2006年度  SoC設計技術B−LSI設計編−(STARC寄附講座)
授業計画

対象:CS3年及び大学院理工学研究科(共通科目)


課題・出欠状況確認
最新情報

2006.06.20
8月実習の受講可否について、申込みをした皆さんに電子メールで返信していますが、万一届いていない人がいましたら、まで至急連絡をください。

2006.05.09 実習実施について
■実習概要
「SoC設計技術A」「同B」「同C」にはそれぞれ実習が付属します。実習内容はそれぞれ独立したものですが、SoC設計の各工程を
体験できる内容になっています。詳しくはこちらの文書(PDF)を参照してください。
■実習案内
「SoC設計技術B」に付属する実習の募集を開始しました。「SoC設計技術B」実習の概要は以下のとおりです。

* 内容: システムLSI ハードウェア設計
* 日程: 8月1日〜5日
* 時間: 10:30〜16:10 (作業工程の進み方によっては延長されることもあります)
* 会場: 53号館204教室

なお、受講者にはハードウェア記述言語学習のためのマルチメディア教材を事前に貸与します。
■受講申し込み方法
締切までに、宛にSubject(件名)を「SoC-B実習希望:学籍番号-CD 氏名」(例:SoC-B実習希望:1G04R001-1 早稲田太郎)として電子メールを送ってください(本文は不要です)。必ずwaseda-netのIDから電子メールを送信してください。
予定定員を超えた場合は、レポートの成績を基準に選考し、6月13日(予定)に受講者を発表します。本受講は単位には一切関係がありませんが、単位取得者に発行される修了証には本実習の受講の有無が記載されます。

2006.03.05 本科目の登録は、通常の登録方法と同様です。ただし、定員(200名)を超えた場合は抽選となります。
2006.03.05 本ページを開設。通常の科目と異なり1コマ×2週間、2コマ×5週間で2単位の講座となります。

授業日程(前期 火曜5,6限 56−103)
4/18,4/25,5/2,5/9,5/16、5/30、6/6
+オプション:実習(8月1,2,3,4,5日(5日間)) 

 以下に授業の進め方の目安を示します。 なお、それぞれの回の内容は多少変わる可能性があります。 また、今後、以下の内容が変更される場合もあります。 なお、実際の授業の進捗状況によって、各回の授業内容が変わることもあ りますが、その場合には、実際の授業を優先させます。  
日付 連絡事項 5限 6限
4月18日 B1,2章 三木先生(日立)
「システムLSIとは」
1.1 システムLSIとは何か
1.2 システムLSIへの変遷
1.3 システムLSIの役割
1.4 高集積度化・微細化と問題点
1.5 本書の目的と構成
「システムLSI設計フロー」
2.1 システムLSI実装の種類
2.2 システムLSIの設計手順
2.3 設計技術動向
補足資料:
STARCテキストの全体構成 と 「LSI設計」編の狙い/章構成  
(無し)
4月25日 B3章(1) 服部先生(ルネサス)
「システムLSI構成要素 --IP活用の観点から--」
3.1 マイクロプロセッサIP
3.1.1 マイクロプロセッサIPの定義
3.1.2 選択基準
3.1.3 汎用プロセッサコア(SuperH)
3.1.4 専用プロセッサコア(D10V)
3.1.5 コントローラプロセッサコア(H8S)
3.2 メモリIP 
3.2.1 メモリIPとは?
3.2.2 主要なメモリIP
3.2.3 メモリIPの選択基準
3.2.4 メモリIPの制御
B3章(2) 服部先生(ルネサス)
3.3 システムLSIのバス・インタフェース 
3.3.1 バス・インタフェースの種類
3.3.2 バス トランザクション
3.3.3 Multi Layer バス
3.4 IPを活用したシステムLSIの例
3.4.1 携帯電話向けアプリケーションプロセッサ
3.4.2 携帯電話用システムLSI
3.4.3 デジタルTV用システムLSI  
5月2日 B4章(1) 若林先生(NEC)
「機能・論理設計」
4.1 動作記述とRTL記述
4.2 動作合成(1) 原理編
4.2.1動作合成の意義
4.2.2動作合成の基礎
4.2.3動作合成のアルゴリズム
B4章(2) 若林先生(NEC)
4.3 動作合成(2) 応用編
4.3.1 やや高度な合成技法 
4.3.2 アーキテクチャ探索
4.3.3 ハードウェア向きアルゴリズム
4.3.4 人手スケジューリング
4.3.5 人手設計と動作設計の回路の差異
4.3.6 設計事例による動作合成の効果
5月9日 B4章(3) 若林先生(NEC)
4.4 論理合成
4.4.1 順序回路生成
4.4.2 組み合わせ回路最適化
4.4.3 論理合成ツール
B5章 若林先生(NEC)
「機能・論理検証」
5.1 機能・論理検証概要
5.2 機能・論理検証方式
5.3 動作合成と検証
5.4 検証方式の比較
5月16日 B6章(1) 山本先生(沖電気)
「レイアウト設計」
6.1 モジュールの種類とレイアウト方式
6.2 モジュールのレイアウト
6.3 モジュールのライブラリ
B6章(2) 山本先生(沖電気)
6.4 チップのレイアウト
6.5 フィジカル設計検証
6.6 DFM(Design For Manufacturing)技術
6.7 まとめと今後の課題
5月30日 B8章(1) 宇佐見先生(芝浦工大)
「低消費電力設計」
8.1 低消費電力設計は なぜ必要か
8.2 SoCの内部構造 − 電力を食うのはどの部分か −
8.3 CMOSにおける電力消費の基礎
8.4 設計フローと低消費電力化のポイント
8.5 論理合成での低消費電力手法
B8章(2) 宇佐見先生(芝浦工大)
8.6 RTL設計での低消費電力手法
8.7 アーキテクチャレベルの低消費電力設計
8.8 消費電力の解析
8.9 低消費電力設計: 人手と自動設計のすみ分け
8.10 低消費電力化技術の向かう方向 と課題
6月6日 B7章 齋藤先生(NECEL)
「タイミング検証」
7.1 LSIにおける遅延時間の算出手法
7.2 同期設計とタイミング問題
7.3 タイミング検証手法
7.4 レイアウト設計とタイミング最適化手法
7.5 ディープサブミクロンにおけるタイミング検証
(無し)


