Mikroelektronski sistemi

Visokošolski učitelji: Strle Drago
Sodelavci: Nahtigal Uroš

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

Poznavanje splošnih vsebin:

• matematike, fizike, merilnih metod in instrumentacije, osnove polprevodnikov in polprevodniške elektronike,

Poznavanje strokovnih vsebin:

• Zvezni signali in sistemi, Linearna elektronika, Analogna elektronska vezja, Digitalna elektronska vezja,
• Analogna integrirana vezja in sistemi

Vsebina:

METODOLOGIJA NAČRTOVANJA: metodologija načrtovanja mikroelektronskih sistemov od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor ter uporaba modernih načrtovalskih orodji.

KOMPLEKSNI ANALOGNO/DIGITALNI GRADNIKI: Analogno-digitalni in digitalno-analogni pretvorniki, Fazno sklenjene zanke, mešsalniki, fazni detektorji, kompleksni filtri,

MODELIRANJE MIKROELEKTRONSKIH SISTEMOV: Matlab/simulink in VHDL-AMS jezika za opis mešsanih analogno-digitalnih sistemov in senzorjev/aktuatorjev, sočasne simulacije kompleksnega mikroelektronskega sistema na različnih nivojih, uporaba orodji za modeliranje in sočasno simulacijo itd.,

PARAZITNI POJAVI: trenutnih ter bodočih tehnoloških procesov (presluh, leakage, zakasnitve, sum, elektro migracija ter omejitve modernih tehnologij)

MEJE CMOS TEHNOLOGIJE:kam vodi zmanjševanje struktur, novi elementi (SET), vpliv na načrtovanje digitalnih in analognih integriranih vezij ter mikro-elektronskih sistemov, optimizacija moči, redundanca,...

IZBRANA POGLAVJA IZ: testiranja, testabilnosti, BIST in zanesljivosti mikroelektronskih sistemov.

Cilji in kompetence:

Glavni cilji predmeta so: Načrtovanje mesanih analogno/digitalnih gradnikov, razumevanje problemov, ki nastanejo pri realizaciji integrianih VLSI mikroelektronskih sistemov in obvladovanje postopkov ter modernih načrtovalskih orodji, jezikov za opisov in modeliranja ter sočasno simulacijo analognih in digitalnih podsistemov ter senzorjev in/ali aktuatorjev. Poleg tega bodo studentje seznanjeni s trendi realizacije mikroelektronskih sistemov v prihodnosti. za prihodnjih 10 do 15 let in glavnimi omejitvami, ki narekujejo razvoj.

Predvideni študijski rezultati:

Poznavanje teoretičnih osnov pri načrtovanju mešanih analogno digitalnih mikroelektronskih sistemov,metode modeliranja, analize, sinteze, in simulacij z uporabo CAD orodji za načrtovanje kompleksnih mešanih analogno-digitalnih mikroelektronskih sistemov

Metode poučevanja in učenja:

a) Predavanja na katerih se študentje seznanijo z osnovnimi teoretičnimi koncepti, metodami, gradniki in integracijo Mikroelektronskih sistemov. V okviru predavanj se teoretični temelji podkrepijo z računskimi primeri. Nadgradnja so vabljena predavanja priznanih strokovnjakov iz univerz in-ali industrije. V času predavanj skupina študentov predstavi seminarsko nalogo iz tematike.

b) Laboratorijske vaje, kjer se študentje seznanijo s praktičnim pistopom pri načrtovanju preprostega Mikroelektronskega sistema in uporabo modernih visoko-nivojskih načrtovalskih orodji (Matlab/Simulink). Laboratorijske vaje bodo organizirane na osnovi projektega dela, kjer bodo skupine študentov pod vodstvom podagoga načrtale preprost mikroelektronski sistem.

Gradiva

1. P.J. Ashenden, "The systems designers guide to VHDL-AMS," Morgan Kaufmann publ., 2003
2. R. Plasche, "Integrated Analog-to-digital and Digital-to-analog Converters," Kluwer Academic publishers, 2002
3. F. Maloberti, "Data Converters, " Springer, 2007
4. G.T.A. Kovacs, "Microamchinned transducers source book," McGraw-Hill, 1998