2017年4月12日 星期三

IC設計入門 :給對此領域有興趣學弟妹們的建議


摘要:若你有志學習數位IC設計,或是考上了研究所想加入此領域,甚至對其有興趣的話,我會建議各位在求學時期,可以先做些什麼樣的準備。


電子學(Electronic) & 邏輯設計(Logical design)

電子學幾乎是所有電機電子科系學生的夢靨,其中一個原因是因為它艱深難懂,但另外一個原因,也是我覺得最重要的原因,即是大部分開始接觸這們科目的學生,還不了解自己未來要走向的領域,也不知道學了未來能應用在哪裡,自然就會學的有心無力。

建議最起碼要了解半導體的MOSFET的操作方式,因為它是一顆IC所有電晶體的運作原理,另外CMOS的操作也很重要,它會告訴你MOS電路如何能做到0與1的數位切換。

相對來說邏輯設計就簡單得多啦,最主要的就是0與1的邏輯閘(Logical gate)概念,以及其他如正反器、多工器及加法器各種數位電路,了解它們基本上就進入了數位IC設計的第一步。

各種Logical gate <取自asic-world>


硬體描述語言(Hardware Description Language) & FPGA

如果要說電子學與邏輯設計是IC Design中的理論派的話,那麼硬體描述語言跟FPGA就是實作派的。前者可想成是支援類似C語言語法的code,以波形來模擬各種數位電路的功能,一般在業界主要都是以Verilog HDL為主;後者則是一塊開發版,將HDL code燒錄進去後,FPGA內建的compiler會轉換成邏輯閘階層(gate level)的電路,再來驗證前者合成電路後的功能是否符合工程師需求。


Verilog HDL (轉自http://technews.tw)

建議同學若學校有開關於這兩個的課程一定要去修,一方面可以透過HDL code去模擬來印證之前學到的數位電路理論,另一方面FPGA也是業界最常用的驗證工具,個人在大學專題時期使用的是Altera 的 DE2-70開發版。


Altera DE2-70


找一位指導教授


正所謂好的老師帶你上天堂,不好的老師帶你住套房,總之不管是在大學作專題也好,考研究所進Lab也好,找個專精此道的老師來帶你練功,自然比自學事半功倍許多。


結論

其實讀電子電機領域的學子,最大的問題都是很難在大學前幾年,就了解自己對什麼領域有興趣,所以一來想要事前準備是有困難的,二來大學活動豐富,一個不留神課業就會顧不好,比如我當年就是電子學+邏輯設計都被當過,然而開始跟著老師學習Verilog後,便發現這兩科是多麼重要,而且因為實作過,回頭翻書時的感覺也特別不一樣。

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