Návrh analogových integrovaných obvodů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními trendy v oblasti analogových a mix-signal integrovaných obvodů a čipů. Studenti se postupně seznámí srolí návrhářů analogových čipů, jednotlivými návrhovými metodami, tak i potřebnými integrovanými strukturami a jejich metodami návrhu. Bude probrán význam počítačového modelování i tvorby topologie samotného čipu.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Úloha a význam návrháře analogových a digitálních integrovaných systémů; metodologie návrhu IO (top down, bottom up), úrovně abstrakce návrhu -Y diagram.

2.Analogové integrované struktury, proudová zrcadla, zesilovací stupně, diferenční pár.

3.Návrh integrovaného dvoustupňového operačního zesilovače, určení specifikací, stability, zesílení, doby přeběhu.

4.Integrovaný operační zesilovač, postup návrhu, výpočet jednotlivých parametrů tranzistorů, návrh kmitočtové kompenzace, možnosti změn jednotlivých parametrů návrhu.

5.Plně zákaznické integrované systémy, studie proveditelnosti, definování specifikací, kritéria výběru vhodné technologie.

6.CAD prostředky a standardy pro návrh analogových a smíšených integrovaných obvodů, návrhy RF systémů, integrovaných systémů s nízkou spotřebou.

7.Prostředky pro automatické generování analogových behaviorálních modelů, metodologie návrhu „zdola nahoru“, makrobloky.

8.Prostředky pro návrh IO, simulace a testování mikroelektronických systémů. Metodologie návrhu digitálních, analogových a smíšených integrovaných systémů. Druhy analýz (DC, Transient, AC, Noise, PSS, PAC?)

9.Aspekty návrhu vysokofrekvenčních a radiových integrovaných obvodů (RFIC WLAN), metody návrhu, architektury; technologie, simulátor Spectre RF.

10.Principy návrhu smíšených analogově číslicových integrovaných systémů, význam hierarchického členění návrhu, rozhraní mezi číslicovým a analogovým blokem, prostředky automatizovaného návrhu CAD; funkční a časové simulace, formální verifikace; jazyky Verilog-A, Verilog-AMS, VHDL-A.

11.Návrh analogového integrovaného systému -technologické požadavky, abstrakce analogového návrhu a hierarchické členění (Hierarchy editor), modely a knihovny pro analogové bloky; Návrh topologie, návrhová pravidla, parazitní struktury, extrakce parazitních analogových struktur, tvorba analogových knihoven.

12.Specifika smíšeného návrhu (mix-signal), technologické požadavky, specifikace návrhu, hierarchické členění, knihovny modely pro analogové a digitální bloky. Metody spojení analogových a digitálních bloků.

13.Finalizace návrhu a technologická realizace, verifikace integrovaných systémů, problematika převodu návrhu systému mezi jednotlivými technologiemi.

14.Finalizace návrhu a technologická realizace, verifikace integrovaných systémů, problematika převodu návrhu systému mezi jednotlivými technologiem

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními trendy v oblasti analogových a mix-signal integrovaných obvodů a čipů. Studenti se postupně seznámí srolí návrhářů analogových čipů, jednotlivými návrhovými metodami, tak i potřebnými integrovanými strukturami a jejich metodami návrhu. Bude probrán význam počítačového modelování i tvorby topologie samotného čipu.

Studijní materiály:

Kompletní prezentace kpřednáškám, prezentace a návody klaboratorním cvičením (Moodle FEL ČVUT).

Doporučená literatura:

Yang, Xiaokun: Integrated Circuit Design IC Design Flow and Project-Based Learning, Taylor & Francis Ltd, ISBN: 9781032030791, 2024

Adel S. Sedra, P Smith: Microelectronic Circuits, 8th Edition, Oxford University Press, ISBN: 9780190853501, 2020

Behzad Razavi :Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill Education, 2016

James D. Plummer, Peter B. Griffin: Integrated Circuit Fabrication: Science and Technology, 1st Edition, Cambridge University Press, ISBN: 978-1009303583, 2024

J. Vobecký, V. Záhlava: Elektronika součástky obvody principy a příklady, Grada, 2010

David J. Kinniment: Synchronization and Arbitration in Digital Systems., Wiley 200

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a integrované systémy (povinný předmět programu)