数字设计的成长阶梯大讨论

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。

沙发，前排占座

顶一下，学习了

感觉前面几个阶段就应该扩展后端的知识

如何做到先电路后代码?大家议议。

   

• 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.

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

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

即将研一，研究生应该如何学习数字IC?

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?

数字IC底层做到最后都要回归到上层，其实做底层没什么前途

IC新人，受教啦

先顶啦！

   我和你情况类似的啊。我也是搞FPGA的  想转ASIC

太笼统了

ASIC没啥好，做ASIC没有做FPGA好，FPGA可以喝行业背景结合的很好。并且公司很多。ASIC就不一样了。我现在想转入FPGA。

   ASIC是一个发展趋势啊。FPGA民用还是比较少吧。片子都挺贵的啊

大多数中小电子设备制造企业有1、2两个阶段的知识就够了。

学习了

感觉只有走完整个设计流程才会对电路有个好的了解，RTL只是一个小部分。
但是好像暂时没机会学到

再来看看

越看越凄凉，感觉自己完全没有进步啊
努力中

又见小编~

NANDFLASH是什么协议?

不是每个企业 每个前端工程师都有这样的成长机会的

努力进行时

给力啊

感谢分享

谢谢小编，感触良多。

mark学习