数字设计的成长阶梯大讨论

qiang0204 · 发表于 2013-3-28 21:17:58

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本帖最后由 qiang0204 于 2013-4-4 16:20 编辑

2013年3月我先后走了杭州，上海，苏州拜访一些做IC的朋友。我和多个朋友讨论了数字设计的成长过程。大家一致的看法是数字设计可以分为几个不同的阶段。但对这几个阶段每个人都有自己的看法。为了抛砖引玉，我让苏州瑞晟的朋友将自己的经历总结了，具体如下：

数字设计工程师成长阶梯如下：

建立数字电路设计的概念：先电路，后代码，RTL是用来描述电路的，而不是用来设计电路的。

hdl的正确翻译是"硬件描述语言"，不是"硬件设计语言"。刚刚走出大学的学生，有可能还没有到达第一阶段。因为在学校做课题，一般是先分析功能，然后就开始代码设计，拼拼凑凑，通过仿真来调整代码，最终"凑合"成一个可以运行的代码。如果采用这种方式设计电路，表示自己还没有入门。回想自己当初进入工作之前也是这样，喜欢倒腾代码，写程序，能够用仿真工具跑出自己心仪的波形，就很开心。后来在公司工作，才慢慢意识到自己根本就没有入门，没有理解数字电路设计的根本。
掌握基本的设计电路设计方法和基础知识，可以独立设计验证基本模块单元。

数字电路设计方法流程如下：
- 先确定重点需求：需求不可能事先全部确定，大概70%左右重点需求确定下来就好。
- 确定系统架构和基础算法
- 划分子模块，确定重要界面
- 模块设计：清晰界面定义，确定重要信号
- 设计重要状态机，设计重要讯号的时序图
- 编写RTL代码
- 验证模块，优化。
《注》：RTL代码编写在整个设计过程中占用的时间应该不是很多，反而是其他步骤需要花更多的时间。
数字设计基础知识分两大块：运算和控制。
运算包括基本的加减乘除等各种运算的设计，各种加法器，乘法器的结构和优缺点。对二进制码制（原码，补码）有深入理解。
控制包括状态机的设计优化，流水线（PipeLine）, 时序重排(Retiming)，Folding/Unfolding等等。这些不同技术对电路速度、面积、功耗的影响。
控制部分还需要加上异步电路设计基础。如何做不同时钟域的信息交互。
精通至少一个复杂的协议，比如USB, PCIE, SATA, MIPI, DDR, NANDFLASH, MPEG, H264等，解决和此协议相关的模块设计调试问题。这个层级上主要掌握的是处理复杂性的问题。协议分层，不同的抽象级别对复杂问题的逐步简化。
- 熟悉一个协议，能够接触到相对复杂的系统，物理层，Link层，协议层等等。
- 掌握一些标准的 Analog/Digital接口协议，比如UTMI、PIPE、DFI等。能够借鉴这些Interface定义的思想，引入到自己的设计界面中去。
熟悉整体SOC架构，总线，模拟数字接口，知识面由精逐步扩展，越来越广。能够独当一面的负责整体IC规划。
- 需要掌握计算机体系结构，总线外设的优化
- 掌握信号处理知识。
- 掌握一些流行算法。
- 熟悉整个设计流程，扩展到后端。

这四个阶梯实际上也不是完全一步一步的，互相有可能有交叠。有的人第二阶段知识并不是很扎实，就可以跳入第三阶段，甚至第四阶段。不过没有第二阶段的扎实基础，后面阶段的发展有可能会遇到瓶颈。很多时候是，在跨入第三四阶段的时候，同时也在巩固第二阶段的基础内容。
第三四阶段和项目相关性很大，而前两个阶段和项目无关。公司社会招聘一般只会关注到后两个阶段的实力，而不会考虑前两个阶段，因为社会招聘是要找有经验的工程师。而校园招聘一般比较看重前两个阶段，因为到公司之后有时间培养。公司培训的重点应该放在第一和第二阶断，后面两个阶段的发展靠个人在前两个阶段的背景下充分发挥了。

坛子里牛人众多，请大家也说说自己的看法。

罗高樵 · 发表于 2013-3-28 21:53:25

沙发，前排占座

sccdlyc · 发表于 2013-3-28 22:46:45

顶一下，学习了

zhaichunhua168 · 发表于 2013-3-29 00:01:05

感觉前面几个阶段就应该扩展后端的知识

qiang0204 · 发表于 2013-3-29 01:00:04

如何做到先电路后代码?大家议议。

snq31418 · 发表于 2013-3-29 10:10:10

回复 1# qiang0204

划分子模块，确定重要界面
模块设计：清晰界面定义，确定重要信号
设计重要状态机，设计重要讯号的时序图

还不太理解者三点里面的一些概念, LZ是否可以详细描述. 感激不尽.

第一, "重要界面"是什么, 是谁和谁的界面？

第二, "重要信号"怎么判定, 根据哪些条件决定一个信号的重要性？

第三, 为什么把"状态机"和"时序图"同列为第三点, 这个"时序图"的设计能给设计带来什么好处？

平时综合和时序分析的时候, 总会接触到一些partition、hierarchy、timing, 但是不太理解怎么做partition.

clean_water · 发表于 2013-3-29 10:35:15

的确是要先电路，后代码，刚毕业才一年多，不过还是没有很好的理解电路~~
我也常常问导师如何做到先电路后代码，他也没说出什么门路，我觉得做了DC流程之后会有很好的理解~~
协议什么的现在还不懂，现在就只单独设计了ECC模块，其它的都还只是个纯粹新人~~

504472832 · 发表于 2013-3-29 10:53:59

研一新人，启发很大，
有时候在设计控制模块的电路时难免要用到仿真来调时序波形

djsly4321 · 发表于 2013-3-29 13:14:32

即将研一，研究生应该如何学习数字IC？

whosi1986 · 发表于 2013-3-30 20:00:47

感觉这个论坛的人都很上进啊，研一的我还在天天dota、想着找女朋友，呵呵！

问一下大家：本人目前从事硬件工程师，VHDL菜鸟级别，想转行IC设计，不知道前景几何？

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