交大三上修課
超充實的一個學期，108上
Introduction to Analog IC 類比積體電路導論
教授: 吳重雨
教授很認真，講話很清晰有條理，投影片很詳細。
而這門課讓我覺得最不一樣的地方是，下課的時候，可以看到教室前面大家排隊等著問老師問題。教授人很好，很歡迎大家發問。
好喜歡這種問問題，又得到解答的感覺啊。
以往修課的經驗是，老師問大家有沒有問題，沒有人敢舉手。其實藉由發問，很多不理解的東西都能迅速獲得解答，對於我的學習很有幫助。
另外，手寫作業幾乎每個禮拜都有，有時候會有Hspice模擬的作業。最重要也最精采的就是期末的Final Project，要自己設計一個Amplifier。並不是隨便做一個能放大的Amplifier就能交差了事，要符合一定的規格。
舉例來說，這次要做一個寬頻高速的opamp，要達到SR=200V/us，還有unity gain frequency=100MHz等等。
盲目地調W和L是沒有結果的。
開始之前先想想，滿足SR需要多大的電流? 滿足100MHz頻寬和Phase Margin，先估算在pole和zero的位置，需要多大的gm和電容?
符合基本的規格之後，還要測試在不同Corner下，電路是不是還能正常運作? CMRR, PSRR, Output Swing, Noise, THD, Settling Time? 此外，還要想辦法讓Power Dissipation越小越好。
我覺得設計OP最困難的地方是，很多時候我好不容易調好了A，B就壞掉了。等我千辛萬苦調好了B，又產生C的問題。卡在無止境的調整迴圈中，雖然很痛苦，但是也給了我很多思考和複習上課內容的機會。
我設法從我有限的知識中尋找答案，或是google搜尋。很多時候，或許當下卡在一個點解不出來，但是稍微休息一下，在吃飯、洗澡、睡前等等的空檔，突然靈光乍現的想出解決辦法。我的想法有時候對，有時錯，我慢慢從錯誤中學習，也慢慢明白了trade-off (魚與熊掌不可兼得)的道理。
VLSI 超大型積體電路設計導論
教授: 李鎮宜
基本上分成上課跟Lab，上課就是投影片介紹一些VLSI的基本知識，還有如何用MOS去實現邏輯等等。
Lab很重要也很累(淚)，簡單來說就是要實際做出一個電路的架構，分成四個步驟。
- 寫Verilog確認每個邏輯閘的功用
- 將Verilog的邏輯用MOS組成，用Hspice驗證
- 把Hspice的電路實際畫出layout
- 畫完layout之後，跑DRC & LVS驗證是否正確。驗證成功之後，再轉為Hspice code，驗證考慮寄生電容的結果
Layout之所以那麼累，是因為這些密密麻麻的色塊，都是一個一個畫方塊出來的><。方塊組成MOS，MOS組成邏輯閘，邏輯閘組成電路。每次作業繳交前都要沒日沒夜的拿命在畫，看著色塊眼睛都花了，卻還有一大塊電路還沒開始。就算畫完了也不能高興，因為一跑DRC和LVS驗證，就送給你100個error。眼花撩亂地在方塊中尋找我到底錯在哪裡QQ，卻還是沒有頭緒。
如果要我用一句話簡單地形容畫layout，我會這麼說:
我在拿積木蓋城堡。
因為layout是一個立體的結構，所以要先挖地基(Nwell)，打鋼筋(poly)，填水泥(pplus, nplus)，再將積木(metal)一層一層的往上蓋，最後蓋出大城堡。
現在想想，不是很喜歡這種靠蠻力畫layout的方法，其實呼叫instance就直接有現成的MOS，或是有EDA工具可以自動轉成layout啊。
不過這麼辛苦地寫lab，還是有學到東西的。最重要的是可以將課堂上學到的東西親自驗證一遍，加深印象。或是說很多時候，如果沒有親自去畫，親自去跑模擬，親自去測試，你永遠不知道每個電路的特性。你不會知道哪一種D flip flop比較好，怎麼處理CLK，怎麼讓電路更快更好。
微處理機原理與實驗
教授: 曹孝櫟
這學期用的開發板是nucleo64-L476RG。
