Mikroelektronikai hardvertervezés laboratórium

Microelectronics Hardware Design Laboratory

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Mikroelektronikai hardvertervezés laboratórium

Microelectronics Hardware Design Laboratory

Tantárgykód

BMEVIEEAC05

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	0	0	3
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	önálló

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Horváth Péter

beosztás: adjunktus

elérhetőség: horvath.peter.2@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Elektronikus Eszközök Tanszéke

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Áramkörtervezési ágon

· 1-2. hét: A megtervezendő áramkör műszaki specifikálása felhasználói igények alapján.

· 3-7. hét: Részletes tervezés: az áramkör absztrakt modellezése és analízise. Regiszter-transzfer szintű modellezés (RTL kapcsolási séma és hardverleíró nyelvű modell) és logikai szimuláció.

· 8-10. hét: Szintézis, statikus időzítésvizsgálat és post-place&route időzítési szimuláció végzendő.

· 11-12. hét: Az elkészült áramköri tervek részletes műszaki dokumentációja. Ez gyakorlatilag az elkészült hardverleíró nyelvű IP mag felhasználói dokumentációját jelenti.

Félvezető technológia ágon

1. 1. labor: készítendő eszköz méretezésének elméleti háttere

2. 2. labor: gyártástechnológiai sor összeállítása és készítendő eszköz paramétereinek számítása

3-4. labor: Félvezető szelet előkészítése, termikus oxid növesztése

5-6. labor: litográfia, bázisréteg diffúziós ablakának nyitása az oxidban, bázisréteg adalékolása diffúzióval

7-8. labor: litográfia, emitterréteg diffúziós ablakának nyitása az oxidban, emitterréteg adalékolása diffúzióval

9. labor: Fémezési réteg kialakítása

10. labor: szeletek darabolása, tokozása, tokozott chipek bemérése

11-12. labor: adalékprofilok minősítése kísérőszelet alapján, eredmények összegzése és értékelése

A laboratóriumban egy integrált áramkörtervezési és egy félvezető technológiai gyakorlat irányt ajánlunk fel, amelyek között a hallgatók választhatnak. · Digitális integrált áramkör tervezése: A félév során a hallgatók feladata egy tanszéki fejlesztésű mikrokontrollerhez illeszthető perifériavezérlő áramkör szintetizálható RTL modelljének elkészítése, funkcionális verifikációja, szintézise és a szintetizált áramkör karakterizálása. · Félvezető technológiai gyakorlatsor: Egy egyszerű félvezető eszköz gyártási lépéseinek a követése a félvezető alapanyag minősítésétől az adalékoláson, az oxidnövesztésen, a fotólitográfiai műveleteken keresztül a lapka tokba szereléséig és ellenőrző méréséig.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Az áramkörtervezési gyakorlat számítógépes laborban történik. Az eszközkészítés esetében a gyakorlatok a tanszéki tiszta térben folynak, ahol minden csoport (4-6 fő) elvégzi a technológiai lépéssorozatot egy-egy szilícium szeleten, minősíti az elvégzett gyártási folyamat eredményét, végül beméri a kész eszközt. (A laborműveletek időbeosztását a csoportokkal közös megbeszélés alapján alakítjuk ki, a technológia korlátok miatt az órákat tömbösítve tartjuk.)

Tanulástámogató anyagok

Online források

Elektronikusan elérhető előadás fóliák, oktató; által készített segédanyagok.; Tanszéki elektronikus jegyzetek a tanszéki; tanulmányi felületről.; Horváth Péter, Digitális rendszerek; modellezése és szintézise, L’Harmattan, 2021, ISBN: 9789634147480.; Franco Maloberti, Analog Design for CMOS VLSI; Systems, Springer, 1998

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Digitális technika 1. Digitális technika 2. Mikroelektronika Elektronika 1. Mikroelektronikai áramkörtervezés Alkalmazott félvezetőtechnológia

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Digitális technika 1. Digitális technika 2. Mikroelektronika Elektronika 1. Mikroelektronikai áramkörtervezés Alkalmazott félvezetőtechnológia

Általános szabályok

Követelmények: A tárgy félévközi jeggyel zárul. A jegy megadásának feltétele a félév során kiadott részfeladatok legalább elégséges szintű megoldása. A félévközi jegyet a végzett munka és a beadott feladatok alapján adjuk. o Áramkörtervezési ág: Az áramkörtervezés részfolyamatainak mindegyike egy-egy „mérföldkővel” zárul. A mérföldkövek zárása az addigi munka bemutatását jelenti, a hallgatók által szabadon választott szemléltető eszközök (pl. dokumentáció, prezentáció) segítségével. o Félvezetőtechnológiai ág: Valamennyi technológiai lépés hiánytalan végigvitele, jegyzőkönyv leadása. A laboratóriumi gyakorlatok során mutatott aktivitást és a jegyzőkönyveket osztályozzuk. Pótlási lehetőségek: Az áramkörtervezési ág esetén a kiadott feladatok a pótlási héten, külön eljárási díj fejében pótolhatók. A laboratóriumi gyakorlatok pótlására technikai okokból nincs lehetőség. A laboratóriumi gyakorlatokon a részvétel kötelező, két hiányzás megengedhető, utólagos pótlási feladat elvégzésével.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

IMSc program: Az IMSc-s hallgatók számára ugyanazon tananyag és tematika mellett mélyebb, összetettebb feladatok gyakoroltatják ugyanazokat a témaköröket. Az érdeklődők számára a tárgyon tanultak alkalmazását bemutató, illetve a tárgy tananyagán túlmutató szakmai írásokat teszünk közzé a tárgy honlapján. Ezek egyéni elmélyülésre adnak lehetőséget. Feldolgozásukhoz konzultációk keretében segítséget nyújtunk. IMSc pontok: Összesen 25 IMSc pont szerezhető az alábbiak szerint: Tervezés ág (választható) · Egy, a hallgató féléves feladatához szorosan nem kapcsolódó, analóg és/vagy digitális áramkörtervezési probléma feldolgozása szakirodalmi források alapján (max. 25 pont). · Digitális áramkörtervezési feladat esetén: Szintetizálható validációs környezet készítése a hallgató féléves munkája során elkészített IP maghoz, amely lehetővé teszi annak valós áramköri környezetben való tesztelését (max. 25 pont). Technológia ág · Többletfeladat jelleggel részvétel az éppen aktuálisan zajló félvezetőtechnológiai fejlesztéseken a tanszéki munkatársak szakmai vezetésével (max. 25 pont). Az IMSc pontok megszerzése a programban részt nem vevő hallgatók számára is biztosított.

Ajánlott tantárgyak

Mikroelektronikai áramkörtervezés: aláírás

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.