课程基本信息（Course Information）

课程代码

（Course Code）

MR309

*学时

（Credit Hours）

32

*学分

（Credits）

2.0

*课程名称

（Course Title）

（中文）设计自动化引论

（英文）Introduction to Design Automation

*课程性质

（Course Type）

选修

授课对象

（Target Audience）

          微电子科学与工程专业（本科生）本科三年级

*授课语言

(Language of Instruction)

                            双语

*开课院系

（School）

学院概况/微纳电子学系

先修课程

（Prerequisite）

Python程序设计语言，集成电路设计

授课教师

（Instructor）

施国勇

课程网址

(Course Webpage)

*课程简介（Description）

（中文300-500字，含课程性质、主要教学内容、课程教学目标等）

本课程从软件开发的角度介绍集成电路设计自动化(EDA)工具开发的基本原理和编程实现方法。重点介绍传统集成电路SPICE仿真器的算法与编程实现原理。经过此课程学习学生将初步掌握集成电路领域设计自动化领域的软件开发基本原理，提升相关领域的软件开发技能。课程循序渐进地介绍用EDA工具解决问题的特点、如何应对问题复杂性问题以及数学处理方法，介绍如何把工程问题转换成数学化问题，然后再转换成高效率的计算方法与软件实现。课程覆盖供软件开发的基本计算机OS环境和大规模软件开发的工程化方法。以LINUX类OS为主要开发环境，使用PYTHON为主要开发语言，介绍用PYTHON语言实现包括基本图形界面在内的各种开发方法。要求修课学生在课程期间开发出具有以下功能的仿真器：电路网表解释、线性/非线性元件的仿真、DC/AC/Tran（直流/交流/瞬态响应）的仿真、以及其他一些高级功能，如瞬态响应误差控制与直流工作点收敛功能，提供在图形界面上观察仿真波形的功能。课程特点是涉及知识面宽广，对编程动手能力要求高，强调工程化集成能力。是一门跨学科、综合知识和能力运用、应用面广泛的课程。

*课程简介（Description）

（英文与中文内容对应）This course provides an in-depth introduction to the principle of integrated circuit simulation and its software implementation. Using SPICE simulator as the key reference EDA tool, we introduce how an EDA problem is formulated, solved, and then how the results are presented to the user.  We introduce the PYTHON programming language as the main language for implementing all aspects of a circuit simulator: from reading and parsing a netlist, performing circuit element analysis and stamping, running linear equation solving, to graphical user interface (GUI)-based curve plotting, etc.  Throughout the course, students are instructed to write programs piece by piece until a fully-fledged classroom circuit simulator is finally built up. The student-version circuit simulator should be able to simulate small-scale linear and nonlinear circuits for DC/AC/Tran analysis. Students are encouraged to implement advanced numerical techniques such as error control in transient simulation and any kind of efficiency enhancement.

课程教学大纲（course syllabus）

*学习目标(Learning Outcomes)

本课程是能力开拓型课程。针对电子工程类学生重硬件训练、轻软件综合能力（特别是大型软件开发能力）训练的特点而设计开设的课程。直面微电子学科为多学科交叉融合的特点，特别训练学生能综合运用前三年所学本科知识，提升其工程开发的综合能力，特别是与软件开发相关的能力。学习目标包括：1）运用综合知识（数学、电路、编程）解决工程问题。2）了解如何把一个电路分析求解的问题转换成一个用计算机“自动化”处理的软件工程问题。3）训练用软件方法分解一个复杂工程问题，然后通过结构化软件设计，提高面向对象的问题思考和求解能力。4）了解用计算机自动化求解工程问题和辅助设计的一般化通用技术和进行问题转换的技巧与方法。5）了解集成电路领域的EDA技术的业界开发方法。6）初步接触EDA领域的先进研究方法学。7）提升PYTHON语言综合编程能力，包括对一些先进数值求解库和图形界面库的熟练应用。

*教学内容、进度安排及要求

(Class Schedule

&Requirements)

*考核方式

(Grading)

（成绩构成）

(a)   平时成绩（作业等）（40%）

(b)   平时课堂项目进展交流（10%）

(c)   期末课堂交流会（20%）

(d)   期末向助教演示（10%）

(e)   期末项目书面报告（20%）

*教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

1. 课件

2. William J. McCalla, Fundamentals of Computer-Aided Circuit Simulation, Kluwer Academic Publishers, 1987.

3. T. L. Pillage, R. A. Rohrer, and C. Visweswariah, Electronic Circuit and System Simulation Methods, McGraw-Hill, Inc., 1995.

其它

（More）

备注

（Notes）