IC設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

IC設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課程介紹與課件本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目切實(shí)貫徹“加強(qiáng)基礎(chǔ)，強(qiáng)化應(yīng)用，提高素質(zhì)，注重創(chuàng)新，激勵(lì)個(gè)性，體現(xiàn)特色”的人才培養(yǎng)思路，努力強(qiáng)化學(xué)生IC設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力的培養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容包括ASIC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，注重使學(xué)生理解ASIC設(shè)計(jì)的基本流程與關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)在于通過具體的UART控制器芯片的設(shè)計(jì)，介紹ASIC設(shè)計(jì)流程中最主要的幾種專業(yè)EDA軟件的使用，包括邏輯仿真、邏輯綜合、靜態(tài)時(shí)序分析、版圖綜合與驗(yàn)證、測(cè)試向量生成與故障模擬、形式驗(yàn)證等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要包括課內(nèi)和課外兩種教學(xué)。一是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)，通過老師隨堂演示、指導(dǎo)及相配套的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成使學(xué)生能夠基本掌握ASIC設(shè)計(jì)中不同EDA軟件的功能與使用；二是開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，注重特色人才培養(yǎng)，使對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有興趣的學(xué)生有條件進(jìn)行深入的、綜合性的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，配備專門老師進(jìn)行在線或離線指導(dǎo)。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)本校學(xué)生開放，接收國(guó)內(nèi)高校及信息學(xué)科研究機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)技術(shù)人員進(jìn)修訪問。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的虛擬資源放置在專用服務(wù)器上，不僅對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生開放，而且對(duì)社會(huì)各個(gè)單位和個(gè)人開放，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的所有資源均可以上網(wǎng)對(duì)公眾開發(fā)，課件、實(shí)踐指南等都可以通過互聯(lián)網(wǎng)自由下載。利用虛擬技術(shù)構(gòu)建交互式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理信息平臺(tái)，建立自覺式、協(xié)作式的“學(xué)習(xí)共同體”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模型，可以是校內(nèi)、校外個(gè)人或者單位注冊(cè)賬號(hào)，登陸本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)網(wǎng)站，瀏覽，并進(jìn)行實(shí)際操作，最大化資源利用效果。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)主要包括四個(gè)方面：課程實(shí)驗(yàn)的出勤率、平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）的完成情況、上機(jī)操作考核情況及學(xué)生在課堂之外的實(shí)驗(yàn)情況。對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的評(píng)價(jià)主要包括三個(gè)方面，包括對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與更新、實(shí)驗(yàn)的過程管理及在線指導(dǎo)情況。通過這些客觀的評(píng)測(cè)，強(qiáng)化提高學(xué)生學(xué)生進(jìn)行ASIC設(shè)計(jì)的能力，并促進(jìn)老師對(duì)本實(shí)驗(yàn)教學(xué)完善。2-1名稱UART控制器專用芯片設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2-2實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)通過一個(gè)UART控制器芯片的完整設(shè)計(jì)，主要達(dá)到以下目的：使學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)的基本流程；通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)的基本原理與方法；通過本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能熟練使用常用ASIC設(shè)計(jì)的專用EDA工具。2-3實(shí)驗(yàn)原理（或?qū)?yīng)的知識(shí)點(diǎn)）本實(shí)驗(yàn)涉及ASIC從前端設(shè)計(jì)到后端設(shè)計(jì)的所有流程，主要知識(shí)點(diǎn)包括：數(shù)字系統(tǒng)的HDL描述與仿真；邏輯綜合與可測(cè)性設(shè)計(jì)綜合、綜合約束設(shè)計(jì)；靜態(tài)時(shí)序分析原理、功能與應(yīng)用；版圖綜合的基本流程，電源、時(shí)鐘樹綜合、自動(dòng)布局布線，版圖驗(yàn)證；數(shù)字系統(tǒng)的測(cè)試與自動(dòng)測(cè)試向量生成；形式驗(yàn)證的基本原理及其在ASIC設(shè)計(jì)流程中的作用。2-4實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（裝置或軟件等）硬件：服務(wù)器（Linux/UNIX操作系統(tǒng)）；個(gè)人PC機(jī)終端。B．軟件：1）邏輯仿真：ModelSim（MentorGraphics）2）邏輯綜合：DesignCompiler（Synopsys）3）靜態(tài)時(shí)序分析：PrimeTime（Synopsys）4）版圖綜合：SOCEncounter（Cadence）5）自動(dòng)測(cè)試矢量生成：TetraMAX（Synopsys）6）形式驗(yàn)證：Formality（Synopsys）7）版圖驗(yàn)證工具：IC5141、Assura（Cadence）2-5實(shí)驗(yàn)材料（或預(yù)設(shè)參數(shù)等）芯片面積、功耗盡量小。數(shù)據(jù)傳輸速率：1200、2400、4800、9600、192000Baud2-6實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法（舉例說明采用的教學(xué)方法的使用目的、實(shí)施過程與實(shí)施效果）在實(shí)驗(yàn)中采用的教學(xué)方法有：實(shí)驗(yàn)演示每次實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)老師先進(jìn)行一個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)流程操作，對(duì)一些關(guān)鍵或容易出錯(cuò)之處進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生首先有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；然后，安排較綜合的實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)操作過程不忙亂。操作過程實(shí)驗(yàn)報(bào)告每次實(shí)驗(yàn)都編排有依實(shí)驗(yàn)過程的相關(guān)問題的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生一邊實(shí)驗(yàn)操作一邊思考回答問題，達(dá)到對(duì)理論或難點(diǎn)知識(shí)的深刻理解。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂時(shí)間的安排畢竟有限。為了給對(duì)ASIC設(shè)計(jì)有興趣的學(xué)生提供一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)條件,ASIC實(shí)驗(yàn)在課后仍開放實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生在校園網(wǎng)內(nèi)任何網(wǎng)絡(luò)端口可全天候上機(jī)實(shí)踐，并與指導(dǎo)老師進(jìn)行交互。大大激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。2-7實(shí)驗(yàn)方法與步驟要求（學(xué)生操作步驟應(yīng)不少于10步）Linux操作環(huán)境與TCL腳本語言介紹（1課時(shí)）練習(xí)應(yīng)用Linux的vi編輯器編寫、運(yùn)行TCL腳本命令。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹（1課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉UART的基本工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；=2\*GB2⑵參考已有設(shè)計(jì)，理解UART系統(tǒng)的VHDL描述；=3\*GB2⑶了解本實(shí)驗(yàn)ASIC的流程。應(yīng)用ModelSim對(duì)UART的功能進(jìn)行仿真（4課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉ModelSim軟件的基本功能與操作；=2\*GB2⑵練習(xí)UART的功能仿真；=3\*GB2⑶練習(xí)UART的性能仿真；=4\*GB2⑷練習(xí)應(yīng)用ModelSim的高級(jí)功能對(duì)UART進(jìn)行仿真；=5\*GB2⑸完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。邏輯綜合（4課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉邏輯綜合工具DesignCompiler的圖形用戶方式與命令（腳本）操作方式；=2\*GB2⑵練習(xí)編寫邏輯綜合約束腳本文件，并應(yīng)用腳本文件控制綜合過程；=3\*GB2⑶進(jìn)行綜合結(jié)果分析：綜合最壞路徑延時(shí)、功耗估計(jì)等；=4\*GB2⑷練習(xí)可測(cè)性設(shè)計(jì)的邏輯綜合;=5\*GB2⑸完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。