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匿名用户

非常惭愧，工作后这几年慢慢感到当年的答案非常之不成熟。因为自身知识的缺乏，体系也不全。我重新来写下，不论你们timeline有无提醒我仍要好好修改这个答案。数字芯片的设计，可以这样来分类。第一类是Physical Design。我原先答案中所说的第一层和第二层… 显示全部

非常惭愧，工作后这几年慢慢感到当年的答案非常之不成熟。因为自身知识的缺乏，体系也不全。
我重新来写下，不论你们timeline有无提醒我仍要好好修改这个答案。

数字芯片的设计，可以这样来分类。

第一类是Physical Design。我原先答案中所说的第一层和第二层就是这块的内容。
这块内容的特点是什么呢？简而言之就是你要实际的去设计物理电路，直接面对silicon wafer这张画布去布线走线，怎么走metal1 metal2 直至metal6甚至，如何在不同层间打via。摆放你的Transistor， 你的gate，乃至你的SRAM，ALU。
所以你要对从Transistor Level到Gate Level乃至更高层的知识很熟悉，物理上的特性要了解。从最基础的Transistor的各种First Order Effect，Second Order Effect。到更高level的比如SRAM，DRAM怎么个构造怎么个功能。
现代的数电技术必须要注重三个optimizing：area，delay，power consumption。一些工程上的经验，比如logical effort估算，就是怎么让pathdelay最短。对各种leakage current的掌握才能做低能耗设计。

第二类是 ASIC RTL design了。
简单的说就是写Verilog或VHDL code，也有用SystemC的，然后用code来描述功能。这一步叫做RTL Design。
RTL改到功能对了后要用Tool来Synthesis，比如Synopsis的Design Compiler。Synthesis是什么呢，就是它会生成一个与你的code设计的电路等效的电路，但它的这个是优化了的，你所有的冗余它会自动帮你修掉，你重复的路径它会帮你删掉。Synthesis完你的实际电路就出来了，你可以用GUI的Design Vision里面的功能来看这个电路。但是Synthesis是要依据一系列的rules来的，这个rules就是你要用一个tcl文件用tcl的语法写出来给你的tool，你的tool在这些rules的限制下把你原先的电路optimize出来，这时候往往会有一个slack violate。什么叫slack violate呢？就是比如你设计了一个DDR，按你的rules里面要求它一个周期应该在1.5ns内，但你设计的不好，导致Design Compiler无论怎样都没法把最长的path缩到1.5ns内，这时候你就violate了，就得改。直到改过为止。
Synthesis搞定后还有Post-syn，就是把Synthesis出来的等效优化电路再重新跑一次，看看功能是不是仍然正确。否则改之。
最后再用软件自动布线生成layout。


第三类是Verification，
Verification是在你的design最后流片前要做的验证。这个非常重要，有些startup就是因为Verification没搞好直接就破产了。要会这一类知识你要先有很好的软件基础，OOP比如C++，还有SystemVerilog，C 最好要会。然后去学Verification的知识，所谓OVM UVM。
通常一个design做出来后（就是上面的第二类全部完成后）会送去流片，但一个asic的流片往往要好几周，甚至数月。对于公司的产品竞争来说，及时的推向市场是很关键的。于是我们就会先拿FPGA来做prototyping，把电路先烧到FPGA里面，当然有的时候还需要一些peripherals的配合，这些都是要学的。

第四类叫Testing
Testing是板子出来后做的测试，里面又有validation等等。现在多用的DFT技术，怎么生成test pattern，怎么ATPG都要去学。

第五类可以称之为Architecture
什么是Architecture，比如：
Processor怎么设计？怎么从single cycle CPU变为 multcycle，最终进化为pipeline，每一个stage怎么运转的。
Memory体系怎么设计？Cache coherence，以及各种protocol，怎么在不同level的cache之间保证数据的正确。
现在处理器常用的Out of Order Execution，各种Tomasulo algorithm实现。
Branch Prediction: 简言之就是处理器遇到IF了怎么判断？各种Branch Predictor, 从简单的基于history到TWO-LEVEL PREDICTORS，到COMBINING PREDICTORS
Multiprocessor技术。
等等。
Architecture最尖端的技术一直在Intel在AMD最核心的实验室里。学校教的，哪怕是我们学校教的也不过是已经广为接受的设计。

