Popis předmětu - A8M34ICS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A8M34ICS Struktury integrovaných obvodů
Role:PO Rozsah výuky:2P+2C
Katedra:13134 Jazyk výuky:CS
Garanti:Jakovenko J. Zakončení:Z,ZK
Přednášející:Jakovenko J., Janíček V. Kreditů:5
Cvičící:Jakovenko J., Janíček V. Semestr:Z

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A8M34ICS

Anotace:

Předmět seznamuje s metodologiemi návrhu analogových, číslicových a smíšených integrovaných systémů. Zabývá se detailním popisem technologických procesů pro výrobu IO; technologií CMOS a moderními trendy; pravidly a zásady tvorby topologie aktivních i pasivních komponent. Seznamuje s metodologií číslicových a smíšených IO.

Cíle studia:

Student bude rozumět problematice návrhu integrovaných obvodů a integrovaných systémů.

Osnovy přednášek:

1. Historický přehled vývoje Mikroelektroniky a integrovaných obvodů, Moorovy zákony, současné trendy.
2. Metodologie návrhu analogových, digitálních a smíšených integrovaných systémů (top down, bottom up),
úrovně abstrakce návrhu, Aplikačně specifické integrované systémy, typy, zásady hierarchie, porovnání vlastností, ekonomika návrhu
3. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - materiály, výroba monokrystalu, příprava substrátů,
druhy litografie, leptání
4. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - iontová implantace, difúze, epitaxní růst, metody
nanášení vrstev CVD, PVD, zapouzdření integrovaných obvodů
5. Základní CMOS proces, technologický postup výroby, topologické masky, metody izolací, druhy CMOS
procesů, technologie propojování
6. Moderní technologie IO, submikronové technologie, SOI technologie, technologie "Strained silicon", RF IO,
víceúrovňová metalizace (dual Damascene).
7. Návrh a plánování topologie IO, návrhová pravidla a jejich kontrola, parazitní struktury, extrakce parazitních
analogových struktur, topologie aktivních a pasivních komponent.
8. Metodologie a prostředky pro návrh číslicových, analogových a smíšených integrovaných systémů. Druhy
analýz (DC, Transientní, AC, šumová, PSS, PAC). Význam a tvorba testů IO.
9. Specifika analogového návrhu, technologické požadavky, hierarchické členění, modely a knihovny pro
analogové bloky, analogové systémy s nízkou spotřebou.
10. Specifika a postup návrhu číslicového IO, volba technologie, metody abstrakce digitálního návrhu, verifikace.
Jazyky pro návrh (VHDL, Verolog), RTL úroveň, syntéza.
11. Návrh topologie číslicového IO: Návrh rozmístění, propojení, kontrolní a optimalizační mechanismy, kontrola
návrhových pravidel, extrakce parazitních vlivů. Rozmisťování funkčních bloků, zásady, rozvod napájení a hodin, druhy verifikace.
12. Specifika smíšeného návrhu (mix-signal), technologické požadavky, hierarchické členění, modely pro
analogové a číslicové bloky. Metody propojení analogových a číslicových bloků.
13. Význam a metodologie systémového návrhu rozsáhlých integrovaných obvodů, role behaviorálních modelů a jejich použití.
14. Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS, technologie, aplikace.

Osnovy cvičení:

1. Úvod do Unixu a návrhového systému CADENCE. (PC Lab)
2. Knihovny technologií CMOS, Simulace analogových IO, Simulátor Spectre. (PC Lab)
3. Vlastnosti logických hradel a přenosového hradla CMOS. (PC Lab)
4. Ukázka analogového návrhu, tvotba testů. (PC Lab)
5. Vliv technologického rozprylu, Simulace v rozích (Corner analysis), Simulace Monte Carlo. (PC Lab)
6. Návrh topologie analogového IO. (PC Lab)
7. Návrh topologie analogového IO. (PC Lab)
8. Kontrola návrhových pravidel, extrakce parazitních kapacit. (PC Lab)
9. Ukázka Digitálního návrhu, simulace. (PC Lab)
10. Syntéza a verifikace digitálního návrhu. (PC Lab)
11. Návrh struktur optických součástek pro informatiku a optické senzory. (PC Lab)
12. Návrh struktur optoelektronických součástek pro informatiku a optoelektronické senzory, náhradní elektrické obvody optoelektronických součástek. (PC Lab)
13. Základní principy návrhu optických a optoelektronických integrovaných obvodů. (PC Lab)
14. Presentace prací, zápočet. (PC Lab)

Literatura:

1. Michael Smith: Application-Specific Integrated Circuits, Addison-Wesley, 1998
2. P. Gray, P Hurst, S. Lewis, R. Mayer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, John Wiley and Sons,
2000
3. E. Sinencio, A. Andreou: Low-Voltage/Low-Power Integrated Circuits and Systems, John Wiley and Sons,
1998
4. Mark Zwolinski : Digital System Design and VHDL , Prentice-Hall, 2000

Požadavky:

Student musí dobře rozumět principu funkce elektronických součástek (unipolární, bipolární tranzistor) a obvodové analýze. Předpokládá se znalost modelování a simulace elektronických obvodů.

Klíčová slova:

Mikroelektronika, Návrh IO

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPOES3 Integrované elektronické systémy PO 1


Stránka vytvořena 17.7.2024 12:51:06, semestry: L/2024-5, Z/2023-4, Z/2024-5, L/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)