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发布时间:2020-06-17 06:38:25
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。
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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