VLSI پیشرفته

نام درس VLSI پیشرفته
کد درس 8101365
تعداد واحد 3
نوع درس اختیاری / مهندسي کامپيوتر
مقطع درس کارشناسي
دروس هم نیاز الکترونیک دیجیتال
دروس پیش نیاز
مطالب پیش نیاز
کتاب (کتب) مرجع
  1.  Jan M. Rabaey, A. Chandrakasan, and B. Nicolic, Digital Integrated Circuits: A Design Perspective. New Jersey: Prentice Hall, 2003.
  2. N. H. E. Weste and David M. Harris, CMOS VLSI Design: A Circuits and Systems Perspective. Fourth Edition, Boston: Pearson Education, Inc., publishing as Addison-Wesley, 2011.
     
مدرس دکتر فخرایی
اهداف درس

آشنایی دانشجویان با اصول چرخه طراحی و گزینه های جایگزین در طراحی سیستمهای مجتمع، تخمین سریع و تفصیلی مشخصه های مدارها و سیستمهای مجتمع، اصول طراحی زیر سیستمهای پیچیده شامل مدارهای محاسباتی مجتمع و حافظه ها، آزمون مدارهای مجتمع

نتایج درس

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

مباحث

1. مروري بر مدارهاي VLSI
• محک های مدارات VLSI
• سطوح تجرید طراحی
• مرور مراحل ساخت تراشه و پروسه فوتولیتوگرافی
• فرآیندهای پیشرفته سی موس شامل چاه سه گانه، جداسازی با حفر شیار، سیلیکون بر روی عایق و فرآیندهای با ضریب عایقی زیاد و اتصالات با ضریب عایقی کم
2. مروری بر پروسه جانمائی
• قوانین طراحی
• عیوب و مشکلات ساخت تراشه، اثر لچ آپ
• نمودار میله¬ای
• تخمین مساحت و تعداد تراشه های حاصل از هر ویفر با توجه به راندمان فرآیند ساخت
• مقدمه¬ای بر اتصالات در تراشه، خازن و مقاومت سیم، سیم¬بندی  و Via
• انواع و قوانین کوچک مقیاس سازی (Scaling)
3. مرور ویژگیهای ترانزیستور MOS با تاکید بر اثرات ثانوی در مدلسازی،  اثر بدنه و اشباع حرکت حاملها، نشت جریان و جریان زیر آستانه
4. مرور مشخصه های مهم عناصر ترتیبی و ترکیبی و تخمین مشخصه ها
• توان مصرفی ایستا و پویا و تخمین آن
• تخمین تاخیر از طریق معرفی تلاش منطقی، تلاش و تاخیر مسیر
5. گزینه های جایