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超大规模集成（VLSI）是通过将成千上万的晶体管合并到一个芯片中来创造集成电路（IC）的过程。VLSI开始于20世纪70年代，当时正在开发复杂的半导体和通信技术。微处理器就是一个VLSI设备。

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电子工程代写|超大规模集成电路系统代写Introduction to VLSI Systems代考|Principles of CMOS Logic Design

The basic design principles of CMOS logic can be illustrated by exploring the difference between gate logic and switch logic circuits depicted in Figures $1.15(\mathrm{a})$ and (b), respectively. In Figure 1.15(a), the output $f$ is 1 if both inputs $x$ and $y$ are 1 , and is 0 otherwise; in Figure $1.15(\mathrm{~b})$, the output $f$ is 1 if both inputs $x$ and $y$ are 1 , and is undefined otherwise. Consequently, the switch logic circuit shown in Figure 1.15(b) cannot realize the function of Figure $1.15$ (a) exactly because it only performs the function when both $x$ and $y$ are 1 but nothing else.
A general logic circuit has two definite values: $\operatorname{logic} 0$ (ground) and $\operatorname{logic} 1\left(V_{D D}\right)$. In order for a switch logic circuit to specify a definite value for every possible combination of input variables, the following two rules should be followed so as to correctly and completely realize a switching function using CMOS switches.

• Rule 1 (node-value rule): The signal summing point (such as $f$ ) must always be connected to 0 (ground) or $1\left(V_{D D}\right)$ at any time.
• Rule 2 (node-conflict-free rule): The signal summing point (such as $f$ ) must never be connected to 0 (ground) and $1\left(V_{D D}\right)$ at the same time.

Any logic circuit must always follow Rule 1 in order to work correctly. Rule 2 distinguishes a ratioless logic circuit from a ratioed one. A CMOS logic circuit is said to be ratioless if it follows both rules and is ratioed logic if $\mathbf{R}$ ule 2 is violated but the sizes of both pull-up and pull-down paths are set appropriately.

A ratioless logic circuit can always perform the designated switching function correctly regardless of the relative sizes of nMOS, pMOS, or TG switches. In contrast, for a ratioed logic circuit to function properly, the relative sizes of $\mathrm{nMOS}, \mathrm{pMOS}, \mathrm{TG}$ switches used in the circuit must be set appropriately.

电子工程代写|超大规模集成电路系统代写Introduction to VLSI Systems代考|Design Techniques

The design of a VLSI chip is a complex process and is often proceeded with a hierarchical design process, including top-down and bottom-up approaches. In the design, the term abstraction is often used to mean the ability to generalize an object into a set of primitives that can describe the functionality of the object. In the following, we first cope with the concept of hierarchical design and then address the design abstraction of VLSI.
As in software programming, the divide-and-conquer paradigm is usually used to partition a large hardware system into several smaller subsystems. These subsystems are further partitioned into even smaller ones and this partition process is repeated until each subsystem can be easily handled. This system design methodology is known as a hierarchical design approach.

Generally speaking, the VLSI design methodology can be classified into two types: the top-down approach and bottom-up approach. In the top-down approach, functional details are progressively added into the system. That is to say, it creates lower-level abstractions from higher levels. These lower-level abstractions are in turn used to create even lower-level abstractions. The process is repeated until the created abstractions can be easily handled. An illustration is depicted in Figure 1.26. The 4-bit adder is decomposed into four full adders, with each consisting of two half adders and an $\mathrm{OR}$ gate. The half adder further comprises an XOR gate and an AND gate.

In contrast, in the bottom-up approach, the abstractions from lower-level behavior are created and added up to build its higher-level abstractions. These higher-level abstractions are then used to construct even higher-level abstractions. The process is repeated until the entire system is constructed.

However, a practical project usually needs the mixing efforts of both top-down and bottom-up approaches. During the design phase, the top-down approach is often used to partition a design into smaller subsystems; during the realization phase, the bottomup approach is used to implement and verify the subsystems and their combinations.
The important features of hierarchical design are modularity, locality, and regularity. The modularity means that modules have well-defined functions and interfaces. Locality implies that the detailed implementation of each module is hidden from outside. The use of the module is completely through the well-defined interface. Regularity is sometimes synonymous with reusability; namely, modules can be reused many times in a design.

