Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Elektronika I., Elektronikai technológia, Digitális technika

Nagybonyolultságú (VLSI) integrált áramkörök konstrukciójának, fontosabb jellemzőinek és tipikus alkalmazási területeinek bemutatása, mind a tisztán logikai elemeket, mind az analóg áramköri egységeket is tartalmazó megoldásokra.

VLSI áramkörök konstrukciós kérdései. A tervezés lépései, CAD rendszerek. Tervezés magasszintű nyelveken (VHDL). Áramköri elrendezés, layout minimalizálás, parazita elemek. Az áramkörök szimulációja. A tesztelés problémái. Megtervezett eszközök technológia-független újrahasznosítása.

Statikus és dinamikus CMOS és BiCMOS logikák. TTL, ECL és CML rendszerek. GaAs alapú logikák. A teljesítmény-sebesség szorzat. A sebesség-növelés és fogyasztás-csökkentés eszközei és problémái, hagyományos és újszerű alapáramkörök. Adiabatikus és töltés-visszanyerő áramköri megoldások.

Mikroprocesszorok, mikrokontrollerek és jelfeldolgozó processzorok felépítése, főbb egységeinek áramköri megoldásai. Harvard-struktúrájú processzorok. Statikus és dinamikus memóriák, redundáns áramkörök alkalmazása. Flash-memóriák, PCMCIA-kártyák. Dual-port memóriák, FIFO-k, barrel-shifterek és jellemző alkalmazási területeik. A műsorszórás, a hírközlés, az automatika és az orvoselektronika jellegzetes VLSI áramköreinek felépítése és alkalmazása. Az Intellectual Property (IP) fogalma. Kommunikáció chipen belül és chipek között. Az I2C busz működése.

Programozható logikai hálók, maszk-programozott áramkörök. Alkalmazás-specifikus integrált áramkörök (ASIC). A felhasználó által programozható áramkörök. Az FPGA és EPLD struktúrák változatai és alkalmazásuk szempontjai; illékonyság, rekonfigurálhatóság. Az anti-fuse struktúra. Időzítési kérdések. A programozható-, valamint a közvetlenül sziliciumra tervezett áramkörök összevetése műszaki és gazdaságossági szempontok alapján.

Az analóg és a vegyesen digitális/analóg áramkörök felépítése. Integrált műveleti erősítők, komparátorok, áramtükrök. Offset-kompenzálás, zaj, slew-rate, kivezérelhetőség. A/D és D/A átalakítók, jellegzetes konstrukciós problémáik; szimmetria-követelmények, kalibrálás, hőfokstabilitás. A töltés-újraelosztásos A/D átalakító működése. Flash-átalakítók, a subrange technika. Feszültség-referencia és feszültség-megemelő áramkörök. Kapcsolt kapacitású szűrők működése. Sejtprocesszorok, neurális hálózatok. Nagyfrekvenciás integrált áramkörök speciális konstrukciós megoldásai; integrált induktivitások. Rádiófrekvenciás erősítők, vevők, transmitterek, frekvencia-szintetizálók, feszültség-vezérelt oszcillátorok, fázis-zárt hurkok, hálózat-interfészek áramkörei. Intelligens (smart power) teljesítmény-áramkörök.

Előadás, amelynek keretében néhány, gyakorlati ismereteket is nyújtó példát ismertetünk.

1. A szorgalmi időszakban: A félév elején egy kb. 15 óra otthoni elfoglaltságot jelentő házifeladatot adunk ki a második héten, beadás a 8. héten. A tárgyból 1 db. nagyzárthelyit íratunk. A vizsgára bocsátás feltételei: a feladat legalább elégséges szintű teljesítése és a nagyzárthelyi minimum elégséges szintű megírása.. A megszerzett aláírás a következő szemeszterekben érvényes.
2. A vizsgaidőszakban: A vizsgáztatás módja: irásbeli vizsga, amelynek alapján a hallgatók az elégségestől a jó-ig megajánlott jegyet kapnak. Az elégtelen irásbeli elégtelen vizsgát jelent. A többiek javításért, illetőleg jelesért szóbelizhetnek.
3. Elővizsga: Az elővizsga feltétele minimum 4-es nagyzárthelyi eredmény.

A nagyzárthelyi pótlására a félév során egy alkalommal lehetőséget biztosítunk. Vizsgaidőszakban a nagyzárthelyi a TVSz szerint pótolható. A feladat vizsgaidőszakban történő beadására nincs mód.

Zh írás előtt ill. vizsganapok előtt az előadóval történt személyes egyeztetéssel lehet konzultálni.

Mikroelektronika és Elektronikai Technológia, Szerk. Dr. Mojzes I., Műszaki Könyvk., 1996.

A. Douglas, P. K. Eshraghian: Basic VLSI Design, Systems and Circuits. Prentice Hall, 1988.

P. E. Allen, D. R. Holbery: CMOS Analog Circuit Design, Oxford Ed., 1987

D. Green: Digital Electronics, Addison Wesley, 1998.

J. B. Kuo, J. Lou: Low-Voltage CMOS VLSI Circuits, J. Wiley, 1999.

A hallgatók ezen felül 4-5 angol nyelvű, a tematikával foglalkozó összefoglaló cikk sokszorosított másolatát is megkapják.

: