一、课程安排
序号 | 主题 | 专家 | 时间 |
1 | CMOS高性能数据转换器设计 | 冼世荣 | 8月1-2日 |
2 | VLSI数字信号处理 | 刘雷波 | 8月17-18日 |
3 | 高级模拟IC设计Ⅲ | Willy Sansen | 10月 |
4 | 用于IGBTs和WBG功率器件的栅极驱动芯片 | Ng,Wai Tung | 10月/11月 |
二、课程具体信息
（一）CMOS高性能数据转换器设计
本次培训主要将介绍各种类型的数据转换系统，包括数据转换器的性能表征，并讨论各种类型的数据转换器的架构特点（包括模数转换器和数模转换器, Nyquist 及过采样等）。同时也包括仿真实践环节以供学员上机设计CMOS数据转换器。课程大纲如下：
序号 | 时间 | 课程主题 | 具体内容 |
1 | 8月1日 9:00-11:30 | 数据转换器导论 | 采样定理 |
2 | 量化及量化噪声 |
3 | 离散时间FFT |
4 | 数据转换器性能规格表征 | 数据转换器分类 |
5 | 静态性能提标 |
6 | 动态性能提标 |
7 | 8月1日 13:30-17:00 | Nyquist 数模转换器 | 电阻型数模转换器 |
8 | 电容型数模转换器 |
9 | 闪烁型模数转换器 |
10 | 管道式模数转换器 |
11 | 逐次逼近型模数转换器 |
12 | 8月2日 9:00-11:30 | Oversampling过采样模数转换器 | 过采样及噪声整型 |
13 | 一阶噪声整型过采样模数转换器 |
14 | 二阶噪声整型过采样模数转换器 |
15 | 8月2日 13:30-17:00 | 仿真实践环节 |
（二）VLSI数字信号处理
本课程把计算机架构(Computer Architecture)与数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）这两个不同领域联系在一起，而DSP是很多应用(视频、语音、通信、超媒体等)的“基本”技术。课程讲授信号、图像处理等应用的VLSI(超大规模集成电路)系统设计方法与工具。这些设计方法用于寻求“面积-功耗-速度”之间的折中，其目的是对于给定的算法，找到一系列架构，基于“面积-功耗-速度”的约束条件，从中选定一个最合适的架构，用来指导建立出好的RTL级硬件描述模型，设计出好的芯片。基于DSP应用的需求，帮助学生理解和掌握基本的VLSI系统架构设计方法与思想，加深对“算法-电路架构”映射的理解，为之后在架构、编译等相关领域进行更深入、更前沿的研究打好理论基础。课程大纲如下：
时间 | 分类 | 章节 | 内容 |
8月17日8:30-12:15 | 绪论 | 1、DSP系统导言 | 1.1信号与系统 |
1.2 DSP算法应用与典型DSP算法 |
1.3 DSP算法的表示 |
高层架构变换 | 2、迭代边界 | 2.1 引言 |
2.2 重温DFG表示 |
2.3 环路、环路边界与迭代边界 |
2.4 计算迭代边界的算法 |
2.5 多速率DFG的迭代边界 |
2.6 小结 |
3、流水线与并行处理 | 3.1 引言 |
3.2 流水线 |
3.3 并行处理 |
3.4 流水线与并行处理用于降低功耗 |
3.5 小结 |
8月17日13:30-18:45 | 4、重定时 | 4.1引言 |
4.2 关于重定时的描述、性质和求解方法 |
4.3 重定时技术1：割集重定时 |
4.4 重定时技术2：降低时钟周期的重定时 |
4.5 重定时技术3：减少寄存器的重定时 |
4.5 小结 |
5、展开 | 5.1 引言 |
5.2 展开的算法 |
5.3 展开的属性 |
5.4 展开的应用 |
5.8 小结 |
6、折叠 | 6.1 引言 |
6.2 折叠变换 |
6.3 寄存器最小化技术 |
6.4 折叠架构的寄存器最小化 |
6.5 小结 |
7、脉动阵列 | 7.1 引言 |
7.2 脉动阵列设计方法 |
7.3 小结 |
8月18日9:00-12:00 | 实现风格 | 8、位级运算架构 | 8.1 引言 |
8.2 数的定点表示 |
8.3 并行乘法器 |
8.4 交织布局规则与基于位平面的数字滤波器 |
8.5 位串行乘法器 |
8.6 位串行滤波器的设计与实现 |
8.7 正则符号数运算 |
8.8 分布式运算 |
8.9 小结 |
8月18日13:00-16:00 | 9、冗余计算 | 9.1引言 |
9.2 冗余数表示 |
9.3 无进位基2加法与减法 |
9.4 基2混合冗余乘法架构 |
9.5 数据格式转换 |
9.6 小结 |
10、数字强度约减 | 10.1 引言 |
10.2 子表达式消除 |
10.3 多常数乘法 |
10.4 数字滤波器中的子表达式共享 |
10.5 数字拆分 |
10.6 小结 |
（三）高级模拟IC设计Ⅲ
本课程上半部分将从最基础的单晶体管放大模块开始，介绍影响放大器的因素及基本的放大器性能指标，接着会深入到多级放大器模块，其中会有相关的尺寸参数的计算帮助大家深入认识放大器模块的设计，随后还会有与实际应用相关的麦克风前置放大器与D类放大器的研究设计介绍；下半部分课程会先从模拟集成电路模块中最基础的电压与电流基准开始介绍，随后将会综合各个模块讲述接收器方面的设计，包括常见的低噪声接收器（LNA Receiver）光接收器（Optical Receiver），最后会讨论以下DAC方面的内容。本课程将帮助刚入门的学员对于模拟集成电路的基础放大器模块有更进一步的理解，扎实基础，对于有经验的模拟设计工程师也可以在与实际应用相关的多模块综合的课程中获得帮助。相较于去年的两次课程，本次课程更增加了每章节后的推导演示，有助于学员更深层次理解整体过程。课程大纲如下：
时间 | 课程具体内容 |
Day1 9:00-18:00 | 1.Single-transistor amplifying blocks 单晶体管放大模块 |
2.Multi-stage amplifiers 多级放大器 |
3.Microphone pramplifiers 麦克风前置放大器 |
4.Class-D amplifiers D类放大器 |
Day2 9:00-18:00 | 5.Voltage and current references 电压和电流基准 |
6.LNA’s for receivers 接收机用的低噪声放大器 |
7.Optical receivers 光接收器 |
8.DACs 数模转换器（DAC） |
（四）用于IGBTs和WBG功率器件的栅极驱动芯片
功率金属氧化物半导体场效应晶体管（Power MOSFETs）、绝缘栅双极性晶体管（IGBTs）和宽禁带（WBG）功率器件广泛应用于功率电子系统中。随着基于硅的功率器件技术接近其理论性能极限，越来越多的工作集中在栅极驱动器设计上，以进一步提高器件性能。智能栅极驱动器集成了各种复杂功能，以提供更好的保护、监测和对功率器件开关行为的本地控制。本课程回顾了基本的栅极驱动器要求，并介绍了一些商用栅极驱动器集成电路（ICs）。更重要的是，将深入研究最近智能集成栅极驱动器ICs的实例。特别是将涵盖具有创新集成特性的智能栅极驱动器ICs，如间接/非侵入式集电极电流感知、用于数字处理的片上CPU、动态栅极驱动强度以抑制电磁干扰、短路保护、老化检测等。课程大纲如下：
时间 | 主题 | 具体内容 |
Day1 9:00-12:00 | 功率半导体器件--概述 | 从历史的角度，对功率器件、功率集成电路和功率SoCs进行介绍 |
分立和集成功率半导体器件 |
功率MOSFETs, IGBTs |
FOM、SOA和可靠性 |
功率输出阶段 |
理解功率器件数据表 |
功率集成电路技术的发展 |
半导体行业和后摩尔时代 |
氮化镓和碳化硅功率技术 | 氮化镓和碳化硅材料性能 |
耗尽和增强模式GaN功率HEMTs |
共源共栅结构 |
集成GaN输出级/前置驱动器 |
碳化硅功率mosfet和IGBTs |
Day1 14:00-17:00 | 基本闸门驱动注意事项 | 功率MOSEFTs和IGBTs的开关特性 |
门电荷和米勒高原 |
栅极驱动功率损失 |
基本栅驱动电路 |
门电阻器 |
基本门驱动器设计 | 低侧和高侧司机为半桥和全桥 |
引导功率供给 |
电平偏移和隔离 |
从低到高的通讯 |
dv/dt, di/dt，振铃振荡 |
死区时间 |
UVLO保护 |
Day2 9:00-12:00 | 智能门驱动电路 | 定制设计vs.现成的驱动程序集成电路 |
动态门驱动器 |
电流传感/故障检测 |
并行操作/浪涌抑制 |
dv/dt, di/dt控制 |
EMI抑制 |
体二极管导电和反向导电 |
空载校正 |
Day2 14:00-17:00 | 集成的Cascode栅极驱动器用于d型GaN晶体管 |
集成栅驱动器为e型GaN晶体管 |
Co-packaged电源模块 |
智能电源模块的未来发展趋势 |
商用门驱动电路 | 门当前采购/下沉 |
栅电阻的选择 |
硅器件的栅极驱动器 |
预测门开 |
用于GaN和SiC设备的栅极驱动器 |
