Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Projektowanie analogowych układów scalonych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-ELSZE-MSP-PAUS
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Projektowanie analogowych układów scalonych
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane wariantowe )-Systemy zintegrowanej elektroniki i fotoniki-mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

PAUS

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest przygotowanie studentów do projektowania układów analogowych we współczesnych technologiach CMOS i BiCMOS. Studenci poznają cykl projektowania oraz zdobędą wiedzę i umiejętności niezbędne w projektowaniu analogowych układów scalonych. W ramach wykładu omówione zostaną podstawowe bloki analogowe, sposoby ich analizy oraz metody projektowania. Przedstawione zostaną praktyczne aspekty projektowania analogowych układów scalonych, tj. elementy pasożytnicze, efekty temperaturowe, globalne i lokalne rozrzuty produkcyjne, sprzężenia przez podłoże oraz inne tzw. efekty zależne od topografii LDE (ang. Layout Dependent Effects). Poruszone zostaną również zagadnienia dotyczące bezpiecznych układów scalonych, w szczególności generatory liczb prawdziwie losowych oraz funkcje fizycznie nieklonowalne. W ramach zajęć praktycznych studenci będą mieli okazje zastosować poznane metody projektowania na prostych blokach analogowych.

Pełny opis:

Wykład:

  1. Układy analogowe: specyfika, zastosowania i znaczenie.
  2. Cykl projektowy scalonych układów analogowych. Omówienie podstawowego cyklu projektowego obejmującego projekt schematu elektrycznego, metody weryfikacji symulacyjnej, projekt topografii masek produkcyjnych układu, weryfikacja reguł projektowych DRC oraz LVS, uwzględnienie elementów pasożytniczych.
  3. Efekty krótkiego kanału w tranzystorach MOS oraz podstawy metody projektowania „gm/Id”. Przedstawienie efektów krótkiego kanału występujących we współczesnych technologiach MOS oraz ich wpływu na komplikację modeli analitycznych. Omówienie założeń oraz podstaw metody projektowania „gm/Id”.
  4. Wzmacniacze (transkonduktancyjne, instrumentalne i operacyjne) i komparatory. Omówienie podstawowych architektur ze szczególnym uwzględnieniem pary różnicowej jako podstawowego elementu składowego. Omówienie metod projektowania, podstawowych parametrów i metod ich weryfikacji symulacyjnej. Analiza wpływu rozrzutów produkcyjnych lokalnych i globalnych.
  5. Układy polaryzacji: źródła prądu i napięcia odniesienia, lustra prądowe. Dokładna analiza efektów temperaturowych oraz rozrzutów produkcyjnych.
  6. Implementacja filtrów w układach scalonych. Filtry czasu ciągłego oraz wykorzystujące przełączane pojemności. Problem kalibracji układów analogowych.
  7. Przetworniki AC i CA (zarys). Typowe układy i problemy projektowe. Modelowanie układów analogowych i mieszanych.
  8. Analogowe tory pomiarowe. Omówienie przykładowych zastosowań analogowych układów przetwarzania sygnału. Analiza podstawowych parametrów i metoda projektowania top-down.
  9. Generatory w układach scalonych. Omówienie oscylatorów kwarcowych, RC oraz gm-C. Układy PLL.
  10. Analogowe układy we/wy, zabezpieczenia przeciw wyładowaniom elektrostatycznym.
  11. Układy analogowe a cyberbezpieczeństwo – generacja liczb prawdziwie losowych, funkcje fizycznie nieklonowalne, wykrywanie ingerencji zewnętrznej (układy monitorujące).
  12. Przygotowanie układu scalonego do produkcji.



Laboratorium:

  • Wstęp: (1h): Zapoznanie się ze środowiskami i narzędziami CAD.
  • Część 1 (11h): Projekt wzmacniacza transkondukntancyjnego, określenie punktu pracy na podstawie charakterystyk tranzystora MOS, projekt środowiska symulacyjnego, symulacja elektryczna, projekt topografii, weryfikacja formalna i funkcjonalna, symulacja statystyczna, ocena wyniku projektu.
  • Część 2 (6h): Projekt wysokostabilnego źródła napięcia lub podobnego układu, określenie punktu pracy na podstawie charakterystyk tranzystora MOS, symulacja elektryczna, projekt topografii, weryfikacja formalna i funkcjonalna, ocena wyniku projektu.
  • Część 3 (12h): Projekt układu wykorzystującego przełączane pojemności oraz opracowanie metody jego kalibracji.
Literatura:

  1. F. Maloberti "Analog Design for CMOS VLSI Systems", Kluwer Academic Publishers, 2001
  2. R Jacob Baker, CMOS: circuit design, layout and simulation, Hoboken, John Wiley & Sons Inc.: IEEE Press 2010.
  3. Materiały pomocnicze przygotowane specjalnie do wykładu, dostępne w wersji elektronicznej i w Internecie

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Prowadzący grup: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Prowadzący grup: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-22
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Prowadzący grup: Tomasz Borejko, Krzysztof Siwiec
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.0.0-7 (2024-03-18)