数字IC设计工程师要具备哪些技能

学习“数字集成电路基础”是一切的开始，可以说是进入数字集成电路门槛的步。CMOS制造工艺是我们了解芯片的节课，从生产过程（宏观）学习芯片是怎么来的，这一步，可以激发学习的兴趣，产生学习的动力。

接下来，从微观角度来学习半导体器件物理，简易数字电压表电路图，了解二极管的工作原理。进而学习场效应管的工作原理，这将是我们搭电路的积木。

导线是什么？这是一个有趣的话题，电阻、电容、电感的相互作用，产生和干扰，也是数字电路要解决的重要问题。

门电路是半定制数字集成电路的积木（Stardard Cell），所有的逻辑都将通过它们的实现。

存储器及其控制器，本质上属于数模混合电路。但由于计算机等复杂系统中存储器的日新月异，存储器的控制器由逻辑层（数字）和物理层（模拟）一起实现。

FPGA是可编程门阵列，就是提前生产好的ASIC芯片，可以改配置文件，来实现不同的功能。常常用于芯片Tapeout前的功能验证，或者用于基于FPGA的系统产品（非ASIC实现方案，快速推向市场）。

可测试性设计（即Design For Test），通常用来检测和调试生产过程中的良率问题。封装和测试是芯片交给客户的后一步。似乎这些与狭义的数字电路设计不相关，但这恰恰公司降低成本的秘诀。

后，还需要了解数字电路与模拟电路的本质区别，这将会帮助我们融汇贯通所学的知识。

数字IC中硬件木马

由于当今集成电路设计行业各个阶段的相对***性，同时芯片设计与芯片制造过程分离的产业形式，导致攻击者可能在芯片设计与制造环节中，将带有特定恶意功能的“硬件木马”电路植入到芯片内部的硬件电路中。然而，集成电路芯片早已广泛应用于国民经济的各个领域，一旦遭受“硬件木马”攻击，必给社会各方面带来严重后果。

首先根据AES算法原理，设计并优化了一个128位的AES加密电路，并将其作为原始参考设计，在其中实现各种不同类型的硬件木马，然后从以下三个相对***的方向着手来探索数字IC设计领域中硬件木马的特性与检测方法：FPGA设计流程，首先在片上实现我们的原始AES加密设计以及植入有木马的AES设计，然后利用Nios II软核处理器搭建测试平台，来进行AES模块的测试以及其中硬件木马的检测；ASIC设计流程，通过完成原始AES加密模块和植入有木马的AES设计的后端实现并比较例如时钟树结构之类的***信息、旁路信息，探索数字ASIC设计中检测硬件木马的潜在方法；电路的概率签名理论，首先简要介绍这一理论的数学原理，数字电压，然后尝试运用其来分析我们的AES设计中某一功能模块的等价性。

数字电子技术是普通高校电子类相关***的必修课程，主要包含组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分内容及其应用。数字电子技术又是一门实践性很强的课程，需要学生动手做实验来加深对数字逻辑芯片工作原理的理解。数字电路实验离不开数字逻辑芯片，很多高校每年都会采购一批数字逻辑芯片，芯片复用率很低，大量程数字电压表，造成了数字逻辑芯片的严重浪费。

数字电路实验会使用到许多不同类型的数字逻辑芯片。由于储存方法不当、实验平台不完善、学生不规范操作等原因，数字逻辑芯片经常发生损坏。由于其故障类型多样、检测过程繁琐，因此实验室管理人员难以及时排查故障芯片。本文基于芯片ESD保护原理、故障字典法研究设计了一种数字逻辑芯片自动化检测系统。该系统可检测数字逻辑芯片是否有短路、断路和逻辑功能错误等故障，并可确定具体的故障引脚位置，通过LCD液晶屏或上位机将检测结果展示给用户。经过实际的试验和数据分析可以得出:该检测系统可以较好地检测数字逻辑芯片故障，数字电压表分辨率，单枚芯片检测时间大约为3秒，且检测准确率高达99.4%、运行功耗低至0.44W。非常适合在开设数字电子技术课程的高校中推广应用，同时也可用于芯片制造公司的成品检测。

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