VLSI Circuits

VLSI áramkörök konstrukciós kérdései. A tervezés lépései, CAD rendszerek. Tervezés magasszintű nyelveken (VHDL). Áramköri elrendezés, layout minimalizálás, parazita elemek. Az áramkörök szimulációja. A tesztelés problémái. Megtervezett eszközök technológia-független újrahasznosítása.

Statikus és dinamikus CMOS és BiCMOS logikák. TTL, ECL és CML rendszerek. GaAs alapú logikák. A teljesítmény-sebesség szorzat. A sebesség-növelés és fogyasztás-csökkentés eszközei és problémái, hagyományos és újszerű alapáramkörök. Adiabatikus és töltés-visszanyerő áramköri megoldások.

Mikroprocesszorok, mikrokontrollerek és jelfeldolgozó processzorok felépítése, főbb egységeinek áramköri megoldásai. Harvard-struktúrájú processzorok. Statikus és dinamikus memóriák, redundáns áramkörök alkalmazása. Flash-memóriák, PCMCIA-kártyák. Dual-port memóriák, FIFO-k, barrel-shifterek és jellemző alkalmazási területeik. A műsorszórás, a hírközlés, az automatika és az orvoselektronika jellegzetes VLSI áramköreinek felépítése és alkalmazása. Az Intellectual Property (IP) fogalma. Kommunikáció chipen belül és chipek között. Az I2C busz működése.

Programozható logikai hálók, maszk-programozott áramkörök. Alkalmazás-specifikus integrált áramkörök (ASIC). A felhasználó által programozható áramkörök. Az FPGA és EPLD struktúrák változatai és alkalmazásuk szempontjai; illékonyság, rekonfigurálhatóság. Az anti-fuse struktúra. Időzítési kérdések. A programozható-, valamint a közvetlenül sziliciumra tervezett áramkörök összevetése műszaki és gazdaságossági szempontok alapján.

Az analóg és a vegyesen digitális/analóg áramkörök felépítése. Integrált műveleti erősítők, komparátorok, áramtükrök. Offset-kompenzálás, zaj, slew-rate, kivezérelhetőség. A/D és D/A átalakítók, jellegzetes konstrukciós problémáik; szimmetria-követelmények, kalibrálás, hőfokstabilitás. A töltés-újraelosztásos A/D átalakító működése. Flash-átalakítók, a subrange technika. Feszültség-referencia és feszültség-megemelő áramkörök. Kapcsolt kapacitású szűrők működése. Sejtprocesszorok, neurális hálózatok. Nagyfrekvenciás integrált áramkörök speciális konstrukciós megoldásai; integrált induktivitások. Rádiófrekvenciás erősítők, vevők, transmitterek, frekvencia-szintetizálók, feszültség-vezérelt oszcillátorok, fázis-zárt hurkok, hálózat-interfészek áramkörei. Intelligens (smart power) teljesítmény-áramkörök.