※ [本文转录自 Electronics 看板] 作者: pow (体脂肪35%) 看板: Electronics 标题: Re: [讨论] 大家都看哪一本逻辑设计呢? 时间: Sat Dec 2 23:56:43 2006 ※ 引述《CuckooBoy (阿书)》之铭言： : 逻辑设计 大家都看哪一本呢? : 请教教各位大大 : 看完逻辑设计 : 学会一堆用逻辑元件能组出一些电路(乘法/加法器....等等) : 不过碰到瓶颈 : 怎麽说? : 学了那些电路能做什麽?难到老板真的会须要你写加法器给他吗? : 就像知道 1+1=2 却不知道对我们生活有什麽帮助 : 我指知道可以用在IC设计.... : 写VHDL和Verilog会用到一点那些观念,现在不是都有现成的函式可以叫..... : 是不是有书能针对这方面有描述的更清楚 就像推文所说 看Rabaey那本之後 应该可以解决你心中的疑惑 数位电路的领域 绝对不是只有VHDL和Verilog那麽简单 你说「有现成的函式可以叫」 那你以为那些现成的函式是从哪里来的啊？ 电脑真的聪明到可以帮你兜一个无敌的乘法器吗？ 我可以跟你讲答案，至少在我可预知的未来里面这是不可能的 IC（VLSI）设计产业从系统的设计方法大概可以分五种 1.General purpose IC 使用programmable processor 或 DSP 例如Intel的Pentium或很多TI 的DSP 这种使用general purpose的效率通常不好 但是Time to market会很快 power consumption通常很高 2.FPGA 使用programmable logic 应该大家都知道 tim to market也很快 power consumption也蛮高的 如果最後是要做Cell-based ASIC或Full custom ASIC 可以先拿FPGA来测试architecture到底有没有work 有问题的话要改很快 3.Gate Array 有点像进阶的FPGA 跟FPGA不一样的地方是 他不是整颗晶片拿来烧 而是有人提供你一大堆已经设计好的子电路 并且拿去制造成晶片的半成品 再给你那些子电路的model 然後你设计的时候就是想办法玩连连看 看怎麽把那些子电路连起来 设计完之後 再送去晶圆厂做最後几层metal跟via把子电路真的连起来 这个好处是performance比FPGA高 单品的价钱可以比FPGA低 所以一样 如果是要做Cell-based ASIC或Full custom ASIC 而且已经用FPGA验证过了 想要小量产 就可以采用gate array的方式 另外补充的是 gate array不限於数位设计 现在已经有公司提供mixed-signal的gate array 意思就是说他有一个半成品 里面有几个op amp、VCO、加上FPGA的功能 让你去设计 http://www.triadsemi.com/ 这家公司现在就在做这种事情 4. Cell-based ASIC (Application Specific IC) 这应该也是大家熟悉的 根据你的需求自己设计逻辑电路 然後写Verilog跟VHDL 合成的时候顺便Optimize 可是重点就在名字里- 「cell-based」 你用的是人家提供给你的cell 从最小的logic gate(nand、nor、inverter）、flip flop 到中型的电路（加法器、乘法器） 到大型的电路（CPU） 都有人在卖 那就是人家在讲的卖IP赚钱 想看看不是每个人都有办法设计出高效能的加法器或乘法器 你在Verilog里面输入一个「+」来表示你要一个32bit的加法器 可是合成的时候＊用的是Synopsis内建的加法器或者你跟ARM买的加法器 最後的performance绝对有差 因为是根据需求设计 所以效能绝对比前面三者高 但是time to market因为要把IC送去制造 绝对会很久 通常光是制造就会两个月 做出来之後还要测 测到有问题的话还要改 即便如此 因为效能真的是好太多了（假设功力好的话） 所以现在有很多当红的IC设计公司都是以这个方式运作 5. Full custom ASIC Design 这是真正的从头到尾都自己设计 是真正追求极致的performance的人才会采用这个方法 想想那些cell子电路都要自己设计 就不知道要花多少时间 前一篇的推文里面有提到加法器还是乘法器 我这边提供一篇比较flip-flop（暂存器）的paper http://www.ece.ncsu.edu/asic/ece733/papers/FlipFlop_and_Latches/ Stojanovic99.pdf 缩网址：http://tinyurl.com/sk6ek 打开文件之後不用看文字 一路看下去 所有的电路图都是暂存器 重点是没有一个暂存器是用NAND、NOR那种logic gate兜起来的 顺带一提里面暂存器的名称有点暗示了是哪里用的 例如PowerPC603、StrongARM、K6 ETL 现在那些印度人跟中国人都在努力要吃IC设计这块大饼 没有别的原因 施振荣的微笑曲线说明了一切 没办法打品牌、也没办法作fundry 要赚大钱当然是做IC设计 如果你刚好在这个产业里面 想要降低你的「被取代性」 最好的方法就是增加自己知识的广度跟深度 你会的东西越少人懂越好（假设是有用的） 如果你说加法器跟乘法器从函示库叫就有了 你觉得这种事情印度人跟中国人不会做吗？ 其实数位IC还有很多刚学完逻辑设计的人想都想不到的东西 例如verification 一颗IC这麽复杂 设计出来之後要怎麽样才能在最短的时间抓到所有的BUG（因为不可能没有BUG） tape out之後要怎样才能最有效率的量测 又例如有人从架构方面去研究怎样才有最好的performance 推文里面那本Rabaey的书有提到logic effort（请上google） 另外2002年有一篇paper "The optimal logic depth per pipeline stage is 6 to 8 FO4 inverterdelays" 这都是学问 我觉得代表电机最特别的四门学问是 逻设、电子、电路、电磁（抱歉罗communicatino跟signal processing！我的数学不好） 前三个学问都是电机独一无二的 逻设打的是数位设计的底 电子电路不止介绍固态电子的特性 也跟训练我们辨识topology的能力 （一个电路图，上下是power supply，左边是input，右边是output，多神奇啊） 电磁虽然物理系也有 不过我们拿来跟电子、电路结合了 所以有microwave的领域 也许你会跟我一样 当初学逻设觉得很白痴 可是未来走的却是这条路也不一定阿 所以.....加油吧！ :) --

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