草草地写在这里，排版什么的就见谅了。

又想起来一条不知能不能算作数电设计，因为关系很密切就写在这里吧。
这一类叫做fabrication。
台湾的TSMC，IBM的foundry。TSMC的22nm(还是另外的？记不清了)的技术很顶尖。这些就是上面第二类说的，板子设计好了送去制作。
从最开始怎么做wafer，怎用silicon，用GaAs等melt做引子生长出来纯度高的圆柱的单晶硅。以及怎么把你设计的layout图里面的内容一层层的蚀刻上去。等等。这里面其实又可以分很多类，涉及到很多NanoTechnology。

=================14年的答案====================
写在前面：因为题主问的是“数字芯片设计“，所以我主要介绍VLSI方面的名录。但实际上学VLSI的基本都会学一些compute architecture方面的东西（VLSI主要就是干这个的啊），所以以后什么时候有空再来补吧。
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入门： MOS VLSI Circuit Design，教材：CMOS Digital Integrated Circuits, S. –M. Kang and Y. Leblebici, Mc Graw Hill, 3 rd edition, 2003.

编辑于 2015-09-03 14 条评论

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数字芯片设计粗略可以分为前端设计和后端设计.前端大概就是写RTL代码, 综合, 时域分析等后端就是布局布线从题主的背景来看,是想学习前端设计.入门可以学一下Digital Integrated Circuits A Design Perspective by Jan M. Rabaey (数字集成电路-设计透视), U… 显示全部

数字芯片设计粗略可以分为前端设计和后端设计.
前端大概就是写RTL代码, 综合, 时域分析等
后端就是布局布线

从题主的背景来看,是想学习前端设计.
入门可以学一下Digital Integrated Circuits A Design Perspective by Jan M. Rabaey (数字集成电路-设计透视), UC Berkeley教授写的.这本书可以让你了解到数字芯片设计的底层实现, 主要是门级.
可能对HDL逻辑编程帮助不大。但是这是打基础，也方便你了解后端设计。

Verilog HDL 或 VHDL 都只是你实现电路的工具而已，你必须知道你想要什么样的电路。想要学会设计，就必须从最基本的模块开始学习。等你有一定积累了才可能设计。找一些Verilog的书，先照着例子仿真吧 。

发布于 2014-09-15 添加评论

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刚好实验室流片了，虽然不是我设计的，也略耳濡目染，就来扯扯淡。～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～芯片设计是一个相当浩大的工程，设计的话，行为描述，网表生成，形式验证，前仿后仿等等，流程太繁杂，生产线上每一步都是一个饭碗。… 显示全部

刚好实验室流片了，虽然不是我设计的，也略耳濡目染，就来扯扯淡。～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～芯片设计是一个相当浩大的工程，设计的话，行为描述，网表生成，形式验证，前仿后仿等等，流程太繁杂，生产线上每一步都是一个饭碗。这还只是狭隘的描述，中间要考虑功耗，性能，延时，容错(我就是坑这个的>_<)，可靠性等等，这里面任何一项甚至可以当科研的课题。问题是，一个人，一台电脑，若干破解软件，几本教材，能干什么？楼主可以复现一个完整的CPU，但也就止步于RTL代码，波形仿真了吧？如果在实验室或者公司那好办，只要有钱，几十万几百万的工具用的飞起，老板让你干什么就干什么。另外，现在通用芯片呈现IP复用的趋势，都是拿钱买授权，自己设计不划算，大部分工作就是系统架构了，当然这也是很有深度的学问。个人感觉倒是ASIC缺口很大，比如中高端国产电视的所有芯片全是非大陆的。所以，不太建议楼主在一个人的条件下学芯片设计，一来能学的很有限，二来学了也很可能没饭碗。如果非要学习，教程最好是同步讲数字逻辑和HDL的，，自己思考怎样实现每个功能块，网站可以去opencores学习简单的开源IP，比如MC8051什么的。最后，如果楼主不是富帅，希望认真思考未来职业规划，谨慎选择。富帅的话，那我果断求抱大腿！！！

编辑于 2014-05-16 9 条评论

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熟悉verilog语言，知道哪些语法是综合的。熟悉linux环境和shell等脚本，很多仿真工具都是在linux环境下运行。会用综合工具生成网表，verilog或system verilog验证功能。基本技能可参考IC公司的招聘要求。可以去逛eetop，那里很多IC相关的资源，也可以去open… 显示全部

熟悉verilog语言，知道哪些语法是综合的。熟悉linux环境和shell等脚本，很多仿真工具都是在linux环境下运行。会用综合工具生成网表，verilog或system verilog验证功能。基本技能可参考IC公司的招聘要求。可以去逛eetop，那里很多IC相关的资源，也可以去opencore看一些开源的模块。参与项目的话很快就入门了。

发布于 2014-12-03 添加评论

  本文关键词：数字集成电路，由笔耕文化传播整理发布。