List danh sách các môn học dưới đây là những môn nền tảng và tối quan trọng cho các bạn đang muốn theo học ngành vi mạch:
Môn cơ sở ngành
- Kỹ thuật số
- Hệ thống máy tính và ngôn ngữ lập trình
- Mạch điện
- Mạch điện tử
- Vi xử lý
- Kiến trúc máy tính
Môn chuyên ngành:
- Xử lý tín hiệu số với FPGA
- Thiết kế vi mạch số
- Thiết kế vi mạch tương tự và hỗn hợp
Môn Kỹ Thuật Số
Môn kỹ thuật số là môn học nền tảng của thiết kế số (Digital Design). Mỗi trường sẽ có nội dung đào tạo khác nhau nhưng nhìn chung sẽ tập trung vào những kiến thức sau:
Kiến thức về các thành phần logic cơ bản: Cấu trúc, chức năng, và hoạt động của các phần tử logic như AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR, Flip-Flop, Latch… Đây là những thành phần cơ bản để tạo nên mạch số.
Kiến thức về thiết kế mạch logic: Các kiến thức về đại số Boolean, bìa Karnaugh, mạch tổ hợp, mạch tuần tự, máy trạng thái… Mục đích của phần này là để xây dựng nên mạch số dựa vào những phần tử logic đã được học bên trên.
Môn Hệ Thống Máy Tính Và Ngôn Ngữ Lập Trình
Môn học “Hệ thống máy tính và Ngôn ngữ lập trình” tại trường đại học cung cấp nhiều kiến thức nền tảng cho vi mạch. Sinh viên sẽ được ôn lại các khái niệm cơ bản về tin học như hệ đếm, các kiểu dữ liệu, các phép toán số học và luận lý trên bit, dấu chấm động… Ngoài ra môn học cũng giới thiệu một số khái niệm cơ bản về cổng logic, mạch tổ hợp, mạch tuần tự, bộ nhớ… đây là tiền đề cho môn kỹ thuật số. Sinh viên cũng được tìm hiểu các thành phần cơ bản của máy tính, một số mô hình kiến trúc và tập lệnh máy tính đơn giản, đây cũng là nền tảng của môn kiến trúc máy tính sau này.
Phần ngôn ngữ lập trình của môn học này cung cấp kiến thức về lập trình nhúng, viết phần mềm cho các thiết bị nhúng. Sinh viên sẽ học các ngôn ngữ lập trình nhúng như assembly hay C. Đây là những ngôn ngữ phổ biến trong phát triển phần mềm cho vi mạch và các hệ thống nhúng. Ở một số trường, sinh viên còn được học các kỹ thuật tối ưu hóa phần mềm, viết code hiệu quả để tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng, rất cần thiết khi làm việc với vi mạch có hạn chế về tài nguyên.
Môn Mạch Điện & Mạch Điện Tử
Môn học Mạch điện và Mạch điện tử là 2 môn cơ sở ngành quan trọng của thiết kế vi mạch, đặc biệt là vi mạch tương tự (analog).
Nội dung cơ bản của môn học này bao gồm nguyên lý cơ bản của mạch điện như điện áp, dòng điện, điện trở, tụ điện, cuộn cảm, cùng với tìm hiểu các phương pháp phân tích mạch điện. Bên cạnh đó, môn học còn giúp sinh viên hiểu rõ về các linh kiện điện tử cơ bản như diode, transistor, MOSFET, cũng như cách chúng hoạt động trong các mạch khuếch đại, mạch dao động…
Hiểu biết về nguyên lý, cách tính toán, và hoạt động của mạch điện là cơ sở vững chắc để giải thích và phân tích các hiện tượng cũng như các thông số điện của mạch. Bên cạnh đó, kiến thức về các linh kiện điện tử như điện trở, tụ điện, và đặc biệt là các linh kiện bán dẫn như BJT, MOSFET, CMOS là rất quan trọng đối với các kỹ sư điện tử. Vì vi mạch cũng là một loại linh kiện điện tử, nên việc nắm vững cấu trúc và hoạt động của những linh kiện điện tử phức tạp và thông dụng sẽ mang lại kinh nghiệm rất hữu ích khi làm việc trong ngành thiết kế vi mạch.
Môn Kiến Trúc Máy Tính
Môn kiến trúc máy tính đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và thiết kế các hệ thống máy tính, bao gồm các nội dung chính sau:
1. Học về về cấu trúc và hoạt động của CPU: CPU, ALU, Cache, và các stage xử lý của CPU như instruction/data fetch, decode, execute, write back.
2. Học về hệ thống bộ nhớ: RAM, ROM, external memories và cách tổ chức và truy xuất bộ nhớ
3. Học về kiến trúc đa lõi, xử lý song song, và cách mà các CPU hiện đại tối ưu hóa hiệu suất bằng cách chia nhỏ các tác vụ.
4. Học về hệ thống BUS và I/O, phân tích cách mà hệ thống bus kết nối và quản lý giao tiếp giữa các thành phần trong máy tính
5. Học về các kỹ thuật tối ưu hóa và tăng tốc như pipeline, superscalar, và speculative execution để tăng tốc độ xử lý.
Môn kiến trúc máy tính cung cấp nền tảng lý thuyết quan trọng cho việc thiết kế các vi mạch, đặc biệt là CPU, GPU, và các bộ vi xử lý khác. Hiểu rõ cách thức các thành phần của một hệ thống máy tính tương tác với nhau sẽ giúp kỹ sư thiết kế các vi mạch hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất.
