Μαθήματα

Μικροηλεκτρονική και Σχεδίαση VLSI

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

  • Ημιαγωγοί,
  • Διεργασίες κατασκευής τεχνολογιών VLSI,
  • CMOS τεχνολογία,
  • MOS transistor,
  • διακοπτικά στοιχεία,
  • σχεδίαση λογικών πυλών, σχεδίαση λογικών κυκλωμάτων,
  • παθητικά και ενεργά στοιχεία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων,
  • κυκλώματα χαμηλής ισχύος,
  • στατικές και δυναμικές μνήμες,
  • φυσικός σχεδιασμός συστημάτων,
  • ανάλυση χρονισμού,
  • λογισμικά σχεδίασης και προσομοίωσης συστημάτων VLSI.

Μαθησιακοί Στόχοι

Στο μάθημα αυτό παρέχονται οι βασικές γνώσεις για το σχεδιασμό συστημάτων VLSI. Γίνεται μια αναφορά στις ημιαγωγικές διατάξεις και στη συνέχεια αναλύεται η CMOS τεχνολογία. Παρουσιάζεται η διαδικασία σχεδίασης λογικών πυλών και κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας CMOS τεχνολογία και εξηγείται πώς η σχεδίαση πραγματοποιείται σε φυσικό επίπεδο.

Το εργαστηριακό μέρος περιλαμβάνει ασκήσεις για σχεδιασμό και προσομοίωση σε φυσικό επίπεδο λογικών κυκλωμάτων κάνοντας χρήση λογισμικών σχεδίασης και προσομοίωσης συστημάτων VLSI (π.χ. Microwind, Magic, Cadence). Μετά την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος οι σπουδαστές:

  • Θα αποκτήσουν εξοικείωση με τις τεχνολογίες συστημάτων VLSI.
  • Θα γνωρίζουν τις διαδικασίες του φυσικού σχεδιασμού και υλοποίησης ψηφιακών κυκλωμάτων σε συστήματα VLSI και θα έχoυν εξοικείωση με τη χρήση ειδικών εργαλείων CAD.
  • Θα γνωρίζουν τις παραμέτρους που επηρεάζουν την απόδοση και την κατανάλωση ισχύος των συστημάτων VLSI.

Γενικές Ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
  • Αυτόνομη και Ομαδική εργασία.
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.
  • Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

  • Θεωρητική διδασκαλία, με χρήση πίνακα και powerpoint.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

  • Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ιστοσελίδας του μαθήματος.

Οργάνωση Διδασκαλίας

ΔραστηριότηταΦόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις39
Εργαστηριακές Ασκήσεις13
Συγγραφή εργαστηριακών αναφορών21
Αυτοτελής Μελέτη52
Σύνολο125

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται από την επίδοση του φοιτητή στη αξιολόγηση του θεωρητικού μέρους και σε αυτόν μπορεί να έχει συμβολή και η επίδοση στο εργαστηριακό μέρος. Σημειώνεται ότι ο φοιτητής θα πρέπει να έχει παρακολουθήσει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος για να έχει δικαίωμα εξέτασης στο θεωρητικό μέρος. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση.

  1. Η γραπτή τελική εξέταση του θεωρητικού μέρους μπορεί να περιλαμβάνει:
    • Ανάπτυξη θεωρητικών θεμάτων.
    • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.
    • Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν.
    • Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
    • Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
  2. Η εξέταση των ασκήσεων του εργαστηρίου περιλαμβάνει:
    • δύο (2) τουλάχιστον ενδιάμεσες αξιολογήσεις της κατανόησης της ύλης και των εργαστηριακών δεξιοτήτων που αποκτήθηκαν μέσω εργαστηριακής εξέτασης ή και εξέτασης ανατεθέντων εργαστηριακών ασκήσεων κατά την οποία γίνεται και χρήση του εργαστηριακού εξοπλισμού ή προσομοιώσεων.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία μέσω Ευδόξου:

  1.  Weste N. Harris, Σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων CMOS VLSI, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, ISBN-13: 9789607182678.
  2. Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, Borivoje Nikolic, Ψηφιακά Ολοκληρωμένα Κυκλώματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, ISBN-10: 960-209-982-8.

Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία:

  1. Sung-Mo Kang and Yusuf Leblebici. Ανάλυση και Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων CMOS (CMOS Digital Integrated Circuits: Analysis and Design). Εκδ.: Τζιόλα, 2007.
  2. Neil Weste and Kamran Eshraghian, Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων CMOS VLSI. Εκδ.: Παπασωτηρίου, 1996.
  3. Ivan Sutherland, Bob Sproull, David Harris, Logical Effort. Εκδ.: Morgan Kaufmann Publishers, 1999.
  4. John P. Uyemura, Introduction to VLSI Circuits and Systems, Εκδ.: WILEY, 2002.