数模混合控制方向：完整课程设计

版本：2026-10-03。学习者已选择数模混合芯片数字控制方向。课程目标是独立设计、验证和分析模拟芯片内部的小型数字控制系统。

目标与主线

从 SPI 开始，逐步完成配置寄存器、上电/复位管理、ADC/DAC 时序、定点处理、校准控制、低功耗和实现评审。每段 RTL 都对应到寄存器、门、时序窗口、负载或 PVT；每个模拟交界都明确稳定时间、允许更新窗口和故障状态。

最终案例是“SPI 配置 + 模拟上电管理 + ADC 测量 + 8 位 trim 校准”。它包含数字侧的可验证行为和模拟侧的接口假设，不把行为模型的结果当作晶体管级、版图或流片签核证据。

本页维护 01–48 控制课程的阶段与专项目录。结合 CT ΔΣ 背景的个人选课顺序、支线前置和时间安排统一见个人学习路线。

全课程 48 节。原有 01–24 基础课程保留，新增 25–48 专项课程；原来的 SPI 模拟配置控制器是中期项目，专项控制器是结课项目。新课讲义、练习、答案和项目契约已提供，后续 RTL 实验由学习者分阶段实现。

建议总投入 180–260 小时：基础 60–90 小时，专项 120–170 小时。每周 6–8 小时约为 23–44 周；预算包含设计和调试，不是只阅读讲义的时间。以验收推进；后续可按你的实际模拟模块替换案例参数。

阶段	节次	项目/内容	推进门槛
基础一	01–06	单系统时钟 SPI Master	波形、电路、故障注入与恢复
基础二	07–10	综合与 STA	setup/hold、映射、约束物理来源
基础三	11–15	Slave、CDC、原子配置	多位一致性、跨域与复位协议
基础四	16–18	分层、FIFO、可选 APB	访问和流控边界明确
基础五	19–22	物理实现与功耗基础	理论计算；数据具备后再做物理实验
中期项目	23–24	SPI 模拟配置控制器	独立参考模型和可审查证据
专项一	25–28	模拟接口与上电/故障管理	不以固定延迟替代模拟就绪
专项二	29–32	ADC/DAC 时序与数据通路	采样、转换、稳定和背压明确
专项三	33–36	定点处理与数字反馈	位宽、舍入、饱和与环路行为
专项四	37–40	校准算法与控制器	有限完成、误差依据与恢复策略
专项五	41–44	断言、行为模型和故障验证	数字逻辑与模拟假设分开验证
专项六	45–48	低功耗、DFT 与实现交付	模式优先级、数据依赖和证据包

19–22 的物理理论可按编号学习；实际布局布线在配套 Liberty/LEF/RC 数据具备后进行，也可延后至结课。没有这些数据不会阻止继续做 RTL 和行为模型实验。

P1：完成现有 SPI Master 的理解和验证，并解释综合/时序结果。

P2：完成中期 SPI 配置控制器，保证影子、pending、active 的一致性。

P3：独立完成上电管理、ADC 测量和定点平均三个实验模块，先分开验证。

P4：整合校准控制器，在模型条件内通过相位、噪声、异常和恢复测试，并解释约束与模拟准确度边界。

保持第一课契约与 RTL 不变，新增设计放入独立后续实验目录；阅读进度记录后再使用既有服务器工具。只运行独立 batch job，不改已有 GUI 或共享服务。修改第一课设计时依旧遵守 sim→synth 全套验证要求。

本专项优先使用 50 MHz 单系统时钟功能架构；异步 ready/EOC/多位结果必须有明确 CDC 协议。讲义涉及的多电源/门控/测试时钟架构在单独实验中开展，不回改第一课。

普通 RTL/Icarus 行为模型用于数字契约验证，不仿真真实亚稳态、供电噪声、连续时间环路或 transistor-level settling。形式验证、AMS、UPF、ATPG 和物理实验需相应工具和数据；本课程设计没有安装它们，也未声称已经运行。

所有报告、波形、工具、许可和专有工艺数据继续留在 Git 外。课程文档和可复现源文件可入库。先完成当前 01、02 节，再按路线推进；不因为新增课程而提前跳过 SPI 基础。

课程主入口与所有专题总纲见 README，进入 DF、AD、TD、AM 的前置与优先级见个人路线。