【校企课程共建】数字芯片设计EDA:逻辑综合和时序分析 & 3D NAND Flash Based Storage

5月10日上午,微纳电子学系“2022年春季校企共建课程第七讲”采用线上形式顺利开展,讲座由杨志老师和孙亚男老师主持进行。本次课程讲座有幸邀请到了鸿芯微纳和美光公司多位资深专家作为主讲人。

讲座开始,孙亚男老师先对上半场讲座的专家信息和授课内容做了介绍。讲座上半场由鸿芯微纳公司的研发副总裁肖勇和研发总监冯春阳两位专家进行讲授。

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图1.孙亚男老师介绍授课专家

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图2.肖勇对逻辑综合的发展历程进行讲解

讲座开始,肖勇使用图解的方式,为我们详细地介绍了逻辑综合在IC设计领域的重要性,并按照时间顺序梳理了逻辑综合工具的发展历程。然后,他又介绍了逻辑综合的基本流程,包括HDL编译、High-level & Datapath优化、逻辑优化、时序分析和优化等。最后,他总结了目前逻辑综合工具发展存在的一些挑战和未来的发展趋势,如将逻辑综合和物理综合相统一、将机器学习的预测和分类功能应用于逻辑综合等

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图3.冯春阳介绍工艺偏差的来源及其重要性

之后,冯春阳针对时序分析中的片上偏差建模,展开课程讲授。他首先从原理的角度,介绍了什么是工艺偏差(On-Chip Variation)、工艺偏差的来源以及工艺偏差在时序分析中的重要性。然后,又介绍了针对该偏差的相关修正方法,如使用PSM、OPC等光学矫正技术对光刻引起的系统性偏差进行优化等。而针对随机性偏差,他详细地介绍了OCV-Margins、Advanced OCV、Statistical OCV等方法,从而对线路延迟进行降低,优化片上偏差。

问答环节中,两位专家对同学们的问题进行了耐心解答,帮助大家解决真实疑问,帮助同学们从企业的角度对逻辑综合和时序分析有了更加深入的了解。

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图4.孙亚男老师介绍授课专家

下半场讲座,是由美光周波、孙世超、马敏锐三位美光资深工程师进行讲授,讲座主题《3D NAND Flash Based Storage》。

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图5.周波介绍NAND闪存的结构和工作原理

周波首先为大家详细介绍了NAND闪存的一些基本知识,NAND闪存是一种非易失性的存储器,可以应用于手机存储、汽车电子、电子相框、数码相机等诸多领域。他以图解的方式,详细讲解了NAND闪存的基本结构和读写擦除时的工作原理。然后,他又梳理了NAND的发展历程,例如从2D向3D结构的转变、尺寸逐渐缩小、存储bit数逐渐增加、从FG向RG转变等,使同学们对NAND的基本原理和发展趋势有了清晰的认识。

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图6.孙世超介绍SSD的基本结构和工作流程

 孙世超基于NAND的内容,详细介绍了NAND闪存的一种应用——SSD存储器。他首先讲述了相对于传统的HDD硬盘,SSD存储具备更好的性能、更低的延迟和更强的抗震能力,又从美光的SSD产品发展出发,介绍了SSD的发展历程。然后,他针对SSD存储器的基本概念,如映射表、垃圾回收、磨损均衡等,使用生动形象的例子进行了深入讲解,使同学们对SSD的工作过程有了更加清晰的了解。

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图7.马敏锐讲座内容大纲

马敏锐介绍了NAND闪存的另一种应用——mNAND存储器。他主要介绍了通用闪存存储(UFS)这一存储规范的概览,从内部结构和外部结构等角度进行了简单的介绍。之后又针对其中的M-PHY层进行了针对性讲解,详细讲述了其中物理接口层的结构、状态和功耗情况。此外,他还详细介绍了UFS协议的相关内容,包括它的常用命令、命令流案例等。最后,他拓展性地介绍了UFS在移动端和汽车行业的重要应用。

本次校企课程讲座由鸿芯微纳和美光公司多位资深专家共同讲述,内容充实、干货满满,专家和同学们互动积极,气氛热烈。通过此场讲座,相信同学们对于逻辑综合时序分析和基于NAND的存储器都会有更加深刻的了解和认识!

 

 

                                                                                                                                                                                           供稿:李兴隆

责任编辑:张媛