Integrované systémy na čipu

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Role návrháře integrovaných systémů, úrovně abstrakce návrhu - Y

diagram. Definování specifikací studie proveditelnosti, kriteria

výběru vhodné technologie. Metodiky návrhu analogových, digitálních a

smíšených integrovaných systémů. Aplikačně specifické integrované

systémy - plně zákaznický návrh, hradlová pole, standardní buňky,

programovatelné obvody. Mobilní IO s nízkou spotřebou. Jazyky HDL,

logická a fyzická syntéza systému, Front End a Back End návrh,

problematika rozmístění, časové analýzy, návrh testů a testovatelnost

integrovaných systémů.

Požadavky:

https://moodle.fel.cvut.cz

Osnova přednášek:

1.Úloha a význam návrháře analogových a digitálních integrovaných

systémů. Metodologie návrhu analogových a digitálních integrovaných

systémů (top down, bottom up), úrovně abstrakce návrhu

2.Aplikačně specifické integrované systémy, typy, zásady hierarchie,

porovnání vlastností, ekonomika návrhu

3.Plně zákaznický návrh, metodologie analogového a smíšeného

návrhu. Kriteria výběru vhodné technologie.

4.CAD prostředky a metodologie pro návrh analogových a smíšených

integrovaných obvodů, návrhy RF systémů, mobilních low power

systémů.

5.Automatické generování analogových behaviorálních modelů,

metodologie návrhu „zdola nahoru“, makrobloky

6.Metodologie a principy návrhu analogově číslicových integrovaných

systémů, prostředky automatizovaného návrhu CAD, Funkční a časové

simulace, simulace, formální verifikace

7.Jazyky VHDL, Verilog, Verilog-A, Verilog-AMS,

8.Prostředky a metodologie automatizovaného návrhu digitálních

integrovaných systémů

9.Návrh „Front End“ - funkční specifikace, RTL, Logická syntéza,

Gate-level netlist, generování behaviorálních stimulů

10.Návrh „Back End“ - Výběr technologie (Design Kit), Mapování návrhu,

Návrh rozmístění (Floorplanning), propojení (place and route),

layout, Extrakce parazitních vlivů, layout versus schéma (LVS)

11.Metody fyzické syntézy, Rozmisťování funkčních bloků, zásady,

rozvod napájení, výpočet a simulace průchodnosti propojení,

verifikace

12.Rozvod hodinových signálů, výpočet zpoždění, statické a dynamické

časové analýzy

13.Testování, návrh testů, verifikace návrhu.

14.Technologická realizace, verifikace integrovaných systémů,

problematika převodu návrhu systému mezi jednotlivými

technologiemi.

Osnova cvičení:

1.Návrhový systém CADENCE (PC Lab)

2.Popis knihoven technologií CMOS, (PC Lab)

3.Ukázka postupu smíšeného návrhu, význam hierarchického členění,

abstrakce bloků. (PC Lab)

4.Ukázka postupu smíšeného návrhu, simulace, definování rozhraní,

simulátor Spectre AMS. (PC Lab)

5.Ukázka postupu smíšeného návrhu, jazyky HDL. (PC Lab)

6.Analogový layout, extrakce parazitik, kontrola návrhových pravidel. (PC Lab)

7.Digitální layout (Back end), umístění bloků, propojení, časové analýzy. (PC Lab)

8.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

9.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

10.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

11.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

12.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

13.Semestrální projekt - návrh číslicově analogového IO. (PC Lab)

14.Prezentace semestrálního projektu, zápočet (PC Lab)

Cíle studia:

Studijní materiály:

Michael Smith: Application-Specific Integrated Circuits, Addison-Wesley,

1998

P. Gray, P Hurst, s. Lewis, R. Mayer: Analysis and Design of Analog

Integrated Circuits, John Wiley and Sons, 2000

E. Sinencio, A. Andreou: Low-Voltage/Low-Power Integrated Circuits and

Systems, John Wiley and Sons, 1998

Mark Zwolinski : Digital System Design and VHDL , Prentice-Hall, 2000

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/enrol/index.php?id=411

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: