数字设计主要分成几种层次的设计：IP level， unitlevel，fullchip/SoC level， gatelevel等。

数字前端设计工程师主要在干啥?

1. 阅读各种SPEC

最重要的一份spec是architecture spec，就是和你一起合作的好基友架构设计工程师写的设计文档，比如下面这种：

其中需要重点了解的内容是：

• features：这个模块需要支持的性能列表。

• IO ports：这个模块对外的IO端口。

• operation mode：这个模块的主要工作模式。

除了这份详细的设计文档之外，如果这个IP需要用到很多协议，那你自然还要去阅读一些协议文档咯，比如AMBA总线协议，MIPI协议，DDR协议等。

2. 撰写design spec

公司里面，工程师做事情之前都需要出一份详细的设计实现文档，设计工程师也不例外，你要出的文档叫做design spec，其中主要的内容包括：

• 设计平台架构：以SoC设计架构为例。

IP设计架构：

3. 编写代码，搭建设计环境

design spec完成之后，接下来就要开始编写代码了，使用各种设计语言去搭建设计环境，常用的硬件描述语言有，Verilog， VHDL, SystemVerilog。

以现在主流的IP设计平台为例：大概要去编写类似这样的文件。

好的设计平台是检验工程师优秀的一个重要标准，要考虑可重用性，可扩展性。

4. 创建test cases，进行功能仿真

根据前面完成的详细test plan去创建设计需要用的test cases，每家公司对test cases的命名有一定规则，比如长这样的：

有些公司就直接用数字来给testcase命名。

还有些公司，直接用脚本来生成testcase，只要把关键的一些设置调好，用脚本一刷，case就全部生成了。

当然每种创建cases的方法各有优缺点，你进去公司之后，也只能入乡随俗。

5. debug调试能力

设计和仿真用例都搭建好了，下一步重点就是进行功能仿真和问题调试(debug)了。前面的设计的时间其实大概只占20%，debug才是最花时间的。

仿真所用到的工具主要有：

Cadence：IES

Synopsys：VCS

Mentor：QuestaSim

几款工具一个比一个好，当然价格也是一个比一个贵。工欲善其事必先利其器，要想提高你的仿真和debug效率，工具里面好的功能也要好好研究下的。

debug主要目的是寻找RTL的bug，当然前面搭建的验证平台也会存在很多bug，最终的目标就是所有的test cases都能完全仿真通过。

最主要的debug手段有：

• 查看log文件：仿真结束会生成很多结果文件。

• 看波形：最常用工具就是verdi了。

每家公司对于设计工程师debug的要求不尽相同，终极目标都是要求设计工程师能找到最终的root cause，共提出最终的解决方案。

6. support

前面属于设计工程师的常规任务差不多就完成了，support属于进阶版的。比如项目用的database出问题了，跑仿真用的flow碰到问题了，经常就会叫设计工程师support，帮忙解决问题。当然搞不定也无所谓，但是如果你经常能帮同事搞定这些问题，那你在公司的地位就能与日俱增，升职加薪就更有筹码了。

7. 每周例会Weekly Meeting

作为数字IC设计工程师，和其他工程师一样，经常还有无穷无尽的会议要开，各种评审review，各种讨论。

如果你作为会议组织者，请记得事先做好充分的准备噢，不然很容易被人鄙视的。

所以总结来说，数字IC设计工程师最主要做的两件重要的事情是：

• RTL Coding

• Bug Fix

跟谁打交道?

数字IC前端设计工程师打交道最多的就是前端验证工程师，一起讨论问题，经常一起debugcase，目的就是让写的RTL(Register Transfer Level)代码没有bug。

还经常需要和架构工程师打交道，去了解更多芯片的整体架构和功能属性;如果你也负责后仿gatelevelsimulation的话，那还经常需要和后端工程师打交道，因为后仿的网表是他提供给你的;DFT工程师经常也会来找你，因为他也需要做测试和设计，很多时候他的仿真环境经常就是从你的设计仿真平台移植过去的;FPGA工程师也经常会打交道，因为FPGA设计也是数字设计的一种。

当然，如果你是在一家大公司的话，分工就非常明确，你也就不需要和这么多人打交道了，比如如果你只负责IP level的设计，那基本只要和前端验证工程师打交道就可以了。

数字前端设计工程师得会啥?

