. Und einige elektrische Details (minimal), um herauszufinden, wie Verzögerungen durch die physische Geometrie der physisch verlegten Drähte entstehen. All dies ist der Stoff, aus dem die statische Timing-Analyse (STA) gemacht ist, die ein wichtiger Schritt bei der Abnahme des ASIC-Designs ist.
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8 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
Diese Woche gibt es keine neuen Inhalte. Stattdessen sollten Sie sich darauf konzentrieren, die letzte Aufgabenstellung abzuschließen und die Abschlussprüfung zu absolvieren.
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3 Aufgaben1 Plug-in
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Geprüft am 18. Juni 2020
Geprüft am 22. Sep. 2019
Geprüft am 11. Apr. 2024
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Häufig gestellte Fragen
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