Návrh integrovaných obvodů pro informatiku

Přednášející:

Jiří Jakovenko (gar.)

Cvičící:

Jiří Jakovenko (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Metody návrhu integrovaných obvodů, historický přehled. Seznámení se základními funkčními strukturami a technologiemi. Technologie CMOS a její varianty, topologie a rozmístění součástek na čipu, návrhová pravidla. Ovládání vlastností CMOS tranzistorů, zabudovaný kanál, LDD struktura. Parazitní struktury, Latch-up. Zmenšování rozměrů funkčních struktur CMOS. Základní bloky analogových CMOS integrovaných obvodů. Struktury bipolárních IO, BiCMOS. Spolehlivost a testování IO, testovací struktury.

Požadavky:

http://www.micro.feld.cvut.cz/home/X34NII

Osnova přednášek:

1. Historický přehled vývoje IO, metody návrhu.

2. Základní elektrické vlastnosti MOS struktury, náboje ve struktuře, C-U charakteristiky.

3. MOST - prahové napětí, lineární a saturační oblast, modely.

4. Technologický proces výroby IO.

5. Technologický proces CMOS (NMOS, PMOS) a jeho varianty.

6. Ovládání vlastností CMOST, zabudovaný kanál, LDD struktura. Parazitní struktury, Latch-up.

7. Návrh topologie IO, návrhová pravidla.

8. Zmenšování rozměrů funkčních struktur CMOS - Scaling, budoucnost integrace, submikronový CMOST.

9. Základní bloky analogových CMOS IO (Proudové zdroje, proudové a napěťové reference).

10. Základní bloky analogových CMOS IO (dif stupeň, aktivní zátěž, invertor).

11. Parametry logických hradel NMOS a CMOS. Ztrátový výkon log. hradla.

12. Struktury bipolárních IO, BiCMOS.

13. Pasivní struktury v IO a jejich modely.

14. Testování a spolehlivost IO, testovací struktury.

Osnova cvičení:

1. Úvod do návrhového prostředí CADENCE, knihovny technologií CMOS, SPICE modely.

2. Statické vlastnosti invertoru CMOS, obvodový simulátor, netlist.

3. Dynamické vlastnosti invertoru CMOS, transientní a AC analýza.

4. Návrhová pravidla, layout tranzistorů NMOS a PMOS.

5. Návrh topologie IO, hierarchie, zásady rozmisťování napájecích a datových cest.

6. Přenosové hradlo. Návrh logických hradel NAND, NOR, XOR.

7. Návrh proudového zdroje, proudové a napěťové reference.

8. Návrh diferenčního stupně.

9. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

10. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

11. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

12. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

13. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

14. Předvedení semestrálního projektu, zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Adamčík, I.: Struktury a technologie mikroelektroniky. Skripta ČVUT, Praha 1992

2. Pucknell, D., Eshraghian, K.: Basic VLSI Design. Prentice Hall, 1988

3. Weste, N., Eshraghian, K.: Principles of CMOS VLSI Design. Add.-Wesley, 1992

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Výpočetní technika - softwarové inženýrství- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Ekonomika a řízení energetiky- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Ekonomika a řízení v elektrotechnice- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Výpočetní technika - systémové programování- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Výpočetní technika - počítačová grafika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Výpočetní technika - počítačové sítě a internet- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Výpočetní technika - projektování číslicových systémů- strukturované studium (povinně volitelný předmět)