BME VIK - IC tervezés

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Poppe András	egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Dr. Farkas Gábor	egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Dr. Gärtner Péter	egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz.

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Programtervezés, digitális tervezés, Elektronika I-II.

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:

7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy megismerteti az integrált áramkörök tervezésének eszközeit és módszereit, a korszerű számítógépes tervezőrendszerek felépítését és funkcióit. Ismereteket ad az ezen rendszerekben alkalmazott tervezési (szimulációs és szintézis) lépések algoritmusairól, részletesen bemutatja a standard cellás IC tervezés menetét a specifikációtól a részletes layuout kialakításáig. Érinti a tesztelhetőre tervezés kérdéseit, ismereteket ad az analóg tervezés és az RF tervezés területéről is.

8. A tantárgy részletes tematikája

Ismétlés, az IC technika alapjai

A planáris technológia lényege, maszkok. Egyenszilárdságú technológia, kihozatal. Tervezési szabályok, lambdás tervezés

(C)MOS alapismeretek. Alapkapuk és egyszerűbb áramkörök megvalósítása tranzisztor szinten: kapcsolási rajz, absztrakt layout, méretezés, részletes layout

Az IC tervezés metodikája

különböző absztrakciós szintek: leírásmódok, szimuláció, a terv ellenőrzése az adott absztrakciós szinten

Top-down és bottom-up design, hierarchikus tervezés.

Tervezőrendszerek

Magas szintű IC tervezés

Hardverleíró nyelvek (VHDL vagy Verilog). Viselkedési leírás, RTL leírás, struktúrális leírás.

IP alapú tervezés

Magas szintű szimuláció

Hardverszintézis

Standard cellás IC tervezés

Cellakönyvtár fogalma

Áramkörbevitel: logikai kapcsolási rajz, HDL szintű leírás, generált blokkok

Pre-layout szimuláció

Floor plan, részletes layout, post-layout szimuláció, gyártáselőkészítés

Tervezőrendszerek:

A nyílt tervezőrendszer fogalma.

A Cadence Opus rendszer, mint példa áttekintése (standard cellás, illetve tranzisztor szintű tervezés).

Tervezői "adatbázis", konfigurációs lehetőségek

Tesztelhetőre tervezés, tesztelés

Hibamodellek, hibaszimuláció

Kombinációs hálózatok tesztelése

Szekvenciális hálózatok tesztelése. A tesztelhetőség mértéke: beállíthatóság, megfigyelhetőség.

Tesztelhetőre tervezés egyszerű módszerei, scan design

Áramkörök felkészítése NYÁK szintű tesztelhetőségre: peremfigyelés (boundary scan)

Tranzisztor szintű áramkörtervezés

Standard cellák tervezése, full custom tervezés

Analóg áramkörök tervezése: analóg alapkapcsolások. Analóg layout-ok kialakításának szempontjai. Parazita hatások, illeszkedési szabályok. Layout visszafejtés, LVS

Az alkatrészek modellezési kérdései.

Az RF tervezés kérdései, modellezési problémák

Fizikai hatások figyelembevétele a szimuláció folyamán (pl. elektro-termikus szimuláció). Tokozás hatása (termikus, nagyfrekvenciás viselkedés)

Az IC technika perspektívái, trendek

Teljes rendszerintegráció egy chip-en: passziv alkatrészek, nem elektromos funkciók

Deep-submicron technológia problémái, disszipációsűrűség, vezetékezés kérdései

Temperature-aware design

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás, melynek keretében gyakorlati ismereteket is nyújtó példákat is ismertetünk, esettanulmány jelleggel, esetnként on-line számítógépi demonstrációval.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

A tárgyból egy db. nagyzárthelyit íratunk.. A vizsgára bocsátás és aláírás szerzés feltétele a min. elégséges zh. eredmény. A megszerzett aláírást későbbi vizsgázás esetén a TVSz szerint elfogadjuk.

b. A vizsgaidőszakban:

A tárgy vizsgával zárul. A vizsgáztatás módja: írásbeli vizsga, amelynek alapján a hallgatók elégségestől jóig megajánlott jegyet kapnak. Az elégtelen írásbeli elégtelen vizsgát jelent. A többiek javításért illetőleg jelesért szóbelizhetnek.

c. Elővizsga: a tárgyból nem tartunk elővizsgát.

11. Pótlási lehetőségek

Elégtelen nagy zh. estére a szorgalmi időszakban 1 pótlási lehetőséget biztosítunk. A nagy zh vizsgaidőszakban a TVSZ szerint pótolható

12. Konzultációs lehetőségek

Zh írás előtti napon, ill. vizsganapok előtti napon, továbbá az előadóval történő személyes egyeztetéssel.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Neil Weste, Kamram Eshranghian: Principles of CMOS VLSI design, 1993 ISBN 0-201-53376-6

Smith Douglas: HDL chip design, 2003 ISBN 0-9651934-3-8

CADENCE tervezői útmutatók, tanszéki sillabuszok

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	60
Félévközi készülés órákra	15
Felkészülés zárthelyire	30
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	15

Vizsgafelkészülés	30
Összesen	150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr.Poppe András	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz
Dr. Farkas Gábor	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz
Dr. Gärtner Péter	Egyetemi adjunktus	Elektronikus Eszközök Tsz.