现阶段由于数字设计的方向很多，主要的有：

CPU设计：Intel、AMD、ARM、兆芯、海光、

GPU设计：Nvidia、AMD、ARM、Imagination

MCU设计：基于ARM Cortex M系列的MCU是主流

音视频编解码设计：H.264, H.265

接口设计：DDR、HDMI、USB

手机芯片：高通、联发科、紫光展锐

整机芯片方案：苹果、海思、三星

每个专业设计领域需要你掌握的技能不大一样。一个初级工程师想全部掌握这些技能也很难，很多时候设计工程师是沿着一个专业方向一直往下做，比如CPU，GPU设计等。

由于设计工程师需要编程，所以掌握编程语言也是必须的，比如掌握下面知识就显得比较重要：

• Verilog：目前的主流硬件描述语言，是设计工程师必须掌握的核心

• VHDL：军工领域用的多

• SystemVerilog：未来的趋势，SV将设计、验证和断言统一在一起

• UPF: 电源描述，是低功耗设计的核心技术

另外，设计工程师经常需要流程的自动化，所以一些脚本语言也是必须的：

• Shell

• Makefile

• Perl

• Python

除了这些外，熟悉一些协议和架构，也是有很大帮助的，比如：

• ARM CPU架构

• AMBA 总线协议

• MIPI协议

• DDR协议

• PCI-E协议

所有的技术类岗位，主要看的两点就是：专业技能(skills)和项目经验(experience)。所以除了上面列的这些技能，你能实际做过一两个项目，哪怕是IP级别的设计项目，也是很重要的，尤其是做项目过程中积攒的debug经验。

如果你是在校学生，早几年懂设计的人极少，所以基本上你只要会Verilog，可能就可以找到设计工程师的职位了。近几年卷的人多了，招聘的要求也自然高一些了。在跟学校的学生竞争时，有项目经验的学生比只学习过基本理论的学生，更加有优势。

现阶段，数字设计工程师主要还是以招聘研究生为主，本科生招的很少。不过好消息是对专业的要求并不是很苛刻，并非集成电路或者微电子方向不可，只要你掌握了上面的这些技能，哪怕不相关专业，比如材料、物理、自动化、机械、通信、电子等专业，也是可以成功应聘。

学历本科的同学也不要气馁，有工作经验的本科生，还是可以找到设计工程师的职位的，而且有很多成功的例子的。毕业学校一般的同学也不要气馁，985高校毕业，肯定是有优势的，但毕竟每年毕业生不多，在现在IC行业整体缺人的大背景下，依然会招收学校排名一般的学生的;当然前提还是一样，有专业技能(skills)和项目经验(experience)。

工作环境

设计工程师的工作环境就比较简单，大多数时间就是待在办公室里面，面对电脑进行工作。一般配备两台电脑，一台台式机用来工作，一台笔记本用来看资料、处理邮件、文案处理等。

当然会议室是设计工程师经常要去的地方，各种会议、各种review都要在办公室完成，偶尔要少不了一些争吵和撕逼。

如果你在的公司，在全国甚至全球有很多site，偶尔也会需要出差。总的来说出差概率都比较少。当然，如果你是在设计服务公司做设计工程师，可能另当别论，一个项目完成之后可能会派到另外一家公司去。

设计工程师的工作强度还算可以，项目启动的时候相对轻松一些，越接近项目结束时，就会更忙，加班也是常事。当然，工作的强度还是依所在公司的性质来看，一般外企比较轻松，国内的公司就要辛苦很多。

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