Although there are many factors that also need to be taken into account in designing a VLSI chip, area budget, power dissipation, and performance are the three most important factors that designers should always keep in mind. To make a practical project successful, the designer often needs to trade off among these three factors in some sense during the course of design and implementation.

超大规模集成电路系统代考

电子工程代写|超大规模集成电路系统代写Introduction to VLSI Systems代考|Principles of CMOS Logic Design

CMOS逻辑的基本设计原理可以通过探索图中所示的门逻辑和开关逻辑电路之间的区别来说明1.15(一个)和（b），分别。在图 1.15(a) 中，输出F如果两个输入都为 1X和是为 1 ，否则为 0 ；如图1.15( b)， 输出F如果两个输入都为 1X和是是 1 ，否则未定义。因此，图1.15(b)所示的开关逻辑电路无法实现图1.15(b)的功能。1.15(a) 正是因为它仅在两者都执行时才执行该功能X和是是 1，但仅此而已。
一般逻辑电路有两个确定值：逻辑0（地面）和逻辑1(在DD). 为了使开关逻辑电路为输入变量的每一种可能组合指定一个确定的值，应遵循以下两条规则，以便正确、完整地实现使用CMOS开关的开关功能。

• Rule 1（节点值规则）：信号求和点（如F) 必须始终连接到 0（接地）或1(在DD)随时。
• Rule 2（node-conflict-free rule）：信号求和点（如F) 绝不能连接到 0（地）和1(在DD)同时。

任何逻辑电路必须始终遵循规则 1 才能正常工作。规则 2 将无比率逻辑电路与有比率逻辑电路区分开来。如果 CMOS 逻辑电路遵循这两个规则，则称为无比率逻辑电路，如果满足以下条件，则称为有比率逻辑电路Rule 2 被违反，但上拉和下拉路径的大小设置得当。

无论 nMOS、pMOS 或 TG 开关的相对大小如何，无比率逻辑电路始终可以正确执行指定的开关功能。相反，为了使比例逻辑电路正常工作，相对大小nMOS,pMOS,TG电路中使用的开关必须适当设置。

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超大规模集成电路芯片的设计是一个复杂的过程，通常采用分层设计过程进行，包括自上而下和自下而上的方法。在设计中，术语抽象通常用于表示将对象概括为一组可以描述对象功能的原语的能力。下面，我们首先处理分层设计的概念，然后解决 VLSI 的设计抽象。
与软件编程一样，分而治之的范式通常用于将大型硬件系统划分为几个较小的子系统。这些子系统被进一步划分为更小的子系统，并且重复这个划分过程，直到每个子系统都可以轻松处理。这种系统设计方法被称为分层设计方法。

一般来说，VLSI设计方法可以分为两种类型：自顶向下方法和自底向上方法。在自上而下的方法中，功能细节逐渐添加到系统中。也就是说，它从更高级别创建了更低级别的抽象。这些较低级别的抽象又用于创建更低级别的抽象。重复该过程，直到可以轻松处理创建的抽象。图 1.26 中描述了一个说明。4 位加法器被分解为四个全加器，每个加法器由两个半加器和一个或者门。半加器还包括异或门和与门。

相反，在自下而上的方法中，从较低级别的行为中创建抽象并将其相加以构建其较高级别的抽象。然后使用这些更高级别的抽象来构建更高级别的抽象。重复该过程，直到构建整个系统。

然而，一个实际的项目通常需要自上而下和自下而上两种方法的混合努力。在设计阶段，自上而下的方法通常用于将设计划分为更小的子系统；在实现阶段，采用自下而上的方法来实现和验证子系统及其组合。
分层设计的重要特征是模块化、局部性和规律性。模块化意味着模块具有明确定义的功能和接口。局部性意味着每个模块的详细实现对外部是隐藏的。模块的使用完全是通过定义好的接口。规律性有时是可重用性的代名词。也就是说，模块可以在设计中多次重用。

尽管在设计 VLSI 芯片时还需要考虑许多因素，但面积预算、功耗和性能是设计人员应始终牢记的三个最重要的因素。为了使一个实际的项目成功，设计师在设计和实施过程中往往需要在某种意义上在这三个因素之间进行权衡。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。

有限元方法代写

有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。

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多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

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MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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