電子設計自動化實驗室

Adviser:Professor Shih-Hsu Huang

       本研究室指導教授黃世旭老師歷年發表多篇 SCI 國際期刊論文、IEEE/ACM 國際會議論文、以及取得 11 個發明專利。其中,有數篇論文是發表於電子設計自動化 (Electronic Design Automation, EDA) 領域最重要期刊及最重要國際會議,包括 3 篇論文發表於IEEE Transactions on CAD(TCAD), 1 篇論文發表於IEEE Transactions on VLSI Systems (TVLSI), 4 篇論文發表於 ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems(TODAES), 5 篇論文發表於 Design Automation Conference (DAC), 5 篇論文發表於International Conference on Computer Aided Design (ICCAD),及 1 篇論文發表於 VLSI Test Symposium (VTS)。 並且,我們有一篇論文獲 DAC-2006提名為最佳論文候選 (best paper candidate)。

       黃老師於工研院電通所服務時,曾擔任通訊 IC 開發相關計畫的主持人,並順利量產。 黃老師至中原大學任教後,除了論文發表之外,亦積極尋求將研發成果與產業鏈結。 我們研究室提出的「相反相位時鐘樹」 (opposite-phase clock tree) 以及「暫存器重新編碼」 (state re-encoding) 等降低峰值電流的設計方法,不但論文分別發表於 DAC-2005、ICCAD-2006 等 EDA 領域最重要國際會議,且皆已順利取得中華民國專利及美國專利,並曾獲得 2012 年台北國際發明暨技術交易展發明競賽銀牌獎。 我們研究室所開發的軟體,參加教育部主辦大學校院積體電路電腦輔助設計軟體製作競賽,於 92學年度、95 學年度、97 學年度等三個學年度,獲得當年度定題組的特優。 若就歷年參賽成果進行統計,我們研究室共獲得 3 次特優、5 次佳作,可見我們研究室人才培育的成效。

       黃老師研究領域涵蓋電子設計自動化各個主題,尤其對時鐘樹 (clock tree) 設計相關議題最為專注,並執行多個產學合作計畫。 本研究室於 95 學年度與思源科技產學合作,進行閘控制時鐘樹 (gated clock tree)之時序差異 (clock skew) 最小化研究,我們提出的「型態匹配時鐘樹」 (type-matching clock tree) 降低時序差異的設計方法,論文已發表於 DAC-2008,並已順利取得美國專利。 本研究室於 101 學年度與益芯科技 (CMSC, Inc.) 執行低功率多電壓時鐘樹合成方法研究之產學合作計畫,此計畫研究成果獲科技部工程司 103 年度產學計畫成果發表暨績效考評會議評選為「應用型產學成果海報展示優良獎」。 我們研究室於 2015 年與創意電子合作執行考慮製程變異之頂層時鐘樹合成研究計畫,研究成果亦已順利發表 ISCAS-2016。

       由於三維積體電路具有異質整合、縮短連線延遲時間等諸多優點,黃老師亦將三維積體電路 (three-dimensional integrated circuits) 列為教學研究相關研討的重點方向。 其中,黃老師編撰 「系統封裝設計自動化(System-in-Package Design Automation)」上課實習教材,獲得教育部顧問室優良教材評選之優等獎。黃老師獲邀擔任 2018 IEEE International Workshop on Network on Chip Architectures (NoCArc) 的 keynote speaker,講題為 “3D Core-based SoC Testing for Low Power and TSV Count Minimization”。

       隨著車用電子產業的發展,本研究室亦投入相關之研發。 黃老師執行教育部「智慧電子自動化設計(EDA)課程發展計畫」,編撰「車用電子可靠度分析與設計最佳化」上課實習教材。 本研究室學生的設計構想,榮獲「2012智慧電子創新應用與設計競賽」車用電子創意組第一名、以及「2014 智慧電子創新應用與設計競賽」車用電子創意組優等。黃老師亦為台灣車用電子協會的發起人及首屆理事。

       由於人工智慧的蓬勃發展,本研究室近年積極投入人工智慧加速器的研究開發。黃老師於 2017至 2018年擔任科技部 AI 創新研究中心專案計畫推動辦公室共同主持人。我們研究室自 2018年起執行科技部半導體射月計畫「智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--子計畫四:智慧終端系統晶片之資料路徑子系統設計」,進行人工智慧加速器晶片研發。關於人工智慧加速器的研究,本研究室已有多篇 SCI 國際期刊論文、IEEE 國際會議論文發表,其中有 1 篇論文發表於重要期刊 IEEE Access, 1 篇論文發表於重要國際會議 International Conference on Artificial Intelligence Circuits and Systems (AICAS)。

