中原大學電資學院

緣起

積體電路設計共構實驗室發展基金

積體電路(IC)設計是一個橫跨眾多學門領域的應用學科，以生醫訊號分析系統晶片設計為例，學生以MATLAB模擬，將各項系統架構與參數確認後，透過高階的硬體描述語言(HDL)設計相關的電路模組，經功能模擬驗証之後，進行邏輯合成，以FPGA作快速雛型實現，或是以標準元件庫(Cell-based)設計流程進行佈局、繞線、時序分析，或者是採用電晶體電路層級之全客戶(Full-Custom)設計流程，驗證電路的完整性與正確性之後，進行最後的晶片下線。學生進行這完整的設計流程必須長時間使用許多不同類型的電腦輔助設計軟體與工具(EDA Tools)，並且進行頻繁的系統驗証與模擬。更重要的是在各階段設計工具中的資料交換，須仰賴一個穩定、高效能的作業環境。綜觀國、內外在積體電路IC設計聞名之各大專院校，除了在教學之中提供上課同學使用各式各樣的電腦輔助設計軟體與工具之外，更設立許多自由上機之電腦實驗室，可以長時間、甚至全天候給同學們來使用，完成老師在課堂上指派的作業以及相關課程專題電路設計。

我們希望結合校友的力量，透過募款成立發展基金 ( F33 積體電路設計共構實驗室發展基金A000HA007 )，初步計畫於三年內，募款金額的目標為新台幣500萬元，來擴充現有電機資訊學院數位邏輯與晶片設計共構實驗室的相關設施與規模，透過專業人員的協助，讓修課的同學以及授課老師，可以長時間使用這些得來不易的軟、硬體設備。

中原大學積體電路設計共構實驗室發展基金年度預算規劃表

基於上述目標，我們建置之共構實驗室能達到下列特點：

1. 有效率的實驗室維運。

招聘專業管理人員與工讀生，透過專業人員的協助以模組的概念，有效率的將電腦輔助設計軟體與工具整合，針對帳號進行整合管理，建置長時間給同學們使用之實驗室。

2. 妥善規劃所有的軟體、硬體資源，以期能達到該電腦最佳效能的使用。

個人電腦中我們採取雙重開機模式，安裝Windows、Linux雙作業系統。於Linux作業系統中，我們透過NIS（Network Information System）與NFS（Network File System）讓使用者可以用同一帳號登錄於Linux作業系統之中，使用相關的設計軟體。Ubuntu 檔案結構雛形展示影片 Demo(1)，Demo(2)。

3. 資料使用能夠橫跨作業系統與工具軟體，給予使用者更高的便利性。

我們透過NFS建置的集中檔案管理方式，將使用者的家目錄也可透過SAMBA伺服機制分享，讓使用者能在Windows作業系統中存取資料，達到跨作業系統檔案共享的便利性。

4. 網路與伺服器架構與效能優化。

我們計畫使用高速乙太光纖網路(10Gbps)，串接中原大學骨幹網路，並搭配NIS/NFS設定程式將系統自動掛載於伺服主機與磁碟陣列，提供高穩定性的電腦教室。

全班學生們可以於教室內，任一部電腦，同時使用Cadence、Synopsys、Mentor Graphic、Matlab、Altera 與Xilinx等全系列之設計工具，進行硬體描述語言的相關功能模擬，邏輯合成，時序驗証，佈局與繞線。改善以往多位學生同時使用連線軟體對單一伺服器進行遠端連線工作，使用者在課堂使用上發生運算效能不足，造成系統不穩定甚至當機的情況。我們更計畫串接建構在張靜愚紀念圖書館系統資訊組之Nvidia高效能運算叢集，讓積體電路IC設計可以結合人工智慧、大數據的最新發展，讓從事相關研究的師生們，進行更進階的教學與研究。