Mikroelektronikai tervezés

A Mikroelektronikai tervezés tárgy megismerteti az áramkörök tervezésének eszközeit, realizálásának és ellenőrzésének módjait és módszereit. Tárgyalja a kisebb sorozatszámú gyártásban vagy prototípus készítésekor használt programozható eszközök és integrált áramkörök jellemzőit. Ismerteti a korszerű számítógépes tervezőrendszerek felépítését és funkcióit. Ismereteket ad az ezen rendszerekben alkalmazott tervezési (szimulációs és szintézis) lépések algoritmusairól, részletesen bemutatja a standard cellás IC tervezés menetét a specifikációtól a részletes layout kialakításáig. Megismerteti a digitális rendszerek magas szintű leírására és tervezésére szolgáló nyelveket, a programozható eszközök típusait, a hozzájuk kapcsolódó fejlesztő rendszereket.

Követelmények

• Zárthelyi: A félév során 1 db. zárthelyit íratunk; az aláírás megszerzéséhez legalább elégséges szinten teljesítendő. A megszerzett aláírás a következő szemeszterben továbbvihető.
• Vizsga: A tárgyból kötelező írásbeli vizsga van, a vizsgázó 6 kérdést kap az előadásokon elhangzott anyagból. A vizsga időtartama 60 perc.

Tematika

- Digitális áramkörök megvalósítási lehetőségei (full-custom, semi-custom, PLA, CPLD, FPGA…). Különböző hardver eszközök megvalósítási alternatívái.
- Közös előre tervezés és gyártás, full-custom-tól az FPGA-ig. Az ASIC tervező feladatai.
- Hardver-szoftver co-design.
- Design flow, production flow.
- Szinkron és aszinkron digitális áramkörök, Low Power design általános kérdései.
- A VC (Virtual Component) és az IP (Intellectual Property) alapú tervezés

- Statikus és dinamikus CMOS és BiCMOS áramköri megvalósítások.
- Áramkörszimuláció, modellek, modellparaméterek.
- Logikai szimuláció, modellek, paraméterek meghatározása áramköri szimulációból. Funkcionális és strukturális teszt.
- Hibamodellek, strukturális tesztgenerálás, hibaszimuláció. Digitális teszt-automaták. Tesztelhetőre tervezés. Scan-Path.
- Tervező rendszerek (Mentor, Cadence, …), top-down és bottom-up tervezési stílus.
- Integrált áramkörök gyártásához szükséges maszkok és technológiák. Layout tervezési szabályok.
- Cella elhelyezési és huzalozási módszerek.
- Tervezés HDL-lel. A szintézis lépései. Verilog utasítások, hatásuk a szintézisre. Szintézis és időzítés. Timing analysis, wire-load modell, előzetes elhelyezés.

- Mikroprocesszorok, mikrokontrollerek és jelfeldolgozó processzorok felépítése és működése. Neumann- és Harvard-struktúrájú processzorok. Statikus és dinamikus memóriák.
- FPGA eszközök technológiafüggő tervezési lépései (formátumkonverterek, logikai particionáló, leképező, elhelyező és huzalozó modulok).
- GPP, FPGA, SoC, SiP, Mikrokontroller eszközök felépítése, működése, fogyasztása, költségek.
- Program és adatmemória, I/O műveletek, megszakítás, DMA kezelés, beviteli eszközök illetve kijelzők illesztése, működtetése.
- Szimuláció, tesztelés, bemérés, gazdaságosság.

Segédanyagok

A tárgyhoz tartozó segédanyagok (jegyzet, előadás diák, gyakorlati anyagok) a Tárgyhonlapról tölthetők le.

Vizsgák

• 2013:
  • 2013.05.27-ei vizsga
  • 2013.06.13-ai vizsga