       此外,硬體資安亦是本研究室近年的研究重點。我們 106 至 108 學年度執行教育部計畫「智慧聯網技術與應用跨校教學聯盟中心-課程(模組)發展計畫」(工業物聯網安全及連網整合技術),110年執行教育部計畫「智慧晶片系統與應用人才培育計畫-模組教材發展計畫」(晶片及硬體之邏輯暨架構層次的資安防護設計),所開發的模組教材並獲智慧晶片系統整合推動聯盟評選為示範模組教材。黃老師並於 2018 年獲邀於台灣駭客協會主辦之 HITCON FreeTalk 以晶片設計者角度說明晶片設計可能的資安漏洞 (以 Meltdown 及 Spectre 為例)。

       黃老師擔任 2016 年 CAD Contest at ICCAD 之 Contest Chair,2015 年及 2017 年 CAD Contest at ICCAD 之 Contest Co-Chair。 自 2015 年起,黃老師擔任 IEEE International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED) 之 Global Representative (Chair, Taiwan)。黃老師高等考試資訊技師類科及格,目前為 IEEE 資深會員、ACM 會員、台灣積體電路設計學會理事、中華民國消費電子學會理事、工研院院友會永久會員。

歷年研究計畫

計畫名稱 擔任工作 補助機關 計畫期間
應用於運算記憶體之前瞻可靠度及測試框架--子計畫二:應用於運算記憶體之容錯及近似技術
主持人 科技部 111/08/01~112/07/31
應用於運算記憶體之前瞻可靠度及測試框架--總計畫暨子計畫一:應用於運算記憶體之測試技術
共同主持人 科技部 111/08/01~112/07/31
可用於雷達系統之反竄改技術研析與電路設計
主持人 中科院 111/01/01~111/12/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--子計畫四:智慧終端系統晶片之資料路徑子系統設計(2/2)
主持人 科技部 110/05/01~111/07/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--總計畫暨子計畫一:智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫(2/2)
共同主持人 科技部 111/05/01~111/07/31
運用特徵圖稀疏性的資料流設計
主持人 工研院 109/07/01~109/12/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--子計畫四:智慧終端系統晶片之資料路徑子系統設計(1/2)
主持人 科技部 109/05/01~110/04/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--總計畫暨子計畫一:智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫(1/2)
共同主持人 科技部 109/05/01~110/04/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--子計畫四:智慧終端系統晶片之資料路徑子系統設計(2/2)
主持人 科技部 108/05/01~109/04/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--總計畫暨子計畫一:智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫(2/2)
共同主持人 科技部 108/05/01~109/04/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--子計畫四:智慧終端系統晶片之資料路徑子系統設計(1/2)
主持人 科技部 107/05/01~108/04/31
智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫--總計畫暨子計畫一:智慧終端系統晶片研發與新創事業計畫(1/2)
共同主持人 科技部 107/05/01~108/04/31
多重功率模式電路之晶片變異感知頂層閘控制時鐘樹合成
主持人 科技部 106/08/01~107/07/31
「AI創新專案計畫」推動辦公室
共同主持人 科技部 106/06/01~107/10/31
考慮製程變異之適合廣域電壓多重功率模式電路的時鐘樹合成方法
MOST 105-2218-E-033-006
主持人 科技部 105/08/01~106/07/31
2.5D/3D 積體電路測試最佳化技術
MOST 105-2221-E-033-058
主持人 科技部 105/08/01~106/07/31
考慮製程變異之頂層時鐘樹合成
創意電子—中原大學合作研究計畫
主持人 創意電子 104/08/01~105/10/31
具車內網路安全與車對車協同合作機制之前瞻性車用資訊平臺設計-總計畫暨子計畫一:針對車用CAN Bus網路之安全閘道系統設計與實現
MOST 104-2220-E-218-001
共同主持人 科技部 104/05/01~105/04/30
應用於三維積體電路可測性及可靠性設計技術-總計畫暨子計畫一:三維積體電路中堆疊式記憶體與晶粒間連接線可測性與可靠性技術
MOST 104-2220-E-008-009
共同主持人 科技部 104/05/01~105/10/31
應用於三維積體電路可測性及可靠性設計技術-子計畫二:考慮溫度及繞線擁擠之三維積體電路測試排程、重分配階層繞線及介面設計
MOST 104-2220-E-033-001
主持人 科技部 104/05/01~105/07/31
