IC és MEMS tervezés

A tantárgy keretén belül megismertetjük a hallgatókat az integrált áramkörök és a mikro elektro-mechanikus szerkezetek működésének és tervezésének alapjaival. A rendszertervezéstől egészen a fizikai tervek elkészítéséig eljutunk a félév során. A laborok alkalmával az ipari standard tervezőrendszerek, valamint MEMS eszközök tervezésénél alkalmazott szoftverek használatát mutatjuk be egyszerűbb példákon.

Heti bontásban:

1. hét: Rendszertervezés általános kérdései: FPGA, gate array, standard cellás ill. full custom tervezés. Az IC, mint egy lehetséges megvalósítási forma.

2. hét: (C)MOS alapismeretek, tervezési szabályok.

3. hét: Alapkapuk és egyszerűbb áramkörök megvalósítása tranzisztor szinten: kapcsolási rajz, absztrakt layout, méretezés, részletes layout

4. hét: Tervezőrendszerek: A nyílt tervezőrendszer fogalma. A Cadence Opus és Mentor tervezőrendszerek, mint példák áttekintése (standard cellás, illetve tranzisztor szintű tervezés). Tervezői "adatbázis", konfigurációs lehetőségek

5. hét: Az IC tervezés metodikája. Különböző absztrakciós szintek: leírásmódok, szimuláció, a terv ellenőrzése az adott absztrakciós szinten. Top-down és bottom-up design, hierarchikus tervezés. Különböző tervezőrendszerek

6. hét: Standard cellás IC tervezés. Cellakönyvtár fogalma. Áramkörbevitel: logikai kapcsolási rajz, HDL szintű leírás, generált blokkok.

7. hét: Pre-layout szimuláció. Floor plan, részletes layout, post-layout szimuláció, gyártáselőkészítés.

8. hét: Tesztelhetőségre tervezés és tesztelés: Hibamodellek, főként stuck-at. Hibadetektálás: vezérlés és megfigyelés. A D-algoritmus, ATPG. Hibaszimuláció. DFT, Scan-Path

9. hét: Az IC technika perspektívái, trendek. Teljes rendszerintegráció egy chip-en: passziv alkatrészek, nem elektromos funkciók.

10. hét: Deep-submicron technológia problémái, disszipációsűrűség, vezetékezés kérdései. Temperature-aware design

11. hét: MEMS tervezési stratégiák ismertetése. Alkalmazás specifikus tervezési módszertanok bemutatása különböző példákon keresztül.

12. Csatolt fizikai modellezés kérdései, multidomén helyettesítő képek analízise, energiaátalakítási folyamatok vizsgálata.

13. hét: MEMS-ek számítógépes modellezése és szimulációja Numerikus szimulációs módszerek alkalmazása (Finite Element Analysis, Reduced Order Modelling, multifizikai szimulációk).

14. hét: Általános fizikai szimulációs programok áttekintése. MEMS tervező és szimulációs programok bemutatása.