靜態(tài)時(shí)序分析（2課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉靜態(tài)時(shí)序分析工具PrimeTime的操作方式；=2\*GB2⑵理解輸入延時(shí)、輸出延時(shí)、時(shí)序弧等概念；=3\*GB2⑶對(duì)邏輯綜合后的UART設(shè)計(jì)進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析，分析關(guān)鍵路徑。=4\*GB2⑷完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。版圖綜合（6課時(shí)）=1\*GB2⑴了解并輸入應(yīng)用SOCEncounter進(jìn)行版圖綜合的各類庫文件及邏輯綜合文件；=2\*GB2⑵進(jìn)行版圖規(guī)劃設(shè)計(jì)；=3\*GB2⑶進(jìn)行電源網(wǎng)絡(luò)綜合；=4\*GB2⑷進(jìn)行自動(dòng)布局；=5\*GB2⑸進(jìn)行時(shí)鐘樹綜合；=6\*GB2⑹進(jìn)行自動(dòng)布線。完成版圖綜合；=7\*GB2⑺完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。版圖驗(yàn)證（2課時(shí)）=1\*GB2⑴將版圖綜合的結(jié)果導(dǎo)入模擬IC設(shè)計(jì)工具IC5141；=2\*GB2⑵應(yīng)用版圖驗(yàn)證工具Assura對(duì)版圖進(jìn)行DRC驗(yàn)證、LVS驗(yàn)證。測(cè)試向量生成（4課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉測(cè)試向量綜合工具TetraMAX的操作；=2\*GB2⑵對(duì)UART的DFT綜合網(wǎng)表構(gòu)造ATPG模型；=3\*GB2⑶進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查；=4\*GB2⑷練習(xí)外部輸入測(cè)試圖形的故障模擬；=5\*GB2⑸完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。形式驗(yàn)證（4課時(shí)）=1\*GB2⑴熟悉形式驗(yàn)證工具Formality的基本概念與軟件操作流程；=2\*GB2⑵讀入設(shè)計(jì)、設(shè)置信息、匹配比較點(diǎn)與驗(yàn)證；=3\*GB2⑶結(jié)果分析與調(diào)試；=4\*GB2⑷完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。完成設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告。2-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論要求完成各次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在提交的設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告中提供以下內(nèi)容：=1\*GB3①邏輯仿真測(cè)試平臺(tái)與仿真波形、仿真結(jié)果分析；=2\*GB3②邏輯綜合結(jié)果報(bào)告（電子文件形式）；=3\*GB3③靜態(tài)時(shí)序分析結(jié)果報(bào)告（電子文件形式）；=4\*GB3④版圖綜合結(jié)果：綜合的版圖圖片、版圖驗(yàn)證的結(jié)果；=5\*GB3⑤測(cè)試向量生成：采用的故障模型及對(duì)應(yīng)的故障覆蓋率；=6\*GB3⑥形式驗(yàn)證：形式驗(yàn)證的對(duì)象及結(jié)果報(bào)告；=7\*GB3⑦實(shí)驗(yàn)中的問題。2-9考核要求每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱，5分制。占總評(píng)的40%；項(xiàng)目最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，百分制。占總評(píng)的20%；實(shí)驗(yàn)操作上機(jī)考評(píng)：百分制，隨機(jī)抽題。占總評(píng)的30%。實(shí)驗(yàn)出勤，10%。2-10面向?qū)W生要求專業(yè)與年級(jí)要求電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)四年級(jí)、微電子科學(xué)與工程四年級(jí)學(xué)生?；局R(shí)和能力要求等要求學(xué)生掌握Linux的基本操作。具有數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)、和專用集成電路設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)背景。3-2網(wǎng)絡(luò)條件要求說明客戶端到服務(wù)器的帶寬要求（需提供測(cè)試帶寬服務(wù)）帶寬>100Mbps說明能夠提供的并發(fā)響應(yīng)數(shù)量（需提供在線排隊(duì)提示服務(wù)）并發(fā)響應(yīng)數(shù)不少于10個(gè)。3-3用戶操作系統(tǒng)要求（如Windows、Unix、IOS、Android等）計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和版本要求服務(wù)器端操作系統(tǒng)：Linux,RHEL4.0以上。其它計(jì)算終端操作系統(tǒng)和版本要求個(gè)人終端PC機(jī)操作系統(tǒng)：WindowsXP以上。3-4用戶非操作系統(tǒng)軟件配置要求（如瀏覽器、特定軟件等）計(jì)算機(jī)非操作系統(tǒng)軟件配置要求（需說明是否可提供相關(guān)軟件下載服務(wù)）客戶端軟件：Xmanagerv2.0版本以上?？商峁┐塑浖螺d。（2）其它計(jì)算終端非操作系統(tǒng)軟件配置要求（需說明是否可提供