Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
Studenti získají pokročilé znalosti v oblasti analogového a digitálního návrhu integrovaných obvodů. Předmět se
zabývá hierarchickým návrhem integrovaných obvodů v BCD technologiích v porovnání s technologiemi CMOS.
Předmět dále zdůrazňuje správné návrhové postupy, pokročilé stavební bloky v BCD technologiích, pokročilé IP bloky a jejich návrhový postup. Nedílnou součástí předmětu jsou i témata zaměřená na návrh výkonových MOSFETů,
Lineárních regulátorů napětí (LDO), elektronických pojistek eFUSE, spínaných napájecích zdrojů na čipu (SMPS)
digitálním Front-end (FE) a digitální Back-end (BE) návrhem a podrobnou analýzou layoutů. Předmět se dále zabývá
pokročilými metodami analýzy chyb, s využitím analytických metod jako jsou optická a elektronová mikroskopie,
(Optical Beam Induced Resistance Change - Obirch a Emisní mikroskopie (Emission Microscopy EmMi).
Obsah:
Studenti získají pokročilé znalosti v oblasti analogového a digitálního návrhu integrovaných obvodů. Předmět se
zabývá hierarchickým návrhem integrovaných obvodů v BCD technologiích v porovnání s technologiemi CMOS.
Předmět dále zdůrazňuje správné návrhové postupy, pokročilé stavební bloky v BCD technologiích, pokročilé IP bloky a jejich návrhový postup. Nedílnou součástí předmětu jsou i témata zaměřená na návrh výkonových MOSFETů,
Lineárních regulátorů napětí (LDO), elektronických pojistek eFUSE, spínaných napájecích zdrojů na čipu (SMPS)
digitálním Front-end (FE) a digitální Back-end (BE) návrhem a podrobnou analýzou layoutů. Předmět se dále zabývá
pokročilými metodami analýzy chyb, s využitím analytických metod jako jsou optická a elektronová mikroskopie,
(Optical Beam Induced Resistance Change - Obirch a Emisní mikroskopie (Emission Microscopy EmMi).
Osnovy přednášek:
| 1. | | Zrození nového čipu; návrh hierarchie, implementace diskrétní vs. IC, popis technologie BCD. |
| 2. | | Správné návrhové postupy – zrcadlení, kaskodování, rozměry tranzistorů, párové struktury, proudová zatižitelnost, Rdson, Comon |
Mode+CASC, škálování rozměrů u digitálních a analogových obvodů, přesnost.
| 3. | | Pokročilý návrh stavebních bloků IC – část I – Přesná reference napětí a proudu, pokročilá konfigurovatelnost. Děliče, obvody v režimu Mix (ADC, DAC atd.). |
| 4. | | Pokročilý návrh stavebních bloků IC - část II - Konverze napěťové úrovně, Proudový senzor, Oscilátor, nábojová pumpa, atd. |
| 5. | | Pokročilá konstrukce IP bloku - lineární regulátory napětí (LDO), eFUSE, spínaný napájecí zdroj (SMPS) |
| 6. | | Pokročilý návrh topologie čipu - analogový TOP, digitální TOP; efekty závislé na rozložení (WPE, STI, wSTI, ant. dioda, PID, metalizace); půdorys (metodologie, vstupně výstupní bloky, umístění padů) |
| 7. | | Čip jako minové pole: ESD ochrana, odolnost proti latch-up, Triming, testovatelnost; parazitní struktury, Post layout simulace. |
| 8. | | Návrh Power MOSFETů v analogových obvodech: drift, odběr, napěťová třída. |
| 9. | | Návrh číslicového IO FE - část I: STA, clock tree, syntéza, implementace. |
| 10. | | Návrh digitálního IC FE Top level: modely chování; simulace AMS, verifikace. |
| 11. | | Návrh digitálního IO BE - část I: Syntéza, Půdorys (Floorplan) |
| 12. | | Návrh digitálního IC BE - část II: Umístění a propojení, IR analýza, DRC, LVS 13. Metody analýzy chyb v návrhu IC: Elektrické diagnostické metody, reprodukce, Optická, elektronová mikroskopie, SAW, RTG, IR, Obirch, LASER řez, FIB řez + depozice, metal fix. |
| 14. | | Rezerva |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Popis technologie BCD, popis navrhovaného čipu, IP struktury ve schématu a topologii čipu. |
| 2. | | Škálování rozměrů a párové struktury v pokročilých integrovaných obvodech, vícenásobné tranzistorové rodělení. |
| 3. | | Přesný návrh referenčních zdrojů (napěťová reference, proudová reference, dělič) |
| 4. | | Jak navrhnout pokročilý operační zesilovač, Millerův operační zesilovač (pomocí telescope CM, kaskodové zapojení) |
| 5. | | Jak vytvořit hierarchii v integrovaných obvodech (Ref.+OpAmp) |
| 6. | | Pokročilé postupy návrhu rozvržení párových struktur a bloků IP – část I 7. Pokročilé postupy návrhu rozvržení párových struktur a bloků IP – Část II + PLS |
| 8. | | Topologie Power MOS (včetně návrhu metalizace) |
| 9. | | Digitální FE - část I: Jak psát RTL kód se zaměřením na syntézu a implementaci pro ASIC obvody. |
| 10. | | Digitální FE - část II: Jak psát RTL kód se zaměřením na syntézu a implementaci pro ASIC obvody. |
| 11. | | Digitální BE - část I: Techniky pro pokročilou syntézu. |
| 12. | | Digitální BE - část II: Metodologie implementace standardních buňek (umístění a propojení). |
| 13. | | Digitální BE - IR analýza úbytků napětí, DRC, LVS 14. Revize projektu |
Literatura:
Povinná literatura:
Analog design:
| 1) | | Razavi: Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGRAW-Hill, |
| 2) | | Murari, F. Bertotti, G.A.Vignola: Smart Power ICs, Springer, |
| 3) | | Gray, P Hurst, s. Lewis, R. Mayer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, John Wiley and Sons. |
Doporučená literatura:
Analog design:
| 1) | | Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th Edition, by J. Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. |
Lewis, Robert G. Meyer
| 2) | | Analog Integrated Circuit Design, by Tony Chan Carusone, David Johns, Kenneth Martin |
Analog layout:
| 1) | | The Art of Analog Layout, by Alan Hastings |
| 2) | | Fundamentals of Power Semiconductor Devices, by BJ Baliga |
| 3) | | Analog-to-Digital Conversion, by Marcel J.M. Pelgrom |
Digital design:
| 1) | | P. J. Ashenden, The Designer's Guide to VHDL, Morgan Kaufmann, 2008 |
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 29.4.2024 12:54:47, semestry: 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) |