K-INFO
HU
EN
Belépés
Tantárgy » BMEVIEEAV03
Régebbi verziók TAD letöltése (PDF)

Nagyfrekvenciás digitális rendszerek integrált fejlesztése 2.

Integrated Design of High-frequency Digital Circuits II.
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Nagyfrekvenciás digitális rendszerek integrált fejlesztése 2.
Integrated Design of High-frequency Digital Circuits II.
Tantárgykód BMEVIEEAV03
Tantárgyjelleg —
Képzési szint —
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 0 2
jelleg (kapcsolt/önálló) — — kapcsolt
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 4
Tantárgyfelelős
DR. Szabó Péter Gábor
beosztás: egyetemi docens
Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység
—
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

A jelintegritás háttere, a jelintegritás mérnök fejlesztési módszerének ismertetése. A Mentor Graphics HyperLynx fejlesztői környezetének bemutatása. A nagysebességű digitális áramkörökhöz kapcsolódó jelintegritási és tápintegritási problémák okai és kiküszöbölése. A huzalozás előtti, illetve utáni jelintegritás (Pre-layout and Post-layout Signal Integrity) és időanalízis (Timing Analysis) vizsgálatának ismertetése, valamint a tápellátás biztonságának (Power Integrity) és az elektromágneses szennyezésre vonatkozó előírások betartásának (EMC) vizsgálata.

 

Heti bontásban:

 
  1. hét:
    1. Előadás: A tárgy bevezetése, a jelintegritás történelmi hátterének és a jelintegritás mérnök fejlesztési módszerének ismertetése
    2. Labor: Ismerkedés a laborral és a Mentor Graphics HyperLynx fejlesztői környezettel
  2. hét:
    1. Bevezetés a jelintegritás elméletébe (ellenállás, kondenzátor, tekercs a valóságban, örvényáramok, bőrhatás, közelhatás, nem ideális távvezeték, csatolt kapacitás és induktivitás, hullámimpedancia, hullámvisszaverődések)
    2. Labor: Egyszerű topológia létrehozása a HyperLynx programban, szimbólumok attribútumainak szerkesztése
  3. hét:
    1. Előadás: Passzív alkatrészek paraméterei, adatlapok értelmezése.
    2. Labor: Hullámvisszaverődések vizsgálata egyszerű (lineáris) adó-vevő pár esetén
  4. hét:
    1. Előadás: Hullámvisszaverődések (reflexió) alapos elméleti vizsgálata különböző hullámimpedanciák és lezárások esetén.
    2. Labor: Hullámvisszaverődések vizsgálata különböző lezárások esetén
  5. hét:
    1. Előadás: Hullámvisszaverődések gyakorlati következményei (alullövés, túllövés, visszacsengés), digitális áramkörök ki- és bemeneti paraméterei, adatlapok értelmezése, HyperLynx fejlesztői környezet ismertetése
    2. Labor: Hullámvisszaverődések vizsgálata különböző hullámimpedanciaváltásoknál
  6. hét:
    1. Előadás: Jelintegritás előszimuláció (Pre-layout  signal integrity) a HyperLynx programmal, vezetékek lezárásai a gyakorlatban
    2. Labor: Hullámvisszaverődések vizsgálata különböző topológiák, elágazások esetén (órafa vizsgálata)
  7. hét:
    1. Előadás: A szabályozott hullámimpedancia fontossága és a rétegszerkezet kialakítása; vezeték csillapításának, elágazásainak hatása a digitális jelekre
    2. Labor: A megkötésszerkesztő használata a jelintegritás mérnök szemszögéből nézve
  8. hét:
    1. Előadás: Időanalízis készítése közös órajel esetén (előkészítési és tartási idők biztonsági ráhagyása), órajelekhez kapcsolodó fogalmak (elcsúszás és dzsitter), órajelek huzalozási topológiája (lánc, fa, H)
    2. Labor: Időanalízis készítése közös órajel esetén
  9. hét:
    1. Előadás: Hullámvisszaverődések szimulációja nem lineáris áramkörök esetén, IBIS model részletes ismertetése, IBIS szerkesztő használata
    2. Labor: Egy komplett áramkör előszimulációjának elvégzése IBIS modellek alkalmazásával (reflexiók vizsgálata)
  10. hét:
    1. Előadás: Áthallás (cross-talk), közeli és távoli áthallás, áthallás következményei, kiküszöbölési módszerek
    2. Labor: Áthallás vizsgálata különböző topológiák esetén a HyperLynx program segítségével
  11. hét:
    1. Előadás: Differenciális vezetékek huzalozása és lezárása
    2. Labor: Egy komplett áramkör előszimulációjának elvégzése IBIS modellek alkalmazásával (áthallás vizsgálata)
  12. hét:
    1. Előadás: Időanalízis készítése forrásszinkron órajel esetén, DDR memóriák időanalízise
    2. Labor: Differenciális vezetékek huzalozásának és lezárásainak vizsgálata
  13. hét:
    1. Előadás: Bevezetés a tápintegritásba (egyidejű kapcsolási zaj, föld/táp „ugrálás”)
    2. Labor: Időanalízis készítése forrásszinkron órajel esetén
  14. hét:
    1. Előadás: Bevezetés az elektromágneses interferencia problémáiba
    2. Labor: Tápintegritás vizsgálata
 

