فلش‌کارت‌های آموزشی مقدمه‌ای بر محاسبات در طراحی نیمه‌هادی‌ها

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مقدمه‌ای بر محاسبات در طراحی نیمه‌هادی‌ها

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر طراحی نیمه‌هادی‌ها
• 2. نقش محاسبات در عصر طراحی چیپ‌های پیشرفته
• 3. مروری بر مبانی برنامه‌نویسی برای مهندسان
• 4. معماری پایه سیستم‌های کامپیوتری
• 5. مقدمه‌ای بر سیستم‌عامل‌ها و محیط‌های توسعه
• 6. اصول برنامه‌نویسی به زبان C/C++
• 7. مدیریت پروژه‌های نرم‌افزاری و ابزارهای ساخت (Makefiles)
• 8. مفاهیم پایه داده‌ساختارها
• 9. مقدمه‌ای بر تحلیل الگوریتم و پیچیدگی زمانی (Big O)
• 10. معرفی محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)
• 11. اصول فیزیکی و تکنولوژی CMOS
• 12. مدارهای منطقی دیجیتال و آنالوگ
• 13. گیت‌های منطقی، فلیپ‌فلاپ‌ها و جبر بول
• 14. طراحی مدارهای ترکیبی و ترتیبی
• 15. زبان‌های توصیف سخت‌افزار (HDL): مبانی
• 16. مقدمه‌ای بر Verilog و VHDL
• 17. جریان کامل طراحی تراشه (EDA Design Flow)
• 18. سطوح انتزاع و مدل‌سازی در طراحی نیمه‌هادی
• 19. تفاوت‌ها و کاربردهای FPGA و ASIC
• 20. اصول سنتز منطقی (Logic Synthesis)
• 21. مبانی جایابی (Placement) در طراحی فیزیکی
• 22. مفاهیم مسیریابی (Routing) و چالش‌های آن
• 23. شبیه‌سازی منطقی و شبیه‌سازی مدارات (SPICE Basics)
• 24. مقدمه‌ای بر تحلیل زمان‌بندی ایستا (Static Timing Analysis - STA)
• 25. بررسی قوانین طراحی (Design Rule Checking - DRC) و اعتبارسنجی لی‌آوت
• 26. ساختارهای داده پیشرفته برای گراف‌ها در EDA
• 27. الگوریتم‌های پیمایش و جستجو در گراف‌ها
• 28. الگوریتم‌های مسیریابی کوتاه‌ترین مسیر و جریان شبکه
• 29. کاربرد برنامه‌نویسی پویا (Dynamic Programming) در EDA
• 30. الگوریتم‌های ترکیبیاتی و هیوریستیک برای بهینه‌سازی
• 31. روش‌های بهینه‌سازی جایابی سلول‌ها و ماژول‌ها
• 32. الگوریتم‌های مسیریابی جهانی و تفصیلی در تراشه‌ها
• 33. الگوریتم‌های تقسیم‌بندی (Partitioning) در طراحی سلسله‌مراتبی
• 34. بهینه‌سازی مصرف توان و انرژی در مدارات دیجیتال
• 35. روش‌های عددی برای تحلیل و شبیه‌سازی مدارات آنالوگ
• 36. الگوریتم‌های شبیه‌سازی Monte Carlo در تحلیل وریستیک (Variability)
• 37. الگوریتم‌های طراحی برای قابلیت آزمون (Design for Testability - DFT)
• 38. تحلیل یکپارچگی سیگنال (Signal Integrity - SI) و نویز
• 39. الگوریتم‌های هندسی برای تولید و اعتبارسنجی لی‌آوت
• 40. مقدمه‌ای بر بهینه‌سازی چندهدفه در طراحی تراشه
• 41. مفاهیم اساسی معماری‌های پردازش موازی
• 42. قانون آمداهل و قانون گوستافسون: محدودیت‌ها و فرصت‌ها
• 43. انواع موازی‌سازی: داده‌ای، وظیفه‌ای و PIPELINE
• 44. مدیریت حافظه نهان (Cache) و سلسله مراتب حافظه در HPC
• 45. مفهوم هماهنگی حافظه نهان (Cache Coherence) و پروتکل‌ها
• 46. برنامه‌نویسی چندنخی با Pthreads
• 47. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی موازی با OpenMP
• 48. برنامه‌نویسی با MPI (Message Passing Interface) برای سیستم‌های توزیع‌شده
• 49. معماری پردازنده‌های گرافیکی (GPU) و SIMD
• 50. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی CUDA برای GPUها
• 51. تکنیک‌های بهینه‌سازی و وکتورسازی (Vectorization)
• 52. ابزارهای پروفایلینگ و مانیتورینگ عملکرد در HPC
• 53. معیارهای ارزیابی عملکرد سیستم‌های HPC (GFLOPS, Bandwidth)
• 54. سیستم‌های فایل موازی و ذخیره‌سازی داده‌های عظیم
• 55. شبکه‌های ارتباطی پرسرعت (Infiniband, RoCE) در خوشه‌های HPC
• 56. استراتژی‌های توزیع بار (Load Balancing) در محاسبات موازی
• 57. طراحی سیستم‌های تحمل‌پذیر خطا در HPC
• 58. مجازی‌سازی، کانتینرها (Docker, Singularity) و HPC
• 59. مقدمه‌ای بر معماری‌های ناهمگن (Heterogeneous Architectures)
• 60. استفاده از محاسبات ابری برای توسعه و استقرار HPC
• 61. موازی‌سازی پیشرفته شبیه‌سازی منطقی و رفتاری
• 62. شبیه‌سازی مدارات آنالوگ با تکنیک‌های توزیع‌شده (Distributed SPICE)
• 63. شتاب‌دهی الگوریتم‌های جایابی با پردازش موازی و GPU
• 64. روش‌های HPC برای مسیریابی بسیار پیچیده (Advanced Routing)
• 65. سنتز منطقی موازی و مدیریت وابستگی‌های داده‌ای
• 66. تحلیل زمان‌بندی ایستا (STA) موازی برای طرح‌های بزرگ
• 67. تحلیل موازی توان و شبکه‌های توزیع توان (Power Grid Analysis)
• 68. شبیه‌سازی موازی EMC/EMI و یکپارچگی توان (PI)
• 69. پردازش موازی برای تحلیل یکپارچگی سیگنال (SI) در فرکانس بالا
• 70. استفاده از GPU برای شتاب‌دهی اعتبارسنجی تابعی و تصادفی
• 71. اعتبارسنجی فرمال موازی و مدل‌سازی خواص
• 72. بررسی قوانین طراحی (DRC) و LVS موازی و توزیع‌شده
• 73. شبیه‌سازی رفتار حرارتی و مدیریت حرارت با HPC
• 74. بهینه‌سازی Yield و شبیه‌سازی فرایند تولید با محاسبات موازی
• 75. تحلیل و مدل‌سازی تغییرات فرایند (Process Variation) با HPC
• 76. مدل‌سازی دقیق‌تر ترانزیستورها و اتصالات در مقیاس نانو با HPC
• 77. پلتفرم‌های ابری برای اجرای مقیاس‌پذیر ابزارهای EDA
• 78. مدیریت داده‌های عظیم (Big Data) در EDA و چالش‌های HPC
• 79. یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی برای شتاب‌دهی EDA با HPC
• 80. طراحی و استفاده از شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری (FPGA) برای EDA
• 81. پردازش توزیع‌شده برای طراحی سیستم روی چیپ (System-on-Chip - SoC) پیچیده
• 82. بهینه‌سازی مصرف انرژی در تراشه‌های چند هسته‌ای بزرگ
• 83. تحلیل امنیتی تراشه‌ها و تشخیص آسیب‌پذیری با استفاده از HPC
• 84. تست و عیب‌یابی موازی در طراحی و ساخت نیمه‌هادی
• 85. کاوش فضای طراحی (Design Space Exploration) با الگوریتم‌های HPC
• 86. استفاده از HPC در طراحی حافظه‌های پیشرفته (HBM, ReRAM, MRAM)
• 87. مقدمه‌ای بر محاسبات درون حافظه‌ای (In-Memory Computing)
• 88. طراحی و بهینه‌سازی شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری خاص منظوره (DSA)
• 89. شبیه‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های MEMS/NEMS با HPC
• 90. مقدمه‌ای بر اصول و کاربردهای احتمالی محاسبات کوانتومی در EDA
• 91. معماری‌های ناهمگن پیشرفته (CPU+GPU+FPGA) برای EDA
• 92. ابزارهای پیشرفته پروفایلینگ، دیباگینگ و اعتبارسنجی موازی
• 93. بهینه‌سازی مصرف انرژی و پایداری در مراکز داده HPC برای EDA
• 94. مدیریت منابع، زمان‌بندی و اورکستراسیون در خوشه‌های HPC EDA
• 95. نقش ابزارهای EDA متن‌باز و همکاران در توسعه HPC EDA
• 96. امنیت داده، مالکیت معنوی و مسائل اخلاقی در محیط‌های ابری EDA
• 97. یادگیری تقویتی و اتوماسیون کامل در بهینه‌سازی طراحی تراشه
• 98. ادغام هوش مصنوعی، یادگیری عمیق و HPC در طراحی نسل بعدی تراشه‌ها
• 99. چالش‌های مقیاس‌پذیری و محدودیت‌های فیزیکی در گره‌های تکنولوژی آینده (Sub-5nm)
• 100. چشم‌انداز و روندهای آینده در محاسبات و طراحی نیمه‌هادی‌ها