系列數(shù)字SOC集成電路IC設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程
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課程大綱
第一階段 基礎(chǔ)培訓(xùn)和Linux環(huán)境與指令
Linux和EDA實(shí)踐
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Linux操作系統(tǒng)
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Shell命令
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vi/vim文本編輯工具
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硬件描述語言HDL
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數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)
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第二階段 verilog芯片設(shè)計(jì)從入門到精通
第一部分
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????第一部分的課程主要幫助學(xué)員了解Verilog 芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，掌握FPGA最小系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)方法，學(xué)會操作QuartusII軟件來完成FPGA的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
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10.FPGA .V文件的編程規(guī)范
????10.1 單個.v文件的書寫規(guī)范
????10.2 多個.v文件的書寫規(guī)范
????10.3 聲明部分的編寫規(guī)范
????10.4 主體部分編寫，always、initial、function、task的選擇和使用
????10.5 Always語句塊編寫規(guī)范和注意要點(diǎn)
????10.6 Alwasys內(nèi)部功能的擴(kuò)充和Always直接的通信和協(xié)調(diào)
11.關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)
????11.1 FPGA管腳設(shè)計(jì)
????11.3 RS-232串口
????11.4 字符型液晶顯示器接口電路設(shè)計(jì)
????11.8 i2c總線電路設(shè)計(jì)
????11.9 時鐘電路設(shè)計(jì)
????11.10 圖形液晶電路設(shè)計(jì)
1. 項(xiàng)目案例：交通燈的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，如何控制Red,Green,Yellow燈在南北東西各個方向的交替運(yùn)作。
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第二部分
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????熟練掌握硬件描述語言(Verilog HDL)是FPGA工程師的基本要求。通過本節(jié)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員可以了解目前最流行的Verilog HDL語言的基本語法，掌握Verilog HDL語言中最常用的基本語法。通過本節(jié)課程學(xué)習(xí)，學(xué)員可以設(shè)計(jì)一些簡單的Verilog程序，掌握組合邏輯和時序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。通過項(xiàng)目訓(xùn)練，學(xué)員可以對Verilog HDL語言有更深入的理解和認(rèn)識。
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1.Verilog HDL語言簡介
2.Verilog HDL語言邏輯系統(tǒng)
3.Verilog HDL操作數(shù)和操作符
4.Verilog HDL和VHDL語言的對比
5.Verilog HDL循環(huán)語句
6.Verilog HDL程序的基本結(jié)構(gòu)
7.Verilog HDL語言的數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符
8.Verilog HDL語言的賦值語句和塊語，阻塞和非阻塞賦值語句的區(qū)別
9.Verilog HDL語言的條件語句，包括IF語句和CASE語句的典型應(yīng)用
10.Verilog HDL語言的其他常用語句
11.Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路
12.Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)時序邏輯電路
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1. 項(xiàng)目訓(xùn)練二：
???訓(xùn)練課題：“順序執(zhí)行狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”
????實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
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????1.2 ?組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
????1.3 ?IF語句和CASE語句的使用
2. 項(xiàng)目訓(xùn)練三：
???訓(xùn)練課題：“跑馬燈設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)”
????實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
????2.2 ?時序邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
????2.3 ?分頻原理和實(shí)現(xiàn)方法
3. 項(xiàng)目訓(xùn)練四：
???訓(xùn)練課題：“７段數(shù)碼管測試實(shí)驗(yàn)-以動態(tài)掃描方式在８位數(shù)碼管“同時”顯示０-７”
???實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
????3.1 ?Quartus II軟件操作
????3.2 ?了解如何按一定的頻率輪流向各個數(shù)碼管的COM端送出低電平，同時送出對應(yīng)的數(shù)據(jù)給各段。
????3.3 ?介紹多個數(shù)碼管動態(tài)顯示的方法。
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第三部分
