一、EDA工具概述

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二、國產(chǎn)EDA圖譜

全球主要以Synopsys、Cadence、西門子三家為主，每家?guī)缀醵加泻w芯片設(shè)計(jì)、工藝制造等全流程的工具。

• Synopsys，全球排名第1的芯片自動化設(shè)計(jì)解決方案提供商，全球排名第1的芯片接口IP供應(yīng)商，同時(shí)也是信息安全和軟件質(zhì)量的全球領(lǐng)導(dǎo)者。優(yōu)勢在于數(shù)字前端、數(shù)字后端和 PT signoff。模擬前端的 XA，數(shù)字前端的 VCS，后端的 sign-off tool，還有口碑極好的 PT、DC 功能都很強(qiáng)大。

• Cadence以模擬芯片設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)見長。1991年推出的Virtuoso工具是公司的“王牌”產(chǎn)品，此款工具在面世28年來持續(xù)保持旺盛生命力，是公司維持行業(yè)地位的重要支撐。擁有完整的數(shù)字芯片設(shè)計(jì)流程工具，其中布局布線工具近幾年已經(jīng)超過了Synopsys 的ICC2。

• 西門子（Mentor Graphics）在 EDA 廠商中始終占有一席之地的原因是其點(diǎn)工具做得非常好：Mentor 的 PCB 設(shè)計(jì)工具，全面而且信號分析準(zhǔn)確；ASIC 流程中的 Calibre 在版圖 LVS，DRC 中占有率超出其他兩家，比如 DFT 工具 DFTAdvisor 在 DFT工具中絕對占據(jù)優(yōu)勢地位。

?國產(chǎn)EDA：

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開源EDA工具：

• 數(shù)字仿真工具iverilog、verilator、GTKWave

• 數(shù)字電路邏輯綜合工具YoSys

• 數(shù)字芯片布局布線工具Qrouter

• 時(shí)序分析工具Open Timer

• 開源集成平臺OpenROAD

• FPGA EDA工具Verilog to Routing (VTR)

• 北京大學(xué)高能效計(jì)算與應(yīng)用中心領(lǐng)銜的開源EDA OPEN BELT，網(wǎng)址為https://openbelt.org.cn/wiki/

• openDACS開源電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化：2021年，中科院微電子所微電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及EDA中心聯(lián)合中國計(jì)算機(jī)學(xué)會（CCF）集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)組、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會開源發(fā)展委員會、開放原子開源基金會、中科院計(jì)算所、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、武漢理工大學(xué)等多家單位組織發(fā)起的“openDACS開源電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化”開源項(xiàng)目 http://opendacs.com/

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三、從事數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的EDA算法領(lǐng)域需要學(xué)哪些知識

數(shù)字芯片設(shè)計(jì)流程主要由前端設(shè)計(jì)與后端物理實(shí)現(xiàn)兩階段構(gòu)成。其中，前端設(shè)計(jì)主要包括：架構(gòu)設(shè)計(jì)、RTL設(shè)計(jì)、驗(yàn)證（verification）、邏輯綜合（sythesis）、一致性驗(yàn)證（formal）、可測性設(shè)計(jì)（DFT）；物理設(shè)計(jì)主要包括：布局布線（Placement & Routing）、物理驗(yàn)證（DRC）等。FPGA設(shè)計(jì)流程與數(shù)字芯片設(shè)計(jì)相似，只是會增加mapping與clustering兩個步驟。

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EDA算法開發(fā)需要學(xué)哪些知識？

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關(guān)于AI4EDA的應(yīng)用：

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圖片引用自：M. Rapp et al., "MLCAD: A Survey of Research in Machine Learning for CAD Keynote Paper," in IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, doi: 10.1109/TCAD.2021.3124762.

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還可以參考：

Guyue Huang, et al., “Machine Learning for Electronic Design Automation: A Survey”, ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems (TODAES), vol. 25, no. 5, 2021.

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感興趣的同學(xué)也可以關(guān)注清華大學(xué)汪玉教授EDA課程中“AI4EDA”內(nèi)容的github：

https://github.com/thu-nics/awesome_ai4EDA

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四、入門EDA算法有哪些學(xué)習(xí)資源

1、學(xué)術(shù)期刊與學(xué)術(shù)會議

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2、Synopsys University EDA課程

課程鏈接：

https://www.synopsys.com/community/university-program/curriculum-programs.html

Synopsys University計(jì)劃提供了有關(guān)IC設(shè)計(jì)和EDA開發(fā)的本科與碩士課程教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃。每個完整學(xué)期的課程都包含15周的材料，包括課程提綱，講座，實(shí)驗(yàn)，作業(yè)和考試。Synopsys大學(xué)計(jì)劃會員可以從網(wǎng)站下載到課程相關(guān)資料。