オプション実習:(8月1,2,3,4,5日に実施)
場所:53号館204教室
受講は希望者:ただし、修了証には受講有無が記載されるので注意

題材:DVDプレイヤー設計(他の実習とは異なります)


講義に関するその他の情報



本講義の概要


 本講座はSTARC寄附講座である(*)。本講座では、高度情報化社会で重要な役割を果たすマルチメディア信号処理を核とする情報端末システムのハードウェア開発者ばかりか、システム開発者、ソフトウェア開発者を目指す人達のために、最適なシステムソリューションを追求するための方法論を論じ、複雑さに屈しない思考力と洞察力を修得することを目指す。
 「SoC設計技術A」では、チップ上でのシステム構築における高位設計手法、「SoC設計技術B」では、画像圧縮等、より実践的なシステムに密着した実装設計手法に関する基礎知識を修得する。講師は、授業計画に示す各章毎に、当該分野の最先端で活躍されている人を起用している。なお、単位取得者には半導体理工学研究センターより修了証が授与される。

*(株)半導体理工学研究センター(Semiconductor Technology Academic Research Center):1995年12月に設立された民間会社で、大手半導体メーカ11社(富士通株式会社、松下電器産業株式会社、NECエレクトロニクス株式会社、沖電気工業株式会社、株式会社ルネサステクノロジ、ローム株式会社、三洋電機株式会社、セイコーエプソン株式会社、シャープ株式会社、ソニー株式会社、株式会社東芝 )により運営されている。開発部では特に設計関連の専門家が高位設計環境等の開発に取り組む一方、研究推進部では国内の大学等の研究機関から半導体技術に係わる共同研究テーマを毎年公募し有数なテーマを選択して、資金的な援助と共に客員研究員を派遣し、研究強化と若手研究者の育成を進めている。(詳しくは http://www.starc.or.jp を参照)


「SoC設計技術A」「SoC設計技術B」「SoC設計技術C」各科目の狙い

A. システム設計

  1. システム開発者からみて魅力の高い(高性能、低コスト、高信頼)SoCを設計できるようにする。 
  2. 性能/コストの視点からSWとHWの最適な組み合わせのシステムを構成できる技術を身につける。
  3. 抽象度の高い設計記述言語を用い、システムの検証を早期に行うことで、高品質なSoCを、効率よく設計できるようにする(設計生産性:10倍以上向上)。


B. LSI設計

  1. SoC設計者としてレイアウト設計の現状と難しさを理解して、どの様な対応・工夫をすれば、レイアウト設計も考慮に入れた最適なSoCが設計できるかを理解させる。
  2. LSI設計の基礎をなすマイクロアーキテクチャと論理設計の基礎/高付加価値技術の基礎(消費電力+テスト設計)、ならびにレイアウト設計より構成する。


C.組込みSW設計

  1. SoC設計者として、組込みSWがHWをどう扱うかを知ってもらい(これでHWとSWの接点が理解できる)、システムから見て最適にSoCを設計できるようにする。
  2. 技術内容:SoC設計者として、SWについては少なくともこれくらいは知っておくべき組込みSWの基礎とする。
     
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