前半學期用組合語言控制一些基本的元件像是LED、鍵盤等。覺得比較困難的是用組合語言寫遞迴函式，因為程式每遞迴一次，就需要更新並儲存返回的指標(LR)。簡單來說，就是出門後要不斷記下回家的門牌，所以要清楚了解push, pop, stack pointer的用法，不然在路上怎麼迷路的也不知道。
期中考以後，改成用C語言寫，藉由寫暫存器的方式去實現Timer, NVIC Interrupt, LCD, USART, ADC等功能。本來以為寫C code會比較簡單好控制，但是實際要用暫存器設定Timer, Interrupt, UART, ADC等功能非常複雜。設定對應的register, line, enable等等，有時候沒注意到其中一個細節，或是哪一個register沒有設到，哪一條line沒有enable，就是一片空白沒有結果QQ stm32暫存器的複雜度比8051高太多了，啃datasheet也痛苦QQ
這門課也有一個Final Project，要發揮創意製造一個能實際運作的”東西”。我的想法很簡單，做一台迷你投籃機，要像路上的投籃機那樣，會唱歌。下圖是我一開始的構想。
下面是我的結果，畫質不太好，主要是電路的部分。
功能包括:
- DAC 播放小精靈和馬力歐賽車的音樂
- 7 seg顯示分數還有倒數時間
- 進球感測
在尋找如何播放聲音的過程中，我發現了CubeMX。一用馬上就愛上CubeMX的方便簡單，我只需要簡單的打個勾設定一下，就能夠讓DAC 藉由DMA發出聲音了。不敢想像如果用暫存器設定，會有多複雜啊。
有了CubeMX的幫忙，其實final project只是個簡單的作業。但是它激發了我對CubeMX控制stm32的興趣。網路上有很多教學的網站和影片，期許自己行有餘力能多學一些。
電磁波
教授: 胡樹一
老師很厲害，整本課本背在腦中，上課可以直接在黑板上推導，推導公式很清楚明瞭，寫板書更能加深我的印象。因為都是老師腦中的東西，所以都是各章節的重點和精隨，老師能用淺顯易懂的方式去解釋課本上抽象的概念，還會舉例一些應用，蠻有趣的。
要先學電磁學(一)才能修電磁波哦。
開學從Maxwell Equation 開始講起，介紹time-varying field, Boundary Condition, Wave Equation等。接下來介紹Plane Wave，不同介質間平面波怎麼入射，折射，反射等。
有了平面波的概念，傳輸線的電流、電壓，其實和電場、磁場很類似。最讓我感到有趣的就是對高頻的訊號而言，阻抗竟然會隨距離改變，還有藉由電壓駐波能回推反射係數和VSWR。
電磁波好有趣哦。
修過電磁學的人都知道，因為公式太多了，所以期中期末考可以帶一張A4大的大抄進去考試。如果你對電磁學感到很失望的話，再給電磁波一個機會吧XDD 老師真的超棒的！幽默風趣，個性直爽，喜歡喝販賣機的飲料，而且上通天文，下知地理XDD 上課是一件很愉快的事，每次都很期待上課！
近代物理
教授: 郭治群
介紹相對論，波的物質性，物質的波動性，原子結構，薛丁格方程式等等。
因為本人資質平庸，到後面實在無法理解老師在教什麼，常常腦袋一片空白的坐在教室裡，加上前面那四門課幾乎把我榨乾了，沒什麼時間力氣好好把這門課讀細讀懂。真正讓我覺得很有趣的是相對論XD 不過也不是在這門課裡面學的。薛丁格方程式就一直不知道算什麼，一直不知道算什麼，一直不知道算什麼，就把氫原子光譜裡面所有的能階算出來，身為一個凡人，真是太抽象了。
我有寫另外一篇文介紹: Relativistic Effect相對論學習筆記，裡面有我認為很有意思的舉例和說明，有興趣的話可以點進去看看。
期中考以後，很後悔自己衝動的選了這麼多課。真的很謝謝身邊的老師，同學，助教，學長姐，家人給我很多的幫助，讓我平安的活到期末。
先這樣。 (記於20190305)
後記：事隔多年再回頭看，覺得當年在一個學期內修這麼多課，真的太累了。很感謝過去的自己這麼努力，但也真的不需要把自己弄得這麼累。
