学习时间
6H
课程
数字芯片设计、FPGA开发、处理器设计
研究员
难度
初级
6周
项目导师
中科院
研究员
数字芯片设计、FPGA开发、处理器设计;本研究课题适用于半导体、芯片设计、电子信息工程、数字信号处理、电子设计自动化等研究和应用领域。

数字芯片又称数字集成电路,是基于数字逻辑(布尔代数)设计和运行的,用于处理数字信号的集成电路。根据集成电路的定义,也可以将数字集成电路定义为:将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路、特大规模集成(ULSI)电路和巨大规模集成电路(GSI,Giga Scale Integration)。自集成电路发明至今50多年来,数字集成电路迅速向着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性的方向发展,数字集成电路设计也多次跨越了“不可能再发展了吧”;而对于今天的中国,每年上千亿美元的集成电路进口额主要用于购买数字集成电路,这是压在每一个中国集成电路设计从业者心中的巨石。

课程大纲

数字芯片设计、FPGA开发、处理器设计


项目简介


数字芯片又称数字集成电路,是基于数字逻辑(布尔代数)设计和运行的,用于处理数字信号的集成电路。根据集成电路的定义,也可以将数字集成电路定义为:将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量,可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成MSI电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路、特大规模集成(ULSI)电路和巨大规模集成电路(GSI,Giga Scale Integration)。自集成电路发明至今50多年来,数字集成电路迅速向着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性的方向发展,数字集成电路设计也多次跨越了“不可能再发展了吧”;而对于今天的中国,每年上千亿美元的集成电路进口额主要用于购买数字集成电路,这是压在每一个中国集成电路设计从业者心中的巨石。

本研究课题适用于半导体、芯片设计、电子信息工程、数字信号处理、电子设计自动化等研究和应用领域。


项目说明


数字电路由组合逻辑和寄存器(触发器)组成。组合逻辑就是由基本门组成的函数,其输出只会跟当前的输入有关;而时序电路除了包含基本门之外,还包含存储元件用例保存过去的信息,时序电路的稳态输出不仅取决于当前的输入,还与过去的输入所形成状态有关。

从功能上来看,数字集成电路内部可以分为数据通路(Data-path,也称为数据路径)和控制逻辑两大部分。这两大部分都是由大量的时序逻辑电路集成的,而且绝大部分都是同步的时序电路,因为时序电路被多个触发器或寄存器分成若干节点,而这些触发器在时钟的控制下会按同样的节拍来工作,可以简化设计。在长期的设计过程中,已经积累了很多标准的通用单元,比如选择器(也叫多路器,可以从多个输入数据中选一个输出)、比较器(用于比较两个数的大小)、加法器、乘法器、移位寄存器等等,这些单元电路形状规则,便于集成(这也是数字电路在集成电路中得到更好的发展原因)。这些单元按设计要求连接在一起,形成数据通路,待处理的数据从输入端经过这条通路到输出端,便得到处理后的结果。同时,还需要由专门设计的控制逻辑,控制数据通路的各组成部件,按各自的功能要求和特定的时序关系来配合工作。


导师团队



王老师

副研究员,中国著名科研院所科研人员

数字集成电路领域知名科研人员,发表论文  10多篇,主持或参与多项国家省市级自然科学基金项目。

研究方向:数字集成电路、FPGA开放与应用、电子信息工程、大规模集成电路等。



宋老师

助理研究员,中国著名科研院所科研人员

先后从事国家应急高性能网络研制、信息安全、光学传感器、信号处理等领域从事科研工作,国内外学术期刊发表论文数篇,参与国家标准制定2项目、专利3篇。

研究方向:信号与信息处理、数字集成电路设计、系统应用、系统与实验环境搭建。

课程设置



项目收获

  • 学科领域最匹配的科学导师,手把手进行课题指导与学术培养

  • 国内最先进的科研环境、实验条件及仪器设备体验机会

  • 包含但不限于领域、课题、方式、时间等的全方位定制服务

  • 科学研究的思维方法和独立科学研究的能力

  • 顶级科学家亲自签发的推荐信和科研项目报告

适合人群

  • 有计划申请国外TOP30名校留学的优秀高中及本科生

  • 有计划参加各种自然科学领域竞赛的优秀高中生

  • 有参加国内高校自主招生面试和综合素质测评的优秀高中生

  • 对自然科学领域有浓厚兴趣的优秀学生

  • 可根据特定需求的学生在不同学科领域进行定制化研究项目设计


注意事项

学生自备笔记本电脑

参加本项目需要晚上6-8点上课,请合理安排时间。

完成项目后,你将获得
一封权威的推荐信
名校讲师亲自为你撰写推荐信,让你在未来的升学或就业提供最重要的一块基石
一段不一样的学习经历
值得写进简历的实验室项目实践成果,与来自中科院的老师一起工作、交流
一种不一样的眼界
全面提升自己的专业背景和知识水平,开阔视野,跳出舒适圈,得到顶级专家的带领和指导
一种不一样的可能
真人沉浸式教学,创造个人在这个领域发展的可能性
学术荣誉
目学术导师签署的项目结业证书及科研报告亲笔签名
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