TSEK36 Avancerad VLSI-konstruktion 2009

studiehandbok@lith

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet

År : 2009

TSEK36	Avancerad VLSI-konstruktion, 4 p / 6 hp /Advanced VLSI Design/ För: COE D IT SOC Y
	Prel. schemalagd tid: 50 Rek. självstudietid: 110
	Utbildningsområde: Teknik Ämnesgrupp: Elektroteknik Nivå (A-D):C Huvudområde: Elektroteknik Nivå (G1,G2,A): A
	Mål: Denna kurs syftar till att ge studenterna kunskap och erfarenhet inom design av avancerade VLSI-kretsar och chip i dagens och framtidens nanometer CMOS teknologier. Efter kursen ska studenten kunna: förstå möjligheter och begränsningar i avancerade CMOS teknologier. tillämpa små- och storsignal modellering av transistorer för analoga och digitala kretsar. analysera och konstruera ofta använda analoga och mixade digitala/analoga kretsbyggblock, vilket inkluderar single-ended och differentiella förstärkarsteg, samplingskretsar, mm. konstruera, analysera och utvärdera VLSI kretsar med hög prestanda och låg känslighet för icke ideala effekter så som brus, störningar, processvariationer och temperatur. behärska grunderna i användning av dagens professionella kretssimulatorer för konstruktion av VLSI kretsar. uppvisa förståelse om ledningar och ledningskonstruktion på chip. uppvisa grundläggande kunskap om kommunikation, timing, synkroniseringmetoder och relaterade kretstekniska lösningar på chip.
	Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan) Digitala integrerade kretsar OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
	Påbyggnadskurser VLSI Design Projekt
	Organisation: Denna kurs består av 13 föreläsningar, 6 lektioner och 12 timmar (3 tillfällen) med laborationsuppgifter. Lektionerna ger stöd åt kursen genom detaljerad analys av vissa exempelproblem, och laborationerna ger studenten möjlighet att lära sig kretsdesign, simulering och utvärderingsmetodik med hjälp av ett professionellt CAD verktyg och standard CMOS processmodeller.
	Kursinnehåll: Kursen fokuserar på följande ämnen: Möjligheter och begränsningar i avancerade CMOS teknologier. Modellering av MOS transistorer och passiva element för analoga och digitala kretsar. Kretsanalys, design och simuleringsstrategier för att utvärdera analoga och digitala integrerade CMOS kretsar. Som representativa designexempel analyseras olika förstärkarsteg, sampling kretsar, ström och spänningsgeneratorer, och andra grundläggande kretsblock. Kretsanalyserna kommer att behandla icke ideala effekter så som brus och variationer i processparametrar, spänningar och temperatur. Design av ledningar på chipet och I/O kommunikationskretsar. Här inkluderas studier av fördröjningsmodeller av ledningar för datatransmission vid hög hastighet såväl som effekt och analys av prestanda av drivar- och mottagarkretsar. Tekniker för timing och synkronisering på chip, vilket inkluderar nalys av klockgenerering, klockdistribution, klockkretsar såsom vippor och latchar. Viktiga kretsar för klockning såsom PLL (faslåst loop) och DLL (fördröjningslåst loop) kommer även att diskuteras. Analys av effektförbrukning, spänningsdistribution och spänningshantering på avancerade VLSI chip. �-versikt av tillvärkningskrav såsom produktpålitlighet, men även testmetoder för chip. BAKGRUND OCH MOTIVERING: Dagens och framtidens avancerade VLSI-chip kan enkelt innehålla uppåt en miljard transistorer på en enda kiselbit med en area på några kvadratmillimeter! Självklart är inte denna kolossala mängd transistorer placerade på måfå, utan varje transistor är noggrant designad och placerad för att göra sitt jobb, och interagera med andra transistorer och kretsar . Trots 6-7 olika metallager elektriskt isolerade ifrån varandra, kan man lätt inse att det kan bli en mardröm att placera ut och koppla ihop alla dessa transistorer! Detta kan låta avancerat och utmanande men vi har inte ens skrapat på ytan ännu! Trots att layouten av hela chipet är korrekt så är det inte säkert att chipet gör det som det skulle göra. Klarar kretsen av alla designkrav avseende effektförbrukning och prestanda som måste mötas trots ökande spridning för processparametrarna? Togs det hänsyn till alla bruskällor och osäkerheter i kretsdesignen. Användes rätt kretstopologier för att får tillräckligt robust prestanda? Kommer verkligen designen fungera för minst 90% av alla chip som säljs till kunderna? �?� ELLER har du just misslyckats med ett projekt i mångmiljonklassen?
	Kurslitteratur: Behzad Razavi, "Design of Analog CMOS Integrated Circuits", 1st Edition McGraw-Hill Higher Education, ISBN 0-07-238032-2 Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, Borivoje Nikolic, "Digital Integrated Circuits", Prentice Hall, Second Edition (International edition), ISBN 0-13-120764-4
	Examination:
TEN1 LAB1	Skriftlig tentamen (U,3,4,5) Laborationer (U,G)	4 hp 2 hp

Undervisningsspråk är Engelska.
Institution: ISY.
Studierektor: Tomas Svensson
Examinator: Atila Alvandpour
Länk till kurshemsida på kursgivande institution
Ansvarig programnämnd: Elektro&Fysik

Engelsk kursplan

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.

Om inget annat anges ovan gäller betygsskala enligt avsnitt a8.5 i de gemensamma bestämmelserna.

Kursplanen gäller för 2009 enligt beslut av ansvarig programnämnd/fakultetstyrelse.

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet
Informationsansvarig: TFK , val@tfk.liu.se Senast ändrad: 06/25/2009