【有芯职说】数字IC前端工程师

数字IC前端设计

一、概述
数字IC前端设计，作为数字IC芯片设计流程的关键一环，是数字IC设计类岗位的重要组成部分。随着芯片规模的不断扩大与业务范围的增加，特别是在国产自主化潮流的推动下，该岗位的需求日益增长，经验丰富的工程师更是炙手可热。

数字IC前端设计主要包含以下三大方向：IP/模块设计、系统/SoC设计、Flow/流程设计。

二、职责解析

1. 架构理解与看护
   • 架构理解：确保对功能规格（FS）和架构规格（AS）的正确理解，阅读相关协议文档。
   • 架构看护：检查输入的正确性与合理性，提出个人见解，确保后续开发的顺利进行。
2. 详细设计文档撰写
   • 撰写包括模块划分、接口定义、数据流与控制流图、关键电路实现等内容的详细设计文档。
3. 代码编写与环境搭建
   • 使用Verilog、VHDL、SystemVerilog等硬件描述语言编写代码，搭建设计环境。
4. 设计质量检查
   • 完成编码后进行Quality Check，利用工具如Leda/nlint/spyglass等，提升设计质量。
5. Sanity磨合与验证支持
   • 搭建验证环境和sanity仿真用例，进行功能仿真和问题调试，使用工具如Cadence IES、Synopsys VCS、Mentor QuestaSim等。
   • 主要通过查看log文件、波形等手段进行debug，寻找RTL的bug，确保所有test cases都能通过。
6. 前端Flow
   • 参与综合、静态时序分析、dft、形式验证等环节，确保后端入口的顺畅。

三、交流矩阵

• 与架构工程师或系统工程师讨论功能、性能属性及架构的合理性与竞争力。
• 与前端验证工程师紧密合作，共同debug，确保RTL代码质量。
• 与后端工程师合作，确保后仿网表的正确性。
• 与DFT工程师和FPGA工程师协作，确保设计与测试的顺利进行。
• 如果是SOC工程师，还需与vendor和各模块工程师保持沟通。

四、看家技能

• 熟练掌握逻辑编码能力，包括Verilog、VHDL、SystemVerilog、Chisel等硬件描述语言。
• 具备Flow和后端实现知识，熟悉Shell、Makefile、Perl、Python等脚本语言，以及dc/pt/formality/dft/pr/cts等流程和工具要懂，能自己写脚本，改约束run

3. 业务知识

数字设计的方向广泛，包括但不限于：

• CPU设计：涉及厂商如Intel、AMD、ARM、兆芯、海光、龙芯。
• GPU设计：涵盖Nvidia、AMD、ARM、Imagination、摩尔线程、壁仞等公司。
• MCU设计：基于ARM Cortex M系列的MCU占据主流市场。
• 音视频编解码设计：如H.264、H.265等标准。
• 接口设计：涉及DDR、HDMI、USB等接口技术。
• 手机芯片：由高通、联发科、展讯、苹果、三星、华为等公司主导。

对于每个专业设计领域，所需的技能各有差异。建议初学者先选择一个专业方向深耕，如CPU或GPU设计，随后再逐步拓展。

此外，熟悉以下协议和架构对职业发展大有裨益：

• ARM CPU架构
• AMBA总线协议
• MIPI协议
• DDR协议
• PCI-E
• 4G/5G协议

技术类岗位的核心评估要素

• 专业技能（Skills）
• 项目经验（Experience）

验证与调试能力

4. 验证能力与Debug经验

在数字IC前端设计工作中，验证能力和项目过程中的debug经验至关重要。

FPGA与上板调试能力

5. FPGA能力与上板调试能力

这些技能对于数字IC前端设计师来说，同样是不可或缺的一部分。

数字IC前端设计发展方向

四、发展方向

未来的IC设计工程师的职业发展路径主要分为两条：

1. 技术专家路线：遵循职业发展阶梯，深入技术领域，成为资深设计工程师。
2. 项目管理路线：转型为设计经理，负责管理类工作。
3. 转岗选择：例如转向产品解决方案工程师、EDA公司的应用工程师（AE）或创业。

五、其他

数字前端设计是一个具有长期职业前景的岗位，经验越丰富越有价值。欢迎就其他话题留言交流。