 

A tantárgy bemutatja a jelintegritás, a tápintegritás, valamint az időanalízis az elméleti hátterét. Szervesen kapcsolódik a Nagyfrekvenciás digitális rendszerek integrált fejlesztése I. című tárgyhoz,, annak a folytatása. A tárgy lényegi célkitűzése az elméleti ismeretek elsajátításán túl az iparban felmerülő nagyfrekvenciás digitális áramkörökhöz kapcsolódó problémák és megoldások ismertetése, valamint gyakorlati tapasztalat szerzés biztosítása a laboratóriumi gyakorlatok során, ahol a piacvezető Mentor Graphics HyperLynx fejlesztői környezetének kezelését lehet elsajátítani. A laborgyakorlatok során különös hangsúlyt fektetünk a jelintegritásra (Signal Integrity), azon belül az egyes topológiák alkalmazhatóságára, a vezetékek lezárásaira, valamint a tápintegritásra (Power Integrity) és az idő analízisre (Timing Analysis). 

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

Heti 2 óra előadás, melyek során a hallgató előbb elsajátítja az elméleti és gyakorlati ismereteket, majd heti 2 órának megfelelő laborgyakorlaton önállóan megtervez különféle huzalozásokat, szimulációkat végez, és értékeli ezek eredményét. A laboratóriumi gyakorlatok az ipar által használt legkorszerűbb tervező eszközökön történnek, ipari tervező mérnökök felügyeletével. A laboratóriumi gyakorlatok 50 %-át a Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék biztosítja. 

Tanulástámogató anyagok

Online források
1. Elektronikusan elérhető előadás fóliák; 2. Oktatók által készített laboratóriumi segédanyag; 3. Mentor Graphics Expedition PCB rendszerhez tartozó elektronikus használati útmutató

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Elektronika, Digitális Technika, Elektromágneses Terek
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)
Elektronika, Digitális Technika, Elektromágneses Terek
Általános szabályok
Követelmények: a.       A szorgalmi időszakban: a laborgyakorlatok legalább 70 %-án jelenlét, az előadások látogatása a sikeres munka feltétele Opcionális otthoni házi feladat elkészítése. Egy zárthelyi írása előadás időben. b.       Az aláírás megszerzésének feltételei: ·                laborgyakorlatok sikeres teljesítése ·                elfogadott otthoni házi feladat megoldás (opcionális) ·                a korábbi években megszerzett aláírás érvényben van két évig, a zárthelyik eredményeire ez nem vonatkozik, azokat újra teljesíteni kell ·                zárthelyi legalább elégséges megoldása.  c.       A vizsgaidőszakban: szóbeli vagy írásbeli vizsga. A végső érdemjegyet 25% súllyal a laborgyakorlat, 25% súllyal a zárthelyi, és 50% súllyal az írásbeli vagy szóbeli vizsga érdemjegye határozza meg. Opcionális házi feladat elkészítése esetén a vizsga csak 25% súllyal kerül beszámításra (25% súllyal a házi feladat kerül). d.      Elővizsga: van. Pótlási lehetőségek: A tárgyból 1 pótZH-t iratunk a szorgalmi időszakban, 1 pót-pót ZH-t a pótlási időszakban. Az opcionális  házi feladat a pótlási héten még beadható.
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

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak
Kötelező: Nagyfrekvenciás digitális rendszerek integrált fejlesztése I. (VIEEAV02), Elektromágneses terek (VIHVA204) Ajánlott: Elektronika 1. (VIHIA205), Jelek és rendszerek 1-2 (VIHVA109, VIHVA200), Digitális technika 1-2 (VIIIA104, VIIIA108), Elektronikai technológia (VIETA302) A tárgyért nem kaphat kreditet, aki korábban kreditet szerzett a VIEEAV00 Nagyfrekvenciás digitális rendszerek komplex tervezése c. tárgyból.
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.