| 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 |
| 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。本课程通过两周的实训，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：
1. 与传统基于美国EDA工具进行实验教学不同的是，本课程将使用最先进的国产EDA全流程设计软件，由北大教师和华大九天技术专家共同授课，来进行模拟集成电路设计的教学和实践训练，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，具有重大意义。
2. 本课程以课堂讲授和上机实验相结合的方式，涵盖EDA行业概论和方法学介绍，以及完整的模拟电路设计流程训练，包括数模混合和射频微波电路设计训练是本科生教学中非常难得的机会。
3. 授课和实训完整涵盖了模拟IC设计的所有环节，包括：电路原理图设计、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。
4. 本课程理论部分将介绍模拟集成电路分类、Analog for AI前沿进展；此外，还包括：集成电路基础、电路原理讲解、案例分析、以及大量的动手实践包括穿插的小Lab和大作业。在助教引导下，大作业完成一个模拟IC典型电路设计，将知识点融入项目原理、设计、优化全过程，实现做中学。
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| 英文简介 |
Analog integrated circuit design requires not only a solid theoretical knowledge foundation but also proficient command of analog EDA tools and design flows. Through two week hands on training, this course enables participating students to rapidly improve their practical capabilities in analog IC design, bridge the gap between theoretical foundational courses and real world IC engineering requirements, and lay a solid groundwork for cultivating analog IC design professionals tailored to industrial needs.
The highlights of this course are as follows:
1. Different from traditional experimental teaching relying on U.S.-originated EDA tools, this course adopts state of the art domestic full flow EDA design software. Delivered jointly by faculty from Peking University and technical experts from Empyrean Technology, it provides teaching and practical training for analog integrated circuit design. This is of great strategic significance for fostering high caliber talents who safeguard national chip industry security and achieve technological self reliance and autonomy.
2. Combining classroom lectures with computer aided experiments, this course covers an overview of the EDA industry, design methodology, and comprehensive training on the full analog circuit design flow, including mixed signal and RF/microwave circuit design practice. Such training opportunities are rare in undergraduate education.
3. Lectures and practical sessions cover the entire workflow of analog IC design, including schematic design, schematic simulation, waveform analysis and debugging, multi corner analysis, Monte Carlo analysis, schematic driven layout, physical layout design, DRC/LVS physical verification, parasitic parameter extraction, post layout simulation, and mixed signal design and simulation. It therefore builds students’ analog IC design capabilities in a systematic and multi dimensional manner.
4. The theoretical module introduces classifications of analog integrated circuits and cutting edge advances in Analog for AI applications. Additional content includes fundamentals of integrated circuits, circuit principle elaboration, case studies, and extensive hands on practice featuring embedded mini labs and major design projects. Under the guidance of teaching assistants, students complete a typical analog IC for their major assignment. Key knowledge points are integrated into the full process of project principle research, design, and optimization to realize learning by doing.
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| 开课院系 |
信息科学技术学院 |
| 成绩记载方式 |
合格制 |
| 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专家线下授课相结合的方式，有以下几个目标：
1）前沿知识了解：通过老师对 Analog for AI 前沿发展情况的介绍，了解模拟电路对人工智能领域的推动。
2）建立基础认知：通过教学培养学生对模拟 IC 设计 EDA 方法学和操作理论的了解。
3）模拟 IC 设计入门：通过多个Lab小练习一步步引导，快速入门模拟 IC 设计。
4）实践能力提升：在助教帮助下，通过完成一个模拟 IC 模块设计，掌握模拟 IC 设计全套 EDA 工具和流程，强化模拟 IC 的理论和实践能力。
5）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。
第一周，主要进行模拟集成电路设计EDA教学与演练，穿插Lab小练习。
第二周，老师将对模拟集成电路分类和Analog for AI 前沿发展情况进行每日介绍；同时每日进行大作业的模拟集成电路设计，有助教协助同学们完成。
初始计划的学时大致分配如下，每年根据实际情况有调整：
1. EDA行业概论与EDA方法学导论：EDA行业及华大九天国产EDA概论，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. 模拟IC前端设计流程与仿真：基于最先进的国产模拟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；以及实验任务，基于国产 Aether 平台设计一款通用小电路，并对其进行仿真、波形分析、调参和优化。 4学时
3. 模拟IC后端设计流程与仿真：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；以及实验任务，基于国产 Aether 版图平台，设计小电路版图，并对其进行 DRC/LVS 物理验证，寄生参数提取以及后仿真。 4学时
4. 数模混合IC设计与仿真：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；以及实验任务，基于国产 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。 4学时
5. 射频微波IC设计与仿真：针对射频集成电路有载波的特点，学习PSS，PNOISE，HB，HB NOISE等理论和仿真方法。4学时
6. 模拟IC设计项目实战：进行小规模的进阶模拟IC设计任务，有相关理论教学和助教引导，学生基于国产华大九天 Aether 平台设计一款进阶模拟IC。 15学时
7. 模拟集成电路分类介绍和Analog for AI 前沿进展介绍，了解模拟电路在人工智能领域的应用。5学时
本课程以课堂讲授和上机实验相结合的方式，涵盖EDA行业概论和方法学介绍，以及完整的模拟电路设计流程训练，包括数模混合和射频微波电路设计训练是本科生教学中非常难得的机会；融合对模拟集成电路分类和Analog for AI前沿发展情况的介绍为特色。
请自带笔记本电脑进行上机实验。
考核方法：Lab小练习 和 项目大作业，给与充足时间争取在课堂完成。
结果只有合格和不合格两种；有助教帮助，只要态度端正，完成率有保障，往年同学反馈收获很大。
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| 教学评估 |
汝嘉耘：
学年度学期：24-25-3，课程班：模拟集成电路设计方法、工具与流程1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：9.17，课程得分分数段：null；
学年度学期：25-26-3，课程班：模拟集成电路设计方法、工具与流程1，课程推荐得分：null，教师推荐得分：null，课程得分分数段：null；
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