Mikroelektronski sistemi

Opis predmeta

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, mešalniki, fazni detektorji, kompleksni filtri,

MODELIRANJE MIKROELEKTRONSKIH SISTEMOV: Matlab/simulink in Verilog-AMS jezika za opis mešanih 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.

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 2. stopnja

Cilji in kompetence

Glavni cilji predmeta so naučiti študente da bodo sposobni načrtovati mešana analogno/digitalna integrirana vezja in gradnike, da bodo sposobni analize obstoječih struktur ter sinteze novih vezji, ki so potrebna pri realizaciji mikroelektronskih sistemov. Pri tem se bodo naučili obvladovanja postopkov in uporabe modernih načrtovalskih orodji, jezikov za opis in modeliranje ter simulacijo analognih in digitalnih podsistemov, skupaj s senzorji ali aktuatorji.

Poleg tega bodo študentje seznanjeni s trendi realizacije mikroelektronskih sistemov v prihodnosti.

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 pristopom pri načrtovanju preprostega Mikroelektronskega sistema in uporabo modernih visoko-nivojskih načrtovalskih orodji (Matlab/Simulink).

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

Uporabiti osnovne teoreme o vzorčenju, kvantizaciji, ztransformaciji, itd. pri analizi, sintezi in načrtovanju mikroelektronskih sistemov,
Razumeti kompleksne specifikacije
Načrtovati preprosta mešana analognodigitalna integrirana vezja in sisteme v CMOS tehnologiji,
Modelirati mikroelektronske sisteme na visokem hierarhičnem nivoju z uporabo različnih načrtovalskih jezikov in orodji (Matlab, Verilog-AMS),
Uporabiti realizirane module pri gradnji mikroelektronskih sistemov,
Uporabiti moderna načrtovalska orodja za načrtovanje in simulacijo preprostih mikroelektronskih sistemov na visokem nivoju abstrakcije,
Vrednotenje simulacijskih rezultatov ter primerjava rezultatov in specifikacij,
Vrednotenje vpliva parazitnih pojavov na parametre mikroelektronskega sistema,
Poznavanje konceptov testabilnosti.

Temeljni viri in literatura

P.J. Ashenden, "The systems designers guide to VHDL-AMS," Morgan Kaufmann publ., 2003.
R. Plasche, "Integrated Analog-to-digital and Digital-to-analog Converters, "Kluwer Academic publishers, 200
F. Maloberti, "Data Converters, " Springer, 2007.
G.T.A. Kovacs, "Microamchinned transducers source book," McGraw-Hill, 1998.
Kopije prosojnic predavanj in navodila za laboratorijske vaje/Copies of lecture slides and instructions for laboratory exercises http://lmfe.fe.uni-lj.si/predmeti-vsi/mikroelektronski-sistemi/