| 课程号 |
04835290 |
学分 |
2 |
| 英文名称 |
Analog Integrated Circuits Design Method、Tools and Flow |
| 先修课程 |
高等数学
电路原理/电路分析
模拟电子电路/模拟集成电路设计
数字电子电路/数字集成电路设计
线性代数、概率论
信号与系统
微电子学或半导体物理学
C 语言编程
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| 中文简介 |
模拟集成电路设计不仅需要依赖扎实的基础理论知识体系，还需要充分掌握模拟EDA工具以设计流程。本课程通过2周的实训，可使参加实训的学生快速提升模拟集成电路设计的实践能力，弥补理论基础知识课程与实际IC工程实践要求之间的脱钩问题，为培养满足实际需要的模拟 IC 设计人才打下坚实基础。
本课程具有以下亮点：与传统基于美国EDA工具进行实验教学有所不同的是，本课程将使用国产 EDA 全流程设计软件，来进行模拟集成电路设计的教学和实践训练。课程完整囊括了模拟 IC 设计的所有环节，包括：电路图原理设计、原理图仿真、波形分析调试、多工艺角分析和蒙特卡洛分析、Schematic Driven Layout、版图设计、DRC/LVS 物理验证、寄生参数提取、后仿真以及数模混合设计和仿真的全流程，从而可以系统化、立体化地培养学生的模拟 IC 设计能力。此外，本课程还包括了丰富的实际案例的教学内容，包含：电路原理讲解、案例分析、以及大量的动手实验。由一个在模拟 IC 项目中最常用的典型电路项目贯穿，将知识点融入项目原理、设计、开发、优化全过程中，实现做中学。
本课程邀请华大九天技术专家共同授课，华大九天是我国EDA龙头企业，其模拟集成电路设计流程EDA工具，已经完成了全体系的国产自主可控，保障了我国在模拟芯片、数模混合芯片等领域的EDA自主可控和产业链安全，部分指标甚至局部超越美国EDA巨头公司；然而现有绝大多数集成电路设计的学生培养，绝大多数均是依赖于美国EDA三巨头的软件工具所展开的，随时面临着被卡脖子的风险；开展基于国产EDA工具进行模拟集成电路设计方法、工具和流程的培养，对于培养能够支撑国家芯片产业安全和自主可控的高素质人才，具有十分重要的意义。 |
| 英文简介 |
Analog integrated circuit design not only needs to rely on a solid theoretical knowledge system, but also needs to fully master the analog EDA tools to design the process. Through two weeks of training, this course can enable students participating in the training to quickly improve the practical ability of analog integrated circuit design, make up for the decoupling problem between the theoretical basic knowledge course and the practical requirements of actual IC engineering, and lay a solid foundation for training analog IC design talents to meet the actual needs.
This course has the following highlights: Different from the traditional experimental teaching based on American EDA tools, this course will use domestic EDA full-process design software to carry out the teaching and practical training of analog integrated circuit design. The course covers all aspects of analog IC design, including circuit diagram schematic design, schematic diagram simulation, waveform analysis and debugging, multi-process angle analysis and Monte Carlo analysis, Schematic Driven Layout, layout design, DRC/LVS physical verification, parasitic parameter extraction, post-simulation, and the whole process of digital-analog hybrid design and simulation, so as to systematically and stereoscopically cultivate students' analog IC design ability. In addition, this course also includes rich teaching contents of practical cases, including circuit principle explanation, case analysis, and a large number of hands-on experiments.
Through a typical circuit project that is most commonly used in analog IC projects, knowledge points are integrated into the whole process of project principle, design, development and optimization to achieve learning by doing.
This course invites technical experts from Huada Jiutian to teach together. Huada Jiutian is a leading EDA enterprise in China, and its analog integrated circuit design process EDA tools have completed the entire system of domestic independent control, ensuring the EDA autonomy and industry chain security in the fields of analog chips, digital analog hybrid chips, and other fields in China, with some indicators even partially surpassing the EDA giants in the United States; However, the vast majority of existing integrated circuit design students' training relies on the software tools of the three EDA giants in the United States, and they are at risk of being stuck at any time; Developing the training of analog integrated circuit design methods, tools, and processes based on domestic EDA tools is of great significance for cultivating high-quality talents capable of supporting the safety and autonomous control of the national chip industry. |
| 开课院系 |
信息科学技术学院 |
| 成绩记载方式 |
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| 通识课所属系列 |
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| 授课语言 |
中文 |
| 教材 |
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| 参考书 |
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| 教学大纲 |
本课程通过教学与邀请产业界知名专家线下授课相结合的方式，目标达到以下几个目标：
1）建立学科认知：通过案例教学培养学生对模拟 IC 设计 EDA 方法学的了解。
2）模拟IC 设计入门：通过一个典型小规模 IC 的设计流程，快速入门模拟 IC 的设计。
3）实操能力建立：通过分组完成中等规模 IC 项目设计流程，掌握模拟 IC 设计全套 EDA 工具流程，强化开发模拟 IC 的实操能力。
4）综合素质提升：通过项目式教学，提升设计创新能力、沟通能力、团队协作等能力和素质。
1.第一章 模拟IC设计方法学导论：回顾模拟IC设计理论知识体系，以及模拟EDA方法学的基础理论教授。 4学时
2.第二章 模拟IC前端设计流程：基于国产模拟IC设计EDA工具，重点阐述模拟IC的电路原理图设计，层次化电路原理图设计，模拟IC的仿真分析，波形查看，DC反标，指标优化等；以及布置实验任务，基于利用国产 Aether 平台设计一款模拟电路中最为通用的小型二阶运放电路，并对其进行仿真、波形分析、调参和优化。 8学时
3.第三章 模拟IC后端设计流程：重点阐述模拟 IC 的原理图驱动版图生成（SDL），模拟 IC 的版图设计和优化，层次化版图设计和优化，模拟 IC 的 DRC/LVS 物理验证，模拟 IC 的寄生参数提取和后仿真；以及布置实验任务，利用国产 Aether 版图平台，设计二阶运放电路的版图，并对其进行 DRC/LVS 物理验证，寄生参数提取以及后仿真。 8学时
4.第四章 数模混合IC的设计和仿真：重点阐述数字 Verilog 代码的设计和导入，数模混合电路的设计和仿真，数模混合电路波形分析和调优；以及布置实验任务，利用国产 Aether 平台，进行数字 Verilog代码的设计和导入，设置数模混仿接口设置，完成混合信号仿真、波形分析。 8学时
5.第五章 模拟IC设计项目实战与答辩：安排实验任务进行中等规模的进阶模拟IC设计任务，学生基于国产Aether 平台设计一款进阶模拟IC，根据学生人数情况安排独立或组队完成，并进行分组项目的答辩和点评。 12学时
本课程以课堂授课 和 实际上机实验相结合的方式为主。
考核方法：项目大作业；
成绩评定：学生的学习成绩由平时课堂成绩（30％）和项目大作业（70％）两部分组成。
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| 教学评估 |
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