VLSI áramkörök

1. Bevezetés, VLSI fejlődési trendek, ITRS roadmap, VLSI helye, tervezési szempontok. A méretcsökkentés fizikai és technológiai korlátjai. Az IC gyártástechnika alapjai és az ezekhez kapcsolódó fizikai korlátok, kapcsolatuk a félvezető tulajdonságaival. Processzor architektúrák rövid bemutatása.

2. A műsorszórás, a hírközlés, az orvos-elektronika jellegzetes VLSI áramköreinek konstrukciója, jellemzőik és egy-egy tipikus alkalmazásuk. Egy jellegzetes VLSI áramkör analízise a hírközlés területéről: frekvenciaosztó áramkörök architektúrája, tervezési megfontolások. Nagyfrekvenciás integrált áramkörök tokozási kérdései.

3. Korszerű digitális és kombinált analóg-digitális VLSI áramkörök felépítése. Áramköri családok, alapkacsolások, statikus és dinamikus CMOS és BiCMOS áramkörök

4. Dinamikus és statikus tároló elemek megvalósítása VLSI áramkörökben (RS, T tároló, felhasított T, pulzáló RS, C2MOS Latch, Statikus C2MOS tároló).

5. Tipikus analóg áramkörök: (opamp, ota), áramköri részleteik analízise. Kapcsoltkapacitású áramkörök.

6. Aritmetikai logikai egységek felépítése, működése. Összeadó, szorzó áramkörök megvalósítási lehetősége figyelembe véve az áramkör fogyasztását és gyorsaságát.

7. Általános célú processzorok felépítése, tervezési kérdései. RISC, CISC, VLIW, szuperskalár-, vektor-processzorok, multi-thread és multi-core fogalmak tisztázása Korszerű processzorok (Sun SPARC, IBM Power, STI CELL, Intel, ARM, MIPS) architektúrája, tipikus építőelemeinek bemutatása

8. System-on-chip VLSI rendszerek felépítése, tervezésük módszertana, az alkalmazott tervezési lépéssor (design-flow) részletes bemutatása.

9. Memóriák és kiolvasó áramköreik felépítése, működése. ROM memóriák különböző változatai, írható és újraírható ROM memóriák. Statikus és dinamikus RAM memóriák CAM, cache memória. Memóriák kiolvasó áramkörei.

10. Fogyasztáscsökkentés, low-power rendszerek tervezési kérdései, jellegzetes megvalósítási lehetőségek. Nagyfrekvenciás (RF) integrált áramkörök felépítésének speciális vonásai. Az RF tervezés kérdései, modellezési problémák. Induktivitás megvalósítása félvezetőn.

11. A/D átalakítók: szukcesszív approximáció, flash, D/A átalakítók statikus és dinamikus, soros és párhuzamos megvalósításban

12. Órajel elosztó hálózatok felépítése és működése VLSI áramkörökben. Aszinkron processzorok.

13. Termikus szempontok a layout kialakításban és a tokozásban. Fizikai hatások figyelembe vétele (pl. termikus, elektro-termikus szimuláció).

14. Elektrotermikus szimulációs eszközök. Logi-therm és cell-therm szimulációs eszközök összehasonlítása, működési elvük, case study.