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中科院微电子研究所电子设计平台与共性技术研究室介绍


研究室简介

  电子设计平台与共性技术研究室主要从事芯片与系统设计核心共性技术创新研究,负责中国科学院EDA中心的运行支撑,是中国物联网研究发展中心的研发载体之一。面向我国集成电路产业发展需求,研究室在集成电路设计方法学及先进EDA技术研究、高性能IP核设计和打包评测技术、复杂SoC设计与验证技术、PDK和标准单元库开发、物联网关键技术研究及示范应用等方面开展创新研究。研究室承接了863、工信部、院重点、科技重大专项等重大科研项目,在课题实施过程中,通过与国际国内主流企业紧密合作,在45纳米可制造性设计、国产EDA软件开发、高性能IP设计、低功耗设计、单芯片集成技术、传感网与物联网芯片设计、组网和网络安全等方面取得了一系列高水平的创新成果。

 

学科方向

  一、集成电路设计方法学及先进EDA技术研究

 

  1、纳米集成电路可制造性设计技术(DFM)

  针对纳米级工艺在芯片设计中遇到的可制造性问题进行研究,通过在芯片设计阶段对新型电路结构、器件模型、布局布线策略、可制造性设计规则的研究降低传统DFM技术带来的成本增长以及加工数据处理复杂度的增强。本研究与中芯国际合作,针对其65nm、45nm及以下工艺节点进行研究。研究内容包括纳米级芯片设计建库技术;可制造性芯片设计规则技术;可制造性驱动布线技术;可制造性驱动电路仿真技术。

 

  2、先进EDA工具软件设计研发

  研究内容为:45nmSoC的布线技术、45nmSoC的晶体管级电路仿真技术、混合信号集成电路设计自动化技术、射频集成电路设计自动化技术、全芯片热分析和优化技术、IC可靠性设计、分析和优化技术、EDA软件工具中的并行计算技术、电气可制造性设计研究、高速互连电路分析与综合、器件-封装-PCB协同仿真等。

 

  二、高性能IP核设计及评测打包技术

 

  1. 高性能定制IP开发技术

  当IC设计进入SoC时代,IP成为SoC成功的关键。本研究根据企业现实需求,针对其目前多种热门应用产品,基于多家Foundry 0.18um、0.13um、0.12um工艺节点,研发高性能定制IP,包括DLL、ADC/DAC、eMemory等,承担0.13um嵌入式闪存存储器和90nm 闪存存储器的研发,在深亚微米嵌入式闪存存储器及其编译器方面积累了大量自主知识产权,并在嵌入式闪存存储器编译器技术研发水平方面达到世界领先水平。

 

  2. 集成电路IP评测及打包技术

  集成电路IP设计不能等同于芯片设计,在代码编写风格、注释、结构设计等方面有要求,方便IP用户对IP的协同验证、协同设计以及评估。本研究通过研究分析VSIA国际IP标准,结合国内正在制定的IP行业标准,对IP核共性技术进行研究,研究内容包括:数字软IP代码编写规范、IP交付规范以及IP打包工具的开发;System verilog可复用软IP代码编写规范;可配置设计参数提取和建模;TRE回归测试建模技术等。

 

  三、复杂SoC设计与验证技术研究

 

  1、低功耗技术

  本研究针对无线通讯领域,尤其是便携式终端产品对芯片功耗的限制不断提高的情况下,面对深亚微米工艺下SoC芯片低功耗设计挑战,展开从系统级到电路级各个层次的低功耗设计方法学研究,如系统功耗管理方法,低功SoC集成方法、RTL代码级功耗优化技术、门控时钟技术、电源关断技术、多电压技术、门级电路功耗优化技术、动态变频降压技术等。

 

  2、SoC验证技术

  目前研究室主要针对基于SystemVerilog的高级验证方法学、基于System C的建模方法、软硬件协同验证技术展开研究。依托Synopsys公司的VMM验证方法学和DesignWare VIP,搭建基于SystemVerilog的验证环境,使用最新的验证技术提高SoC芯片的验证效率,包括受约束的随机激励(constrained-random test,CRT)产生、基于覆盖率驱动(coverage-driven)的验证、基于断言的验证(assertion-based)以及形式化分析等。目前主要依托微处理器评估板进行协同验证技术研究。

 

  四、PDK、标准单元库开发

 

  基于国内Foundry主流工艺,配套先进EDA工具,开发高可靠的PDK和标准单元库。主要研究内容:进行纳米工艺PDK和标准单元库的共性技术研究,充分考虑数据格式通用性以及DFM可制造性设计技术;同时,针对纳米级工艺,进行IC设计方法学研究,建立先进的集成电路设计参考流程。通过统计数据建立集成工艺与器件物理特性的关联,建立一套基于行为模型库的EDA工具包,涵盖数字和模拟设计系统平台。包括器件库自动生成,高可靠单元库建模,统计分析,电路及系统模拟,以及能优化处理行为模型库的系统模拟工具。

 

  五、物联网关键技术研究与示范应用

 

  研究内容包括物联网安全感知与传输,短距离可靠通信,物联网智能终端与芯片设计以及相关的低功耗、高可靠性设计方法等:

  1、物联网安全:硬件级信息安全算法、电路与节点设备、轻量级入侵检测与防御机制、联网主动安全体系

  2、示范应用系统:低功耗MAC与网络协议、大规模网络自愈路由研究、综合平台技术

  3、体感网关键技术:短距离传输超低功耗技术、基于QoS的异构传感器信息传输机制

  4.非挥发计算技术:致力于面向数据流处理的物理信息处理终端体系结构的研究工作

 

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