طراحی مدارهای VLSI

نمیسال تحصیلی

معرفی و سرفصل‌ها برنامه زمانبندی منابع درسی تکلیف‌ها تاریخ‌های مهم دانلودها فیلم‌های آموزشی

معرفی و سرفصل‌ها

معرفی و اهداف درس

آشنایی دانشجویان با اصول چرخه طراحی و گزینه‌های جایگزین در طراحی سیستمهای مجتمع، تخمين سریع و تفصیلی مشخصه‌های مدارها و سیستم‌های مجتمع، اصول طراحی زیرسیستم‌های پیچیده شامل مدارهای محاسباتی مجتمع وحافظه‌ها، آزمون مدارهای مجتمع.

نتایج درس

تسلط دانشجویان بر انتخاب روش طراحی و تحقق اجزا و کل سیستم‌های مجتمع

فهرست مطالب درسی

1- مروری بر مدارهای VLSI
ـ محک‌های مدارات VLSI
ـ سطوح تجرید طراحی
ـ مرور مراحل ساخت تراشه و پروسه فوتولیتوگرافی
ـ فرآیندهای پیشرفته CMOS شامل چاه سه‌گانه، جداسازي با حفر شیار، سیلیکون بر روی عایق و فرآیندهای با ضریب عایقی زیاد و اتصالات با ضريب عایقی کم
2- مروری بر پروسه جانمایی
ـ قوانین طراحی
ـ عيوب و مشکلات ساخت تراشه، اثر لچ آپ
ـ نمودار میله ای
ـ تخمین مساحت و تعداد تراشه‌های حاصل از هر ویفر با توجه به راندمان فرآیند ساخت
ـ مقدمه‌ای بر اتصالات در تراشه، خازن و مقاومت سیم، سیم بندی و Via
ـ انواع و قوانین کوچک مقیاس‌سازی (Scaling)
3- مرور ویژگی‌های ترانزیستور MOS با تأکید بر اثرات ثانوي در مدلسازی، اثر بدنه و اشباع حرکت حامل‌ها، نشت جریان و جریان زير آستانه
4- مرور مشخصه‌های مهم عناصر ترتیبی و ترکیبی و تخمین مشخصه‌ها
ـ توان مصرفی ایستا و پویا و تخمین آن
ـ تخمین تأخير از طريق معرفی تلاش منطقی، تلاش و تأخیر مسیر
5- گزینه‌های جایگزین در تحقق و چرخه‌ها و ابزار طراحی مدارهای مجتمع ASIC و FPGA
ـ گزینه‌های جایگزین در تحقق شامل اختصاصی، نیمه اختصاصی، سلول های استاندارد، بر مبنای ماکروسلول‌ها و بلوک‌های مالکیت فکری تهیه‌شده از دیگران، آرایه های گیتی و FPGA
ـ چرخه‌های مختلف طراحی
6- عناصر ریاضی و منطقی
ـ جمع‌کننده‌های مختلف و ساختار درختی محاسبه بیت نقلی
ـ ضرب‌کننده‌های با و بدون علامت و ساختارهای فشرده ساز بیت های نقلی
ـ شیفت دهنده‌ها
ـ طراحی یک CPU و شبیه سازی منطقی آن
7- ساختارهای حافظه‌های مجتمع
ـ اصول و فیزیک عملکرد عناصر ذخیره‌کننده موجود و جدید مانند FRAM و MRAM و فلش
ـ سازماندهی سیستمی حافظه های بزرگ
ـ حافظه‌های ROM حافظه های فلش و انواع آن
ـ حافظه‌های SRAM
ـ حافظه‌های DRAM
ـ مدارهای جانبی خواندن و نوشتن و محاسبه آدرس
8- آزمون مدارهای مجتمع
ـ تعريف مساله
ـ ساختارهای آزمون‌پذیری و انواع زیر سیستم‌های مورد نیاز در آن
ـ طراحی سیستم‌های خود آزمونگر در مدار و در حافظه‌ها
9- نگاهی به فناوری‌های احتمالی آینده: محاسبات نوری، کوانتومی و زیستی