随着移动通信系统的快速发展,高通公司的市值在2012年全面超过英特尔,成为排名第一的半导体设计公司。在另外一方面,展讯、联芯科技等国内通信芯片设计公司也蓬勃发展,通信集成电路设计人才的需求非常旺盛。但之前相关开设的课程教学内容比较陈旧,电子工程系开展“通信原理”课程的讲授,并不介绍相关硬件设计,而微电子学院则只开设“VLSI设计”,没有系统学习相关理论基础。这就使得学生要么只了解通信系统基本原理,要么只了解VLSI设计的基础知识,设计出的电路往往达不到最优的性能,并不能满足业界的需求。为了满足通信与微电子交叉学科的需求,我们为微电子专业本科生开设一门专业基础课《VLSI数字通信原理》,着力培养学生了解数字通信系统的基本原理,并进一步了解针对这些数字信号处理算法,如何完成浮点到定点的转化,如何进行算法和硬件的协同优化,做好性能和复杂度的良好折中。
本课程的目的在于培养学生能够综合运用数字通信领域的基础理论对典型的通信系统进行设计、仿真,熟练掌握通信系统的理论、浮点到定点运算的转化,RTL设计,锻炼独立分析问题和解决问题的综合能力,使其成为具有工程实践能力和创新能力的科技人才。通过本课程的学习,使学生获得必要的信息通信与传输方面的基础理论知识和基本技能,为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础和动手能力;使学生在VLSI信号处理和数字通信方面建立清晰的系统概念,掌握通信系统的一般分析方法,并具备一定的通信系统设计能力;使学生了解通信技术的最新发展方向,从而把握通信学科发展脉络,激发学生的主动性与创新性,提高学生的综合素质和创新能力,为培养能够解决挑战性问题的新一代工程师打下坚实的基础。
本门课程配套的实验课程为《VLSI数字通信课程设计》,帮助学生加深所学理论基础的理解,通过搭建IEEE 802.11a无线局域网物理层的仿真平台,并对关键算法进行VLSI设计。培养学生能够综合运用数字通信领域的基础理论对典型的通信系统进行设计、仿真,熟练掌握通信系统的理论、浮点到定点运算的转化,RTL设计,锻炼独立分析问题和解决问题的综合能力,使其成为培养既具有通信系统扎实的理论基础,又兼备VLSI设计的复合型创新人才。
本课程的基本流程为:首先回顾上一节课的内容,并对作业的难点进行点评;然后引出这次课程需要讲解的内容,并按照课程设置的重点和难点进行阐述,给出例题帮助理解,并采用提问,讨论的方式加深理解。最后会对本次课程的内容进行总结,布置课后习题,并将下次课要讲的内容告诉学生,以便预习。并且课后会向学生了解听课的感受,根据学生的作业情况改进教学的方法和手段。为了便于大家提前学习,每次会将PPT提前上传到服务器以便学生下载。课程教案按照提纲挈领给出重要知识点,教学的相关内容和学生需要掌握的程度,并设计相应习题检查每个重要知识点。