Sie sollten den Kurs VLSI CAD Teil I: Logik abschließen, bevor Sie mit diesem Kurs beginnen. Ein moderner VLSI-Chip ist ein bemerkenswert komplexes Gebilde: Milliarden von Transistoren, Millionen von Logikgattern, die für Berechnungen und Steuerung eingesetzt werden, große Speicherblöcke, eingebettete Blöcke mit vorgefertigten Funktionen, die von Dritten entworfen wurden (genannt "geistiges Eigentum" oder IP-Blöcke). Wie schaffen es die Menschen, diese komplizierten Chips zu entwerfen? Antwort: Mit einer Reihe von CAD-Tools (Computer Aided Design) wird eine abstrakte Beschreibung des Chips erstellt und schrittweise zu einem endgültigen Design verfeinert. Dieser Kurs konzentriert sich auf die wichtigsten Design-Tools, die bei der Erstellung eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) oder eines System on Chip (SoC) verwendet werden. Wir konzentrieren uns in diesem Teil des Kurses auf die wichtigsten logischen und geometrischen Darstellungen, die es ermöglichen, von der Logik zum Layout zu gelangen und insbesondere das Timing von großen Logiknetzwerken zu platzieren, zu routen und zu bewerten. Unser Ziel ist es, dass die Studenten verstehen, wie die Tools selbst funktionieren, und zwar auf der Ebene ihrer grundlegenden Algorithmen und Datenstrukturen. Zu den behandelten Themen gehören: Technologie-Mapping, Timing-Analyse und ASIC-Platzierung und -Routing. Empfohlene Vorkenntnisse: Programmiererfahrung (C, C++, Java, Python, etc.) und Grundkenntnisse von Datenstrukturen und Algorithmen (insbesondere rekursive Algorithmen). Verständnis der Grundlagen des digitalen Designs: Boolesche Algebra, Kmaps, Gatter und Flipflops, Entwurf von endlichen Zustandsautomaten. Lineare Algebra und Kalkül auf dem Niveau eines Junior- oder Senior-Ingenieurs. Grundlegende Kenntnisse über lineare RC-Schaltungen (auf dem Niveau eines einführenden Physikkurses).
In diesem Modul werden Sie mit dem Kurs und unserer Lernumgebung vertraut gemacht. Die Orientierung wird Ihnen auch helfen, die für den Kurs erforderlichen technischen Kenntnisse zu erwerben.
Das ist alles enthalten
2 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Plug-in
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2 Videos•Insgesamt 23 Minuten
Begrüßung und Einführung•19 Minuten
Zwei Tools Tutorial•4 Minuten
2 Lektüren•Insgesamt 20 Minuten
Syllabus•10 Minuten
Tools für diesen Kurs•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 5 Minuten
Demografische Umfrage•5 Minuten
1 Plug-in•Insgesamt 15 Minuten
Willkommen! Bitte erzählen Sie uns etwas über sich.•15 Minuten
ASIC-Platzierung
3 Stunden abzuschließen
Moduldetails
In diesem zweiten Teil unseres Kurses werden wir über Geometrie sprechen. Wir beginnen mit einem Überblick über den ASIC-Layoutprozess und besprechen die Rolle von Technologiebibliotheken, Tech-Mapping (ein Thema, das wir auf die nächste Woche verschieben, damit diejenigen, die die Placer-Programmieraufgabe erledigen wollen, mehr Zeit haben) sowie Platzierung und Routing. In dieser Reihe von Vorlesungen konzentrieren wir uns auf den Platzierungsprozess selbst: Sie haben eine Million Gatter aus dem Ergebnis der Synthese und des Mappings, wohin sollen sie also gehen? Dieser Prozess wird "Platzierung" genannt. Wir beschreiben eine iterative Methode und eine mathematische Optimierungsmethode, die beide sehr große Platzierungsaufgaben bewältigen können.
Das ist alles enthalten
9 Videos2 Lektüren
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9 Videos•Insgesamt 163 Minuten
Grundlagen•17 Minuten
Schätzung der Kabellänge•15 Minuten
Einfache iterative Verbesserung der Platzierung•12 Minuten
Iterative Verbesserung mit Hill Climbing•15 Minuten
Analytische Platzierung: Beispiel für rekursive Partitionierung•16 Minuten
2 Lektüren•Insgesamt 20 Minuten
Woche 1 Überblick•10 Minuten
Aufgaben für Woche 1•10 Minuten
Technologie-Mapping
6 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Technologie-Mapping! Wir haben einen entscheidenden Schritt zwischen Logik und Layout ausgelassen, nämlich den Prozess der Übersetzung der Syntheseausgabe - die NICHT aus realen Gattern in Ihrer Technologiebibliothek besteht - in reale Logikgatter. Der Tech Mapper führt diesen wichtigen Schritt aus, und es handelt sich um einen überraschend eleganten Algorithmus, der eine rekursive Abdeckung eines Baums beinhaltet. Auch beim VLSI-CAD sind Kenntnisse der praktischen Informatik von großem Nutzen.
Das ist alles enthalten
6 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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6 Videos•Insgesamt 102 Minuten
Grundlagen des Technologie-Mappings•19 Minuten
Technologie-Mapping als Baumabdeckung•30 Minuten
Technologie-Mapping - Baumstrukturierung der Netzliste•14 Minuten
Technologie Mapping - Minimale Kostenabdeckung•16 Minuten
Technologie-Mapping - Detailliertes Beispiel für die Abdeckung•14 Minuten
2 Lektüren•Insgesamt 20 Minuten
Woche 2 Überblick•10 Minuten
Woche 2 Zuweisungen•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 60 Minuten
Problemstellung #1•60 Minuten
1 Programmieraufgabe•Insgesamt 180 Minuten
Programmieraufgabe #3: Placer•180 Minuten
ASIC-Routing
4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Routing! Sie haben ein paar Millionen Gatter auf der Oberfläche des Chips in einer sinnvollen Weise angeordnet. Was kommt als Nächstes? Erstellen Sie die Drähte, um sie zu verbinden. Wir konzentrieren uns auf das Maze Routing, eine klassische und leistungsstarke Technik, die den Vorteil hat, dass man zu einem recht einfachen Kernalgorithmus viele anspruchsvolle Funktionen "hinzufügen" kann. Dies ist auch das Thema der abschließenden (optionalen) Programmieraufgabe. Ja, wenn Sie wollen, können Sie Teile der industriellen Benchmarks routen, die wir Ihnen in der Placer-Software-Aufgabe gestellt haben.
Das ist alles enthalten
9 Videos2 Lektüren1 Aufgabe
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9 Videos•Insgesamt 145 Minuten
Routing-Grundlagen•17 Minuten
Labyrinth-Routing: 2-Punkt-Netze in 1 Schicht•17 Minuten
Mechanismen der Implementierung: Wie die Expansion funktioniert•24 Minuten
Mechanik der Implementierung: Datenstrukturen & Beschränkungen•18 Minuten
Mechanik der Implementierung: Tiefe erste Suche•14 Minuten
Vom detaillierten Routing zum globalen Routing•16 Minuten
2 Lektüren•Insgesamt 20 Minuten
Woche 3 Überblick•10 Minuten
Woche 3 Aufgaben•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 60 Minuten
Problemstellung #2•60 Minuten
Timing-Analyse
7 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Sie haben es synthetisiert. Sie haben es kartiert. Sie haben es platziert. Sie haben es geroutet. Und was jetzt? WIE SCHNELL IST ES? Oh, wir brauchen ein paar neue Modelle, um darüber zu sprechen, wie TIMING funktioniert. Verzögerung durch Logikgatter und große Netzwerke von Gattern. Neue Zahlen zum Verständnis: ATs, RATs, SLACKS, usw. Und einige elektrische Details (minimal), um herauszufinden, wie Verzögerungen durch die physische Geometrie der physisch verlegten Drähte entstehen. All dies ist der Stoff, aus dem die statische Timing-Analyse (STA) gemacht ist, die ein wichtiger Schritt bei der Abnahme des ASIC-Designs ist.
Das ist alles enthalten
8 Videos2 Lektüren1 Aufgabe1 Programmieraufgabe
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8 Videos•Insgesamt 148 Minuten
Grundlagen•7 Minuten
Timing auf Logikebene: Grundlegende Annahmen & Modelle•31 Minuten
Timing auf Logikebene: STA-Verzögerungsdiagramm, ATs, RATs und Slacks•28 Minuten
Timing auf Logikebene: Ein detailliertes Beispiel und die Rolle von Schlupf•10 Minuten
Timing auf Logikebene: Berechnung von ATs, RATs, Slacks und schlechtesten Pfaden•27 Minuten
Interconnect Timing: Elektrische Modelle der Drahtverzögerung•16 Minuten
Interconnect Timing: Das Elmore-Verzögerungsmodell•14 Minuten
Diese Woche gibt es keine neuen Inhalte. Stattdessen sollten Sie sich darauf konzentrieren, die letzte Aufgabenstellung abzuschließen und die Abschlussprüfung zu absolvieren.
Das ist alles enthalten
3 Aufgaben1 Plug-in
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3 Aufgaben•Insgesamt 185 Minuten
Umfrage am Ende des Kurses•5 Minuten
Aufgabenstellung #4•60 Minuten
Abschlussprüfung•120 Minuten
1 Plug-in•Insgesamt 15 Minuten
Wie war der Kurs?•15 Minuten
Dozent
Lehrkraftbewertungen
Lehrkraftbewertungen
Wir haben alle Lernenden um Feedback zu unseren Dozenten gebeten, ausgehend von der Qualität ihres Unterrichtsstils.
Die University of Illinois in Urbana-Champaign ist weltweit führend in Forschung, Lehre und öffentlichem Engagement. Sie zeichnet sich durch die Breite ihrer Programme, ihre akademische Exzellenz und ihre international renommierten Dozenten und Alumni aus. Illinois dient der Welt, indem es Wissen schafft, Studenten auf ein Leben mit Wirkung vorbereitet und Lösungen für kritische gesellschaftliche Bedürfnisse findet.
Wann werde ich Zugang zu den Vorlesungen und Aufgaben haben?
Um Zugang zu den Kursmaterialien und Aufgaben zu erhalten und um ein Zertifikat zu erwerben, müssen Sie die Zertifikatserfahrung erwerben, wenn Sie sich für einen Kurs anmelden. Sie können stattdessen eine kostenlose Testversion ausprobieren oder finanzielle Unterstützung beantragen. Der Kurs kann stattdessen die Option "Vollständiger Kurs, kein Zertifikat" anbieten. Mit dieser Option können Sie alle Kursmaterialien einsehen, die erforderlichen Bewertungen abgeben und eine Abschlussnote erhalten. Dies bedeutet auch, dass Sie kein Zertifikat erwerben können.
Was erhalte ich, wenn ich das Zertifikat kaufe?
Wenn Sie ein Zertifikat erwerben, erhalten Sie Zugang zu allen Kursmaterialien, einschließlich der benoteten Aufgaben. Nach Abschluss des Kurses wird Ihr elektronisches Zertifikat zu Ihrer Erfolgsseite hinzugefügt - von dort aus können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder zu Ihrem LinkedIn-Profil hinzufügen.
Ist finanzielle Hilfe verfügbar?
Ja. Für ausgewählte Lernprogramme können Sie finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium beantragen, wenn Sie die Einschreibegebühr nicht aufbringen können. Wenn für das von Ihnen gewählte Lernprogramm eine finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium verfügbar ist, finden Sie auf der Beschreibungsseite einen Link zur Beantragung.