主要研究大规模集成电路设计和测试的理论和技术，研究工作包括系统芯片（SoC, System on Chip）设计所涉及的理论、算法、电路、方法学、体系结构等。集成电路与系统设计研究室是教育部“211工程”资助成立的“电子系统和专用集成电路技术研究中心”、教育部资助成立的“IC设计网上合作研究中心”的主要承担单位和依托单位，具有先进和完善的集成电路设计、测试的软硬件环境。2004年，开发成功的第二代居民身份证专用芯片模块技术获北京市科技进步二等奖，并已在全国大规模投入使用；2005年，研制成功的小波正变换芯片THSCLA和JPEG2000解码芯片THJ2K、数字式多通道人工耳蜗专用集成电路芯片CI1003和高速椭圆曲线密码专用芯片THECC通过了教育部科技成果鉴定；2007年，RSA-1024高速安全芯片被国家密码管理局批准，其产品型号为SSX41。