Počet kreditů 6
Vyučováno v Zimní
Rozsah výuky 2P+2C
Garant předmětu
Přednášející
Cvičící

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.

Student musí dobře rozumět principu funkce elektronických součástek (unipolární, bipolární tranzistor) a obvodové analýze. Předpokládá se znalost modelování a simulace elektronických obvodů.

Student bude rozumět problematice návrhu integrovaných obvodů a integrovaných systémů.

  1. Historický přehled vývoje integrovaných systémů a integrovaných obvodů, metody návrhu, současné 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, příprava substrátů, druhy litografie (DUV, EUV, Elektronová, X-Ray), leptání (Plazmatické, Iontové)
  4. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - iontová implantace, difúze, epitaxní růst, metody nanášení vrstev CVD, PVD, Planarizace, Metalické spoje, 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. 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.
  9. Návrh číslicového integrovaného systému, technologické požadavky, specifikace a metody abstrakce digitálního návrhu. Výběr technologie (Design Kit), Popis pomocí HDL jazyků, Syntéza.
  10. Fyzická syntéza číslicového obvodu - návrh topologie čipu, rozmístění, propojení; kontrola návrhových pravidel, extrakce parazitních vlivů. Rozmisťování funkčních bloků, zásady, rozvod napájení a hodin, význam verifikace.
  11. Specifika smíšeného návrhu (mix-signal), technologické požadavky, specifikace návrhu, hierarchické členění, knihovny modely pro analogové a digitální bloky. Metody spojení analogových a digitálních bloků.
  12. Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS, technologie, aplikace
  13. Testování a diagnostika integrovaných systémů - význam a fáze testování, návrh pro výrobní proces a výtěžnost, používané metody
  14. Rezerva

  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)

https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=2454

Rozvrh předmětu
Po
Út
St
Čt
PřednáškyCvičení