数字设计的成长阶梯之我见

第1阶段

建立数字电路设计的概念：先电路，后代码，RTL是用来描述电路的，而不是用来设计电路的。 HDL的正确翻译是”硬件描述语言”，不是”硬件设计语言”。刚刚走出大学的学生，有可能还没有到达第一阶段。 因为在学校做课题，一般是先分析功能，然后就开始代码设计，拼拼凑凑，通过仿真来调整代码， 最终”凑合”成一个可以运行的代码。如果采用这种方式设计电路，表示自己还没有入门。 回想自己当初进入工作之前也是这样，喜欢倒腾代码，写程序，能够用仿真工具跑出自己心仪的波形， 就很开心。后来在公司工作，才慢慢意识到自己根本就没有入门，没有理解数字电路设计的根本。

第2阶段

掌握基本的电路设计方法和基础知识，可以独立设计和验证基本模块单元。 数字电路设计的基本流程如下：

1. 先确定重点需求：需求不可能事先全部确定，大概70%左右重点需求确定下来就可以继续。
2. 确定系统架构和基础算法。
3. 划分子模块，确定重要界面，协议。
4. 模块设计：界面定义，确定重要信号定义。
5. 设计重要状态机，设计重要讯号的时序图，关键时序信号对于新手来说一定要画出来。
6. 编写RTL代码。
7. 验证模块，优化。

注意：RTL代码编写在整个设计过程中占用的时间应该不是很多，反而是其他步骤需要花更多的时间。

数字设计基础知识两大块：运算和控制。

运算包括基本的加减乘除等各种运算的设计，各种加法器，乘法器的结构和优缺点。对二进制码制（原码，补码）有深入理解。

控制包括状态机的设计优化，流水线（PipeLine）, 时序重排(Retiming)，折叠和反折叠(Folding/Unfolding)等等。 掌握这些不同技术对电路速度、面积、功耗的影响。

控制部分还需要掌握异步电路设计基础。如何做不同时钟域的信息交互。

第3阶段

精通至少一个复杂的协议，比如USB, PCIE, SATA, MIPI, DDR, NANDFLASH, MPEG, H264等， 解决和此协议相关的模块设计调试问题。这个层级上主要掌握的是处理复杂性的问题。协议分层， 不同的抽象级别对复杂问题的逐步简化。

1. 熟悉一个协议，能够接触到相对复杂的系统，物理层，Link层，协议层，应用层等等。
2. 掌握一些标准的Analog/Digital接口协议，比如UTMI、PIPE、DFI等。能够借鉴这些Interface定义的思想， 引入到自己的设计界面中去。

第4阶段

熟悉SOC架构，总线，模拟数字接口，知识面由精逐步扩展，越来越广。能够独当一面的负责整体IC规划。

1. 需要掌握计算机体系结构，总线外设的优化。
2. 掌握一些信号处理知识。
3. 掌握一些流行算法。
4. 熟悉整个设计流程，扩展到后端。

补充说明

这四个阶梯实际上也不是完全一步一步的，互相有可能有交叠。有的人第2阶段知识并不是很扎实，就可以跳入第3阶段，甚至第4阶段。 不过没有第2阶段的扎实基础，后面阶段的发展有可能会遇到瓶颈。通常的情况是，在跨入第3、第4阶段的时候， 同时也在继续巩固第二阶段的基础内容。

第3、4阶段和项目相关性很大，而前两个阶段和项目无关。公司社会招聘一般只会关注到后两个阶段的实力， 而不会考虑前两个阶段，因为社会招聘是要找有经验的工程师。 而校园招聘一般比较看重前两个阶段， 因为到公司之后有时间培养。公司培训的重点应该放在第一和第二阶断， 后面两个阶段的发展靠个人在前两个阶段的基础上充分发挥。