廣域電壓之多重功率模式電路的時序及功率最佳化問題研究(3/3)
NSC 102-2221-E-033 -064 -MY3
主持人 國科會 104/08/01~105/07/31
廣域電壓之多重功率模式電路的時序及功率最佳化問題研究(2/3)
NSC 102-2221-E-033 -064 -MY3
主持人 國科會 103/08/01~104/07/31
車用電子可靠度測試規範諮詢與技術建立
中小企業科技關懷計畫
主持人 金屬中心 103/05/01~103/10/31
可加速電子系統層級電路開發之匯流排介面單元設計
工研院委託研究計畫
主持人 工業技術研究院 102/08/15~102/12/31
廣域電壓之多重功率模式電路的時序及功率最佳化問題研究(1/3)
NSC 102-2221-E-033 -064 -MY3
主持人 國科會 102/08/01~103/07/31
考慮直通矽晶穿孔數目最少化與溫度上升最小化之三維積體電路高階合成(3/3)
NSC 100-2221-E-033 -024 -MY3
主持人 國科會 102/08/01~103/07/31
低功率多電壓時鐘樹合成方法研究 (國科會補助產學合作計畫)
NSC 101-2622-E-033-011-CC3
主持人 國科會
益芯科技
101/11/01~102/10/31
考慮時序差異之高階層次暨邏輯層次循序電路設計自動化(3/3)
NSC 99-2221-E-033 -061 -MY3
主持人 國科會 101/08/01~102/07/31
考慮直通矽晶穿孔數目最少化與溫度上升最小化之三維積體電路高階合成(2/3)
NSC 100-2221-E-033 -024 -MY3
主持人 國科會 101/08/01~102/07/31
考慮直通矽晶穿孔數目最少化與溫度上升最小化之三維積體電路高階合成(1/3)
NSC 100-2221-E-033 -024 -MY3
主持人 國科會 100/08/01~101/07/31
考慮時序差異之高階層次暨邏輯層次循序電路設計自動化(2/3)
NSC 97-2221-E-033 -061 -MY3
主持人 國科會 100/08/01~101/07/31
時鐘閘控制電路之高階合成(3/3)
NSC 97-2221-E-033 -053 -MY3
主持人 國科會 99/08/01~100/07/31
考慮時序差異之高階層次暨邏輯層次循序電路設計自動化(1/3)
NSC 99-2221-E-033 -061 -MY3
主持人 國科會 99/08/01~100/07/31
時鐘閘控制電路之高階合成(2/3)
NSC 97-2221-E-033 -053 -MY3
主持人 國科會 98/08/01~99/07/31
考慮電源閘控制之非零時序差異電路合成(3 /3)
NSC 96-2628-E-033-004-MY3
主持人 國科會 98/08/01~99/07/31
時鐘閘控制電路之高階合成(1/3)
NSC 97-2221-E-033 -053 -MY3
主持人 國科會 97/08/01~98/07/31
考慮電源閘控制之非零時序差異電路合成(2/3)
NSC 96-2628-E-033-004-MY3
主持人 國科會 97/08/01~98/07/31
考慮電源閘控制之非零時序差異電路合成(1/3)
NSC 96-2628-E-033-004-MY3
主持人 國科會 96/08/01~97/07/31
同時考慮暫存器繫結及時序差異排序以最小化時鐘週期之研究(2/2)
NSC 95-2221-E-033-075
主持人 國科會 96/08/01~97/07/31
考慮時鐘閘控制之時鐘樹合成
思源科技—中原大學合作研究計畫
主持人 思源科技 95/07/16~96/07/15
利用狀態編碼降低峰值電流的方法研究
NSC 95-2221-E-033-076
主持人 國科會 95/08/01~96/07/31
同時考慮暫存器繫結及時序差異排序以最小化時鐘週期之研究(1/2)
NSC 95-2221-E-033-075
主持人 國科會 95/08/01~96/07/31
先進電子設計自動化技術研發-子計畫七:適合大型電路之時序重置設計方法(3/3)
NSC 94-2220-E-033-001
主持人 國科會 94/08/01~95/07/31
先進電子設計自動化技術研發-子計畫七:適合大型電路之時序重置設計方法(2/3)
NSC 94-2220-E-033-001
主持人 國科會 93/08/01~94/07/31
高效能設計之時鐘週期最小化與數位電路最佳化相關問題研究及工具開發(2/2)
NSC 93-2215-E-033-004
主持人 國科會 93/08/01~94/07/31
先進電子設計自動化技術研發-子計畫七:適合大型電路之時序重置設計方法(1/3)
NSC 92-2220-E-033-001
主持人 國科會 92/11/01~93/07/31
高效能設計之時鐘週期最小化與數位電路最佳化相關問題研究及工具開發(1/2)
NSC 92-2218-E-033-018
主持人 國科會 92/08/01~93/07/31
可有效利用時序差異的區域性以提昇電路效能及可靠度之時鐘樹設計流程與自動化工具開發
NSC 91-2215-E-033-005
主持人 國科會 91/08/01~92/07/31
網路封包分類器之硬體架構及設計研究
短期訪問研究
訪問研究 中研院 91/07/01~91/07/31
在佈局規劃階段進行電源分佈網路及接地分佈網路之設計與最佳化的自動化系統
NSC 90-2215-E-033-003
主持人 國科會 90/08/01~91/07/31
網際網路安全管理機制之研究暨晶片實現之可行性評估
短期訪問研究
訪問研究 中研院 90/07/01~90/08/31
考慮接線效應之深次微米晶片的設計流程及設計方法
NSC 89-2218-E-033-023
主持人 國科會 89/08/01~90/07/31