下圖為Synopsys University EDA課程列表。即使不是Synopsys大學(xué)計(jì)劃會員，也可以了解進(jìn)入EDA算法開發(fā)行業(yè)需要準(zhǔn)備或者自學(xué)哪些課程。

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3、知名課程（源自“北京大學(xué)高能效計(jì)算與應(yīng)用中心領(lǐng)銜的開源EDA OPEN BELT”網(wǎng)站，感謝羅國杰教授團(tuán)隊(duì)收集整理）

• Rob A. Rutenbar, coursera VLSI CAD Part I: Logic and VLSI CAD; Part II: Layout

• Kurt Keutzer and Sanjit A. Seshia, UC Berkeley EECS 244: Introduction to Computer Aided Design of Integrated Circuits

• Sung Kyu Lim, Georgia Tech ECE6133: Physical Design Automation of VLSI Systems

• David Z. Pan, UT Austin EE 382V: VLSI Physical Design Automation

• Sanjit A. Seshia, UC Berkeley EECS 219C: Formal Methods: Specification, Verification, and Synthesis

• Chung-Kuan Cheng, UCSD CSE245: Computer Aided Circuit Simulation and Verification

• Robert Brayton, UC Berkeley EECS 219B: Logic Synthesis for Hardware Systems

• Alan Mishchenko, UC Berkeley EECS 290A: Advanced Methods in Logic Synthesis and Equivalence Checking

• Priyank Kalla, U of Utah ECE/CS 5740/6740: CAD of Digital Circuits Logic Synthesis and Optimization

• Adnan Aziz, UT Austin Introduction to Logic Synthesis

?4、參考書籍

• S. K. Lim, Practical Problems in VLSI Physical Design Automation, Springer, 2008

• C. J. Alpert, D. P. Mehta, S. S. Sapatnekar, Handbook of Algorithms for Physical Design Automation, Auerbach Publications, 2008

• 徐寧 等. 超大規(guī)模集成電路物理設(shè)計(jì)理論與算法. 清華大學(xué)出版社, 2009年.

• 陳中憲(著), 喻文健(譯). 超大規(guī)模集成電路互連線分析與綜合. 2008年.

• Venky Ramachandran等. 超大規(guī)模集成電路布線技術(shù). 清華大學(xué)出版社, 2018年.

• Andrew B.Kahng 等著.于永斌，張徐亮，徐寧 等 譯. 超大規(guī)模集成電路物理設(shè)計(jì): 從圖分割到時(shí)序收斂. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2014年.

• FPGA原理和結(jié)構(gòu). [日] 天野英晴 著，趙謙 譯. 人民郵電出版社,2019年.

• V. Betz, J. Rose, and A. Marquardt. Architecture and CAD for deep-submicron FPGAs. Kluwer Academic Publishers, February 1999.

• Elfadel, Ibrahim (Abe) M., Boning, Duane S., Li, Xin (Eds.) . Machine Learning in VLSI Computer-Aided Design. Springer, 2019.

• Giovanni De Micheli, Synthesis and Optimization of Digital Circuits, McGraw-Hill, 1994.

• Luciano Lavagno, Igor L. Markov, Grant E. Martin, Louis K. Scheffer, "Electronic Design Automation for Integrated Circuits Handbook, Second Edition - Two Volume Set," 2016.

• 集成電路自動化. 蔡懿慈，周強(qiáng)，陳松 著. 科學(xué)出版社, 2020.

?4、學(xué)術(shù)和學(xué)科競賽

國外有DAC/ICCAD/ISPD/TAU等。以下是國內(nèi)相關(guān)的競賽：

• 集成電路EDA設(shè)計(jì)精英挑戰(zhàn)賽，網(wǎng)址http://EDA.icisc.cn/。ps：國內(nèi)唯一一個專注于EDA算法領(lǐng)域的大賽，獎金最為豐厚（最高獎20萬元），大賽官方公眾號“?集成電路EDA設(shè)計(jì)精英挑戰(zhàn)賽”。

• “華為杯”研究生“創(chuàng)芯”大賽（Cadence賽題），ps：研究生院官方認(rèn)可的比賽

• 全國大學(xué)生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽（華大九天杯），網(wǎng)址http://univ.ciciec.com/。ps：國家級A類賽事。

• 復(fù)微杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽（主要是FPGA EDA工具相關(guān)算法題）。ps：獎金豐厚，如果想了解更多，可以關(guān)注比賽官方公眾號“復(fù)微杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽”。

• EDAthon（香港高校主辦）