ČeskyEnglish

Popis předmětu - A2M34SIS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A2M34SIS Struktury integrovaných systémů Rozsah výuky:2+2c
Garanti:Jakovenko J. Role:P,V Zakončení:Z,ZK
Vyučující:Jakovenko J., Janíček V., Jeřábek V., Kulha P., Novák J.
Zodpovědná katedra:13134 Kreditů:5 Semestr:Z

Anotace:

Seznámení s metodologiemi návrhu analogových, digitálních a optoelektronických integrovaných systémů. Detailní popis technologických procesů pro výrobu IO; Technologie CMOS a její moderní submikronové trendy; topologie, návrhová pravidla. Technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS; Polymerová elektronika; optoelektronické a optické integrované obvody, technologie, materiály, principy a konstrukce.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD2M34SIS

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A2M34SIS

Osnovy přednášek:

1. Historický přehled vývoje Mikroelektroniky a integrovaných obvodů, Moorovy zákony, metody návrhu, součastné trendy.
2. Metodologie návrhu analogových, digitálních a mix-signal integrovaných systémů (top down, bottom up), úrovně abstrakce návrhu, Aplikačně specifické integrované systémy, typy, zásady hierarchie, porovnání vlastností, ekonomika návrhu
3. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - materiály, výroba monokrystalu, příprava substrátů, druhy litografie, leptání
4. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - iontová implantace, difúze, epitaxní růst, metody nanášení vrstev CVD, PVD, pouzdření integrovaných obvodů
5. Základní CMOS proces, technologický postup výroby, topologické masky, metody izolací, druhy CMOS procesů, technologie propojování
6. Moderní technologie IO, submikronové technologie, SOI technologie, technologie "Strained silicon", RF IO, víceúrovňová metalizace (dual Damascene).
7. 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?)
8. Specifika analogového návrhu, 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.
9. Specifika a postup návrhu digitálního návrhu IO, technologické požadavky, specifikace a metody abstrakce digitálního návrhu. Výběr technologie (Design Kit), Návrh rozmístění (Floorplanning), propojení (place and route), layout - kontrola návrhových pravidel, Extrakce parazitních vlivů. Rozmisťování funkčních bloků, zásady, rozvod napájení a hodin, význam verifikace.
10. Specifika smíšeného návrhu (mix-signal), technologické požadavky, specifikace návrhu, hierarchické členění, knihovny modely pro analogové a digitální bloky. Metody spojení analogových a digitálních bloků.
11. Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS, technologie, aplikace; Polymerová elektronika, význam, využití.
12. Základní rozdělení optoelektronických a optických integrovaných obvodů, vymezení oboru a základní principy a jevy využívané při jejich konstrukci.
13. Technologie integrované optoelektroniky a optiky, materiály a základní technologické postupy konstrukce hybridních a monolitických integrovaných obvodů.
14. Základní typy optoelektronických a optických integrovaných obvodů z hlediska jejich aplikace v informatice a senzorové technice jako jsou optické planární rozbočnice, optické multiplexery, optické mřížky, optické modulátory, planární optoelektronické vysílače, přijímače a zesilovače pro WDM a OTDM a.p.

Osnovy cvičení:

1. Úvod do Unixu a návrhového systému CADENCE. (PC Lab)
2. Knihovny technologií CMOS, Simulace analogových IO, Simulátor Spectre. (PC Lab)
3. Vlastnosti logických hradel a přenosového hradla CMOS. (PC Lab)
4. Ukázka analogového návrhu, tvotba testů. (PC Lab)
5. Vliv technologického rozprylu, Simulace v rozích (Corner analysis), Simulace Monte Carlo. (PC Lab)
6. Návrh topologie analogového IO. (PC Lab)
7. Návrh topologie analogového IO. (PC Lab)
8. Kontrola návrhových pravidel, extrakce parazitních kapacit. (PC Lab)
9. Ukázka Digitálního návrhu, simulace. (PC Lab)
10. Syntéza a verifikace digitálního návrhu. (PC Lab)
11. Návrh struktur optických součástek pro informatiku a optické senzory. (PC Lab)
12. Návrh struktur optoelektronických součástek pro informatiku a optoelektronické senzory, náhradní elektrické obvody optoelektronických součástek. (PC Lab)
13. Základní principy návrhu optických a optoelektronických integrovaných obvodů. (PC Lab)
14. Presentace prací, zápočet. (PC Lab)

Literatura:

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

Požadavky:

https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs

Poznámka:

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

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A2M34SIS

Klíčová slova:

Mikroelektronika, Návrh IO

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPIB Před zařazením do oboru V
MPEEM5 Ekonomika a řízení elektrotechniky V 1
MPEEM4 Ekonomika a řízení energetiky V 1
MPEEM2 Elektrické stroje, přístroje a pohony V 1
MPEEM1 Technologické systémy V 1
MPEEM3 Elektroenergetika V 1
MPKME1 Bezdrátové komunikace P 1
MPKME2 Multimediální technika P 1
MPKME5 Komunikační systémy P 1
MPKME3 Elektronika P 1
MPKME4 Sítě elektronických komunikací P 1
MPKYR4 Letecké a kosmické systémy V 1
MPKYR1 Robotika V 1
MPKYR2 Senzory a přístrojová technika V 1
MPKYR3 Systémy a řízení V 1


Stránka vytvořena 21.9.2017 17:47:44, semestry: L/2016-7, Z,L/2017-8, Z/2018-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.