老莫

数字集成电路与系统设计MooC规划

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最近老发一些吐槽文,有点荒废业务,还是不太好。毕竟还是需要传道授业解惑,尽教师应尽的职责的。所以今天写一篇别的。

最近啊,这个MooC,也就是中文讲的“慕课”在全国范围内都很火,各个高校也都纷纷开建“慕课”。我电呢,也掀起了一股建设“慕课”的高潮。但是呢……到底建设效果怎么样,大家可以去看看就知道了。(哎,说好不吐槽的,一不小心又吐了一下,阿弥陀佛,罪过罪过。)

其实MooC是非常难建的。它不同于以往的“视频公开课”,把视频往上面一录就完了。视频公开课那种形式适合什么呢?适合于“科普课”和“素质课”。我到现在也还非常有印象几位老教授讲的视频公开课。尤其是一位老教授讲二战前的国际形式和纳粹崛起,让我一直印象比较深刻。搞懂了其实纳粹啊,本质上也是起源于底层的人民运动。不过不是起源于工人阶级/无产阶级,而是起源于小知识分子、底层军官、基层公务员这种“小资产阶级”。听完以后认识提高不少,和别人吹牛逼也有了很多的素材。但是,稍微难一点的,“硬”一点的课,用这种形式就很不好了。看视频很容易走神,一不小心就挺不进去了,然后后面就完全听不懂了。

根据上次来做报告的清华大学《电路原理》MooC课程的主讲老师于歆杰给出的数据,当年国家花大力气建设的多门《电路原理》类的视频公开课,3年多时间完整看完一门课程的人不到600。而当年国家未来建设这些课程,投入的资金几乎是以亿计算的。但是很显然最后的收效并不理想。

因为这一点指责国家,指责政府,指责教育部是不对的。因为这也是摸索的过程嘛。而且国家投资建这类课程,本质上也是为了那些没什么机会享受到比较好教育资源的学生以及有兴趣学习的其他人士建立的一个渠道。效果也还是有的,我也就是从中学习到纳粹主义的兴起嘛。只是之前的形式需要改革而已。

所以,现在MooC这种形式被大家认为是一种可行的模式。MooC的特点是每一段视频很短,而且一段视频基本只讲一个知识点。通常在这个知识点讲完以后会出一些题目实时检测一下学生是否已经掌握了刚才讲的一些概念。如果没有掌握则不建议继续往下学习。这些设计都为了让学生能够在短时间内集中精力学习并掌握一个知识点。如果时间过长,精力实际上就很难集中了。在课堂上老师可以依靠提问、讲个段子甚至是跳个舞(某些培训机构用过)来让学生重新集中注意力,视频教学就做不到这一点了。

因此,MooC的课程内容的规划就成为了一门成功的慕课的基础。为建设高质量的慕课,在这里先将我的MooC规划贴在这里,恭请各位网友多多批评指正。

课程分为A、B三个部分,其中本科阶段学习A部分,研究生阶段学习B部分。

Part A:逻辑设计与FPGA实现

1.数字系统设计Overview

a)数字信号与数字电路

b)数字系统设计在信息时代的地位(鸡蛋模型,并介绍CPU、SoC等)

c)数字系统的演进发展历程

d)先修课程与后续课程(含参考书介绍)

2.VLSI设计方法学与EDA技术

a)VLSI设计模式(全定制、基于标准单元、门阵列)

b)EDA技术简述

c)IP重用与SoC设计

d)VLSI设计方法的发展方向

3.FPGA简介

a)基于不同器件的逻辑设计(MUX、存储器)

b)LUT内部架构

c)FPGA总体架构

d)现代FPGA内部资源

e)ASIC设计与FPGA设计的区别

4.硬件描述语言面面观

a)“描述”的终极奥义

b)“看字画图”——正确阅读硬件描述语言

c)硬件描述语言几点核心语法

d)硬件描述语言与建模(数据流描述、行为描述、结构描述、混合描述)

e)“可综合”之辨(寄存器传输级与行为级)

5.组合逻辑与运算电路

a)编码器/译码器/多路复用器

b)加法器/移位器

c)ALU单元

6.时序逻辑与状态机

a)触发器

b)状态机的概念及作用

c)状态机设计方法

d)状态机的描述方法(三段式、两段式、一段式)

7.验证与仿真

a)Testbench的基本结构

b)测试激励的编写方法

c)测试响应的检验方法

8.设计案例1:最大公约数电路

a)算法设计与仿真

b)顶层接口设计

c)数据通路设计

d)控制逻辑设计

e)仿真验证

f)最大公约数电路的FPGA实现与验证

9.设计案例2:FIR滤波器

a)滤波器参数设计——基于FDA-Tools

b)滤波器架构设计

c)滤波器深度优化——展开与折叠

d)滤波器位宽与有限字长效应分析

10.设计案例3:微码控制器

a)微码控制器基本架构

b)微指令设计

c)微码控制器数据通路

d)微码控制器译码逻辑

e)微码控制器验证方法

f)微码控制器的FPGA实现

Part B:后端设计与ASIC实现(待完善)

1.电路模型与延迟

2.时序分析初步

3.物理设计初步

4.可测性设计初步

5.集成电路后端设计流程

6.设计案例:最大公约数电路后端设计

  1. @木易   

    你这教案给谁做的?

    因为教育部不是有个官方的平台叫什么爱课程嘛……李广军老师之前立项就在那立的。

  2. @老莫   

    不知道涉及版权不。

    你这教案给谁做的?

  3. @木易   

    我们正在联合打造类似的平台,欢迎到时开讲!

    不知道涉及版权不。

  4. @小鸡快跑   

    对对!一节视频课45分钟太长了!10~15分钟合适。关键这知识点能讲清楚吗?

    所以很考验水平啊!如何在那么短的时间内把知识点给讲清楚,很难。所以啊,不容易。

  5. @Sir   

    电子专业需要实超,这个咋解决呢

    自己买个开发板来操呗,100多200块钱的事嘛。

  6. 电子专业需要实超,这个咋解决呢

  7. 对对!一节视频课45分钟太长了!10~15分钟合适。关键这知识点能讲清楚吗?

  8. 我们正在联合打造类似的平台,欢迎到时开讲!