集成电路设计基础
文章目录
- 1.集成电路的概念
- 2.IC设计的本质
- 3.硬件描述语言(HDL)
1.集成电路的概念
集成电路：Intergrated Circuit，即IC，又称芯片。
三个核心议题：集成什么，如何集成，如何处理集成带来的利弊。
集成电路的定义：把一定数量的常用电子元器件，如电阻，电容，晶体管等，以及这些元器件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。
集成电路可分为：模拟芯片，数字芯片，数/模混合芯片三大类。
SoC：System On Chip，单个芯片可以完成一个传统的设备系统功能；
ASIC：Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路。
IC设计流程：基于HDL设计通常的步骤如下：
1.系统需求制定
2.高级算法建模与仿真
3.软硬件划分过程
4.软硬件同步设计
2.IC设计的本质
摩尔定律：集成电路上所集成的元器件数量，每隔18个月就翻一倍；或者微处理器的性能每隔18个月就提高一倍，或价格下降一半。
这一定律揭示了信息技术进步的速度。
关键技术点：1.EDA设计工具的改进；2.设计与验证方法学的进步；3.知识产权(IP)的积累和标准化。
IC设计的“二八定律”：大部分成功的项目只做20%的更新，其余的采用成熟设计或标准IP方案。
IC设计的核心：“算法加时序”就是IC设计。
3.硬件描述语言(HDL)
HDL：Hardware Design language，即硬件描述语言。
“描述”这个词准确地反映了HDL语言的本质。HDL语言不过是已知硬件电路的文本表现形式，并将电路用文本的方式描述出来。
在编写语言之前，硬件电路应该已经被设计出来了，语言只是将这种设计转化为文字表达形式而已。
将HDL当作计算语言就是一种很严重的误解。
因此，在阅读或编写HDL语言，尤其是可综合的HDL时，不应该只看到语言本身，而是要看到语言背后所对应的硬件电路结构。
所有的时序逻辑电路都可以归结为下图的抽象模型，即：
单个时钟驱动前后两级寄存器，而寄存器之间为任意的组合电路
基于上述抽象模块，可以得出逻辑硬件的两个显著特点：1.并行化；2.时序化。即：每一个寄存器或模块都是独立并行的，不存在先后执行顺序，而控制这些硬件进入下一个状态的驱动源就是时钟。每个寄存器之间的组合电路都有一定的先后时序关系，也就是，起始寄存器改变状态后，会以一定的速率将这个状态传播到下一个寄存器中，这个传播过程需要消耗时间Tdelay。若组合电路的延迟Tdelay不满足时钟周期要求，整个芯片电路就不会正常工作。
因此，在进行HDL描述时，必须把握的两个原则为：
1.所设计的电路模块之间均为并行；
2.寄存器电路之间存在严格的时序关系，需要尽量降低组合延迟。
掌握这两个原则，就能设计合格的硬件电路，明白HDL是一种单纯的硬件描述语言。
相关阅读
如果你的淘宝淘气值越高，那么你的会员等级就会越高哦，很多的淘宝用户在抱怨淘气值一直不升，所以想知道淘气值怎样提升基础分?作为淘
一名用户体验设计师从入门到独挡一面，需要遇到各种各样的瓶颈。这篇文章就细致地剖析：为何你总是瓶颈期？尝试用不同的思考方式去更快
拿到一个项目时，如何把握设计方向？每个人都有自己的设计思路，下面分享下我的方法：一、了解项目背景、受众群体，把握产品方向。二、发散
初次接触译码器的童鞋可能会问，译码器是什么？首先，我们需要明确，电脑和人类沟通，需要转换。因为人类对于抽象语言比较擅长，而当前的计算
每一天，我们都被各种各样的颜色所包围。如果你仔细看看周围的东西，他们可能会用一些颜色和色调让你大吃一惊。人们可能不会注意到日