Design of Integrated Circuits

Přihlaste se pro přístup do kurzu.
Toto je tzv. shluknutý kurz. Skládá se z několika samostatných předmětů, které sdílejí výukové materiály, úkoly, testy apod. Níže si můžete zobrazit informace o jednotlivých předmětech tvořících tento shluk.
Integrated Systems Design AE2M34NIS
Kredity 5
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Main tasks of integrated circuits designer; design abstraction levels - Y chart. Definitions of specification, feasibility study, criteria for technology and design kits selection. Integrated systems design and simulation methodologies. Main features of full custom design, gate array, standard cells, programmable array logic. Design aspects of RF and mobile low power systems. Verilog-A, Verilog-AMS, VHDL-A. Logic and physical synthesis. Frond End and Back End design. Floorplanning, place and route, layout, parasitic extraction, time analysis, testbenches design and verification. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AE2M34NIS
Cíle studia
Žádná data.
Osnovy přednášek
1. Main tasks of analogue and digital integrated circuits designer; design methodologies (top down, bottom up), design abstraction levels - Y chart.
2. Application specific integrated circuits systems types, full custom design, gate array, standard cells, programmable array logic; main features, economical aspect of the design.
3. Full customs integrated systems, feasibility study, specification, criteria for technology and design kits selection.
4. World standards and CAD tools for analog and mix-signal integrated circuits design, design of RF and mobile low power systems.
5. Design tools for automatic generation of analog behavior models, bottom up design methodology, macro blocks.
6. Design principles of mix-signal integrated circuits, purpose of hierarchical design, digital and analogue block interface, CAD design tools for automatic circuit generation; functional and static time analysis, formal verification; Verilog-A, Verilog-AMS, VHDL-A.
7. Design aspects of radiofrequency integrated circuits ( RFIC WLAN), design methodologies, main architectures, technologies, Sectre RF simulator.
8. Design tools and methodologies for digital integrated circuits and systems; language VHDL, Verilog; library cells; parameters extractions for library cells development.
9. Frond end design - functional specification, RTL, logic synthesis, Gate-level netlist, behavioral stimulus extraction.
10. Back End design - specification of Design Kit, mapping of the design, Floorplanning, place and route, layout, parasitic extraction, layout versus schema check (LVS).
11. Methods of physical synthesis, placement of functional blocks, power lines design and distribution, simulation of interconnect continuity, design verification.
12. Distribution of clock signal, calculating of delay, static and dynamic timing analysis.
13. Testing, design of testbenches, design verification methods.
14. Tape out and fabrication, integrated systems verification, scaling and design mapping to different technologies.
Osnovy cvičení
1. CADENCE design system
2. CMOS Design kit description, library cells
3. Demonstration of mix-signal design - hierarchical structuring, design cells abstraction.
4. Demonstration of mix-signal design - simulations, interface definition, Spectre AMS simulator.
5. Demonstration of mix-signal design - corner analysis.
6. Analogue layout, parasitic extraction, design rule check.
7. Digital layout (Back End design), Floorplanning, routing, timing analysis.
8. Student project - design of mix-signal IC.
9. Student project - design of mix-signal IC.
10. Student project - design of mix-signal IC.
11. Student project - design of mix-signal IC.
12. Student project - design of mix-signal IC.
13. Student project - design of mix-signal IC.
14. Student project presentation, final assessment.
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
Design of Integrated Circuits (Hlavní kurz) BE2M34NIS
Kredity 6
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky angličtina
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Úloha návrháře integrovaných systémů, úrovně abstrakce návrhu - Y diagram. Definování specifikací studie proveditelnosti, kritéria výběru vhodné technologie. Metodologie modelování a simulace integrovaných systémů. Porovnání vlastností - plně zákaznický návrh, hradlová pole, standardní buňky, programovatelné obvody; aspekty návrhu vysokofrekvenčních integrovaných obvodů. Jazyky HDL, HDL-A, logická a fyzická syntéza systému. Frond End a Back End návrh. Problematika rozmístění (floorplaning), časové analýzy, návrh testů a verifikace integrovaných systémů.
Cíle studia
Žádná data.
Osnovy přednášek
1. Úloha a význam návrháře analogových a digitálních integrovaných systémů; metodologie návrhu IO (top down, bottom up), úrovně abstrakce návrhu - Y diagram.
2. Typy aplikačně specifických integrovaných systémů, plně zákaznický návrh, hradlová pole, standardní buňky, programovatelné obvody; typy, porovnání vlastností, ekonomické aspekty návrhu.
3. Plně zákaznické integrované systémy, studie proveditelnosti, definování specifikací, kritéria výběru vhodné technologie.
4. CAD prostředky a standardy pro návrh analogových a smíšených integrovaných obvodů, návrhy RF systémů, integrovaných systémů s nízkou spotřebou.
5. Prostředky pro automatické generování analogových behaviorálních modelů, metodologie návrhu "zdola nahoru", makrobloky.
6. 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.
7. Aspekty návrhu vysokofrekvenčních a radiových integrovaných obvodů (RFIC WLAN), metody návrhu, architektury; technologie, simulátor Spectre RF.
8. Prostředky a metodologie automatizovaného návrhu digitálních integrovaných systémů; Jazyky VHDL, Verilog; knihovní buňky; extrakce parametrů pro knihovní buňky.
9. Návrh "Frond End" - funkční specifikace, RTL, Logická syntéza, Gate-level netlist, generování behaviorálních stimulů.
10. Návrh "Back End" - výběr výrobní 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. Finalizace návrhu a technologická realizace, verifikace integrovaných systémů, problematika převodu návrhu systému mezi jednotlivými technologiemi.
Osnovy cvičení
1. Návrhový systém CADENCE (PC Lab)
2. Popis knihoven technologií a design kitů CMOS, (PC Lab)
3. Ukázka postupu smíšeného návrhu, význam hierarchického členění, abstrakce bloků. (PC Lab)
4. Analogově digitální návrh, typy simulací, definování rozhraní, simulátor Spectre AMS. (PC Lab)
5. Analogově digitální návrh, simulace v rozích (Corner analysis), Monte Carlo analýza. (PC Lab)
6. Analogový layout, metodika, extrakce parazitik, kontrola návrhových pravidel. (PC Lab)
7. Digitální layout (Back end), metodika, 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)
Literatura
B. Razavi: Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGRAW-Hill, 2001
B. Murari, F. Bertotti, G.A.Vignola: Smart Power ICs, Springer, 2002
P. Gray, P Hurst, s. Lewis, R. Mayer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, John Wiley and Sons, 2000
Požadavky
Žádná data.