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????雖然利用第二部分課程學(xué)到的HDL基本語法可以完成大部分的FPGA功能，但相對復(fù)雜的FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如果能夠合理的應(yīng)用Verilog HDL的高級語法結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到事半功倍的效果。通過第三天課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員可以掌握任務(wù)（TASK），函數(shù)（FUNCTION）和有限狀態(tài)機(jī)（FSM）的設(shè)計(jì)方法，可以更好的掌握FPGA的設(shè)計(jì)技術(shù)。此外，本節(jié)課程還介紹了QuartusII軟件的兩個常用的高級工具－SignalTAP，可以提高FPGA設(shè)計(jì)和調(diào)試的效率。
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1. TASK和FUNCTION語句的應(yīng)用場合
2. Verilog HDL高級語法結(jié)構(gòu)－任務(wù)（TASK）
3. Verilog HDL高級語法結(jié)構(gòu)－任務(wù)（FUNCTION）
4. 有限狀態(tài)機(jī)(FSM)的設(shè)計(jì)原理及其代碼風(fēng)格
5. 邏輯綜合的原則以及可綜合的代碼設(shè)計(jì)風(fēng)格
6. SignalTap II在線邏輯分析儀使用方法
7. FPGA編程思想梳理和升華
????7.1 ?狀態(tài)機(jī)的使用技巧（嵌套，相互調(diào)用，順序執(zhí)行）
????1.2 ?標(biāo)志的編程思想
????1.3 ?并發(fā)編程思想（提高代碼執(zhí)行效率的方法，Always協(xié)調(diào)和通信）
????1.4 ?分頻的技巧
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1. 項(xiàng)目訓(xùn)練五：
???訓(xùn)練課題：“典型狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例”
???實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
????1.1 ?FSM設(shè)計(jì)方法
????1.2 ?狀態(tài)機(jī)的編碼
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????1.3 ?狀態(tài)機(jī)的初始化狀態(tài)和默認(rèn)狀態(tài)（完整狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)）
????1.4 ?狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)定義風(fēng)格
????1.5 ?狀態(tài)機(jī)的編寫風(fēng)格
2. 項(xiàng)目訓(xùn)練六：
???訓(xùn)練課題：“撥碼開關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”
???實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
????2.1 ?Quartus II輸入方式
????2.2 ?SignalTap II在線調(diào)試
????2.3 了解撥碼開關(guān)的工作原理及電路設(shè)計(jì)
3. 項(xiàng)目訓(xùn)練七：
???訓(xùn)練課題：“矩陣鍵盤設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”
???實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：
????3.1 ?Quartus II原理圖輸入方式
????3.2 了解矩陣鍵盤的工作原理及電路設(shè)計(jì)
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第三階段 Verilog芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目訓(xùn)練高級
第一部分
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????1.項(xiàng)目訓(xùn)練十一：
???訓(xùn)練課題：“數(shù)碼管進(jìn)位與刷新綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”
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????步驟一、詳細(xì)一個鋪墊性實(shí)驗(yàn)，通過它講解數(shù)碼管各種進(jìn)位的方法，與進(jìn)位代碼的編寫，其中注意：
a.數(shù)碼管整體刷新和數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示的區(qū)別和聯(lián)系，怎樣編寫代碼
b.編程中注意FPGA的精髓：并行運(yùn)行
c.注意在傳遞數(shù)據(jù)的過程中，采用什么方法比較好
步驟二、學(xué)員自己編寫一個數(shù)字時鐘程序
a.訓(xùn)練學(xué)員舉一反三的能力
b.注意一些特殊用法
步驟三、總結(jié)學(xué)員的出錯原因，給出解決方法
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????2.項(xiàng)目訓(xùn)練十二：
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訓(xùn)練課題：“蜂鳴器怎樣演奏音樂，怎樣演奏梁祝的曲子”
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????步驟一、詳細(xì)一個鋪墊性實(shí)驗(yàn)，通過它講解怎樣通過分頻來實(shí)現(xiàn)音階和音調(diào)，其中注意：
a.狀態(tài)機(jī)的高級用法
b.怎樣分頻
c.注意在傳遞數(shù)據(jù)的過程中，采用什么方法比較好
????步驟二、學(xué)員自己編寫一個數(shù)字時鐘程序
a.訓(xùn)練學(xué)員舉一反三的能力
b.注意一些特殊用法
????步驟三、總結(jié)學(xué)員的出錯原因，給出解決方法
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????3.項(xiàng)目訓(xùn)練十三：
訓(xùn)練課題：LCD液晶控制實(shí)驗(yàn)
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????1. 內(nèi)容的回顧與難點(diǎn)消化，解疑答惑
????2.編程中舉一反三和融匯貫通訓(xùn)練
????3. ?FPGA的程序固化方法
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????3.項(xiàng)目訓(xùn)練十四：
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訓(xùn)練課題：串口開發(fā)實(shí)驗(yàn)
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????1. 內(nèi)容的回顧與難點(diǎn)消化
????2.編程中舉一反三和融匯貫通訓(xùn)練
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????3.通訊數(shù)據(jù)協(xié)議
第二部分
知識詳解：
????1.字符型液晶顯示原理
????2.圖形液晶顯示原理
????3.液晶顯示原理詳解
????4.I2C協(xié)議原理與編程
1. 項(xiàng)目訓(xùn)練十六：
???訓(xùn)練課題：1602字符型液晶顯示實(shí)驗(yàn)
???訓(xùn)練內(nèi)容： 通過實(shí)驗(yàn)充分理解字符型液晶的顯示原理，是怎樣通過代碼體現(xiàn)的，針對一個綜合性實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)員獨(dú)立完成需求分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，代碼設(shè)計(jì)，仿真。
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2. 項(xiàng)目訓(xùn)練十七：
???訓(xùn)練課題：“128x64圖形液晶顯示實(shí)驗(yàn)”
???訓(xùn)練內(nèi)容： 通過實(shí)驗(yàn)充分理解字圖形液晶的顯示原理，是怎樣通過代碼體現(xiàn)的針對一個綜合性實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)員獨(dú)立完成需求分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，代碼設(shè)計(jì)，仿真。
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３. 項(xiàng)目訓(xùn)練十八：
訓(xùn)練課題：“I2C讀寫EEPROM實(shí)驗(yàn)”
???訓(xùn)練內(nèi)容： 通過實(shí)驗(yàn)充分理解I2C協(xié)議原理，用I2C協(xié)議實(shí)現(xiàn)對EEPROM的讀寫操作，演示是怎樣通過代碼體現(xiàn)的針對一個綜合性實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)員獨(dú)立完成需求分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，代碼設(shè)計(jì)，仿真。
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第四階段 IC項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
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RTL coding
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SRAM的聯(lián)合使用
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異步SRAM的操作時序
異步SRAM存儲器讀寫操作
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異步電路處理
????2.1 ?SRAM存儲器的操作時序設(shè)計(jì)
????2.2 ?復(fù)雜硬件開發(fā)的思想方法
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AD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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AD轉(zhuǎn)換器
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第五階段 Synopsys DC（Design Compiler） 綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
Synopsys DC（Design Compiler） 綜合
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1，綜合的概念
2，綜合庫與工具介紹
3，工作環(huán)境的設(shè)立和關(guān)鍵命令
4，綜合前的準(zhǔn)備工作
5，芯片邏輯代碼和流片廠庫的結(jié)合
6，綜合的過程
7， 綜合后網(wǎng)表的導(dǎo)出
8，時序SDC的導(dǎo)出
9，Synopsys DC 為Cadence Encounter工具所做的準(zhǔn)備工作。
10，快速綜合TCL腳本使用技巧
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第六階段 Cadence Encounter 布局布線
Cadence Encounter 布局布線
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1.網(wǎng)表和工程庫的結(jié)合
2，環(huán)境變量的設(shè)置和關(guān)鍵命令
3,布局布線前的準(zhǔn)備工作
4，Synopsys DC工具和Cadence Encounter工具的銜接和配合
2.Floor plan
3.電源規(guī)劃
4.布局、擺放
5.時鐘樹
6.布線
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第七階段 Synopsys PT（PrimeTime） 驗(yàn)證仿真
Synopsys PT（PrimeTime） 驗(yàn)證仿真
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1，環(huán)境變量的設(shè)置
2，關(guān)鍵命令
3，仿真驗(yàn)證過程
4，仿真驗(yàn)證報(bào)告的產(chǎn)生
5，快速驗(yàn)證技巧
6，TCL腳本的使用技巧
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技巧和總結(jié)提高
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第八階段 ARM9芯片后端設(shè)計(jì)整個流程項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
本課程專題實(shí)驗(yàn)是構(gòu)造一個ARM9的處理器，
ARM9芯片后端設(shè)計(jì)整個流程項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)演練，使用后端的Synopsys公司的DC,PT等工具，
和Cadence公司的Encounter,Virtuoso等工具，多工具聯(lián)合從頭至尾強(qiáng)化練習(xí)整個芯片的生成過程。
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1.架構(gòu)及設(shè)計(jì)流程
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2.CPU核
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1）指令
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2）指令流水
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3）數(shù)據(jù)緩沖和指令緩沖
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4）內(nèi)部數(shù)據(jù)ram和指令RAM
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5)使用后端的Synopsys公司的DC,PT等工具，
和Cadence公司的Encounter,Virtuoso等工具，多工具聯(lián)合從頭至尾強(qiáng)化練習(xí)整個芯片的生成過程。