教育部計畫

計畫名稱 擔任工作 計畫期間
111年度教育部智慧晶片系統與應用人才培育計畫—智慧晶片系統整合推動聯盟-模組教材發展計畫 (模組教材名稱:晶片及硬體之邏輯暨架構層次的資安防護設計) 主持人 111/04/01~112/03/31
110年度教育部智慧晶片系統與應用人才培育計畫—智慧晶片系統整合推動聯盟-模組教材發展計畫 (模組教材名稱:晶片及硬體之邏輯暨架構層次的資安防護設計) 主持人 110/07/01~111/03/31
108年度智慧聯網技術與應用跨校教學聯盟中-課程(模組)發展計畫 課程名稱 :工業物聯網安全及連網整合技術 主持人 108/04/01~109/03/31
106年度智慧聯網技術與應用跨校教學聯盟中心-課程(模組)發展計畫 課程名稱 :工業物聯網安全及連網整合技術 主持人 106/11/06~108/03/31
2017國際積體電路電腦輔助設計軟體製作競賽 (2017 CAD Contest) 主持人 106/02/01~107/01/31
2016國際積體電路電腦輔助設計軟體製作競賽 (2016 CAD Contest) 主持人 105/02/01~106/01/31
智慧電子前瞻技術精進課程及模組推廣計畫 共同主持人 104/09/01~105/08/31
2015國際積體電路電腦輔助設計軟體製作競賽 (2015 CAD Contest) 主持人 104/02/01~105/01/31
智慧電子前瞻技術精進課程及模組推廣計畫 共同主持人 103/09/01~104/08/31
智慧電子整合性人才培育計畫-103年智慧電子跨領域應用專題系列課程計畫 協同主持人 103/02/01~104/01/31
智慧電子整合性人才培育計畫-102年智慧電子跨領域應用專題系列課程計畫 協同主持人 102/02/01~103/01/31
智慧電子產業個案撰寫計畫 協同主持人 101/09/01~102/02/28
智慧電子自動化設計(EDA)課程發展計畫-車用電子可靠度分析與設計最佳化 主持人 100/10/01~102/01/31
網路通訊人才培育先導型計畫-100年度重點領域學程推廣計畫 主持人 100/09/01~102/01/31
智慧電子整合性人才培育計畫-100~101年智慧電子跨領域應用專題系列課程計畫 主持人 100/09/01~102/01/31
教育部顧問室前瞻晶片系統設計(SoC)學程計畫 主持人 99/02/01~100/01/31
教育部前瞻晶片系統設計人才培育先導型計畫-98年度前瞻課程發展計畫 主持人 98/03/01~99/02/29
教育部顧問室前瞻晶片系統設計(SoC)學程計畫 主持人 98/03/01~99/02/29
教育部前瞻晶片系統設計人才培育先導型計畫-97年度前瞻課程發展計畫 主持人 97/03/01~98/02/29
教育部顧問室前瞻晶片系統設計(SoC)學程計畫 主持人 97/03/01~98/02/29
教育部顧問室前瞻晶片系統設計(SoC)學程計畫 主持人 96/03/01~97/02/29
超大型積體電路與系統設計教育改進計畫-課程推廣計畫 主持人 92/03/01~92/12/31
超大型積體電路與系統設計教育改進計畫-Timing analysis for system-on-chip 主持人 91/01/01~91/12/31