你学什么
逻辑门
计算机辅助设计(CAD )
数字设计
布尔型algebra
课程概述
现代超大规模集成电路非常复杂，它针对上亿个晶体管、上百万个引入运算和控制的逻辑门、大内存块、第三方“知识产权”——为芯片设计的设计技术的专利，或者预先设计了IP模块那么你怎么设计这些复杂的芯片？ 答案是，计算机辅助设计(CAD )工具在计算机上抽象描述芯片，并逐步完成直到最终设计完成。 本课程侧重于合成和验证逻辑布局有效性的重要显示，并介绍用于创建专用集成电路(ASIC )或系统芯片(SoC )的主要设计工具。
旨在帮助学生理解设计软件的基本算法、数据结构和工作原理。 本课程适用于(1)对构建VLSI设计工具感兴趣的人。 )2)对VLSI芯片的设计和软件工具的设计原理感兴趣； )3)偏好超酷算法。 即，计算与位、逻辑门、几何图形、图表、矩阵、时间等要素有关的问题。
amodernvlsichiphasazillionparts-logic，control，memory，interconnect，etc.howdowedesignthesecomplexchips？ answer : cadsoftwaretools.learnhowtobuildthesamodernvlsichipisaremarkablycomplexbeast 3360 billionsoftransistors， millionsoflogicgatesdeployedforcomputationandcontrol，big blocks of memory， 嵌入式dedblocksofpre-designedfunctionsdesignedbythirdparties (called“英特尔属性”orIPblocks ).howdopeoplemanarty ideddesign(CAD ) toolstakesanabstractdescriptionofthechip， andrefinesitstep-wisetoafinaldesign.thisclassfocusesonthemajordesigntoolsusedinthecreationofanapplicationspecificintegrategrateted chip ) SOC )。dsign.ourfocusinthisfirstpartofthecourseisonkeybooleanlogicrepresentationsthatmakeitpossibletosynthesize，分析the gate-levellogicinthesedesigns.thisisthefirststepofthedesignchain， aswemovefromlogictolayout.ourgoalisforstudentstounderstandhowthetoolsthemselveswork， attheleveloftheirfundamentalalgorithmsanddatastructures.topicscoveredwillinclude 3360 computationalbooleanalgebra，logicveriderided
课程大纲
每周一次
完成时间为2小时
定向
inthismoduleyouwillbecomefamiliarwithecourseandourlearningenvironment.theorientationwillalsohelpyouobtainthetechnical
skills required for the course。
1个视频(共25分钟)、2个阅读材料和5个测试
完成时间为2小时
Computational Boolean Algebra
In this module，wewillintroduceadvancedbooleanalgebramathconceptsthatmakeitpossibletotakea ' computational ' approach to
Boolean algebra.
6 个视频 (总计 91 分钟), 2 个阅读材料
周2
完成时间为 7 小时
Boolean Representation via BDDs and SAT
Week 2 introduces two powerful and important representation techniques that allow us to do SERIOUS computational Boolean algebra, on
industrial-scale designs.
7 个视频 (总计 135 分钟), 2 个阅读材料, 2 个测验
周3
完成时间为 3 小时
2-Level Logic Synthesis, and Multi-Level Logic Synthesis via the Algebraic Model
In Week 3, we will move from "representing" things to "synthesizing" things. In this case, synthesis means "optimization", or maybe the word
"minimization" is more familiar from hand work with Kmaps or Boolean algebra.
8 个视频 (总计 119 分钟), 2 个阅读材料, 1 个测验
周4
完成时间为 7 小时
Multilevel Factor Extract and Don't Cares
You now know that to factor a multi-level network to reduce its complexity, you must look at the kernels and co-kernels. You know how to "get" these for any node. But -- what do you do with a big network to actually FIND the right common divisors? This is called EXTRACTION. We then look at a new opportunity to optimize multi-level logic: Don't Cares. In simple designs, we usually regard Don't Cares as "impossible inputs" -- things that just do not happen, so we can choose the value the hardware creates to minimize the logic.
8 个视频 (总计 123 分钟), 2 个阅读材料, 3 个测验
周5
完成时间为 3 小时
Final Exam
There is no new content this week. Instead, you should focus on finishing the last problem set and completing the Final Exam.
预备知识
需要相关的编程经验(C++，Java)，了解数据结构和算法的基本概念， 具备对数字设计的基本认识，包括： 布尔代数、三维可视化装配工艺规划软件(Kmaps)、逻辑门和触发器；了解有限状态自动机设计； 性代数和微积分达到工程学初级或高级线水平。 对超大规模集成电路的掌握程度达到本科生水平更好，但不是必需条件。 本课程相对独立，但是具备一定VLSI基础的学生可以跳过一些背景资料的学习。
参考资料
课程相对独立，不依赖于其他教材， 但是我们仍会推荐一些参考资料，例如在会议或期刊上发表的论文， 目前市面上还没有涵盖逻辑布局、表示法、优化、合成和验证的一站式单本教材， 所以课上我们会尽可能地做到全面完整。
常见问题
课上是否会学习工业设计软件的使用方法？
课程不属于所谓的"VLSI设计"课程，所以重点不是如何使用软件工具，而是如何构建设计工具软件。
学习这门课，我需要准备什么？
一台装有Windows、Mac或Linux系统的电脑，能编写、编译和运行程序，能运用Java或C++语言进行程序设计，对于部分编程作业来说，只要能读取输入文件，并按要求格式编写输出文件，同学们可以任意选择自己喜欢的语言进行编程.
学完这门课程，我最大的收获是什么？
如何利用超酷算法和数据结构实现逻辑与布局的合成？我们可以创建一个6-7变量卡诺图，然后迎接头脑风暴的到来，现代计算辅助设计可用于设计百万门数量级的逻辑门电路，很显然，这是一个创造神奇的年代，赶快加入我们，一起探寻其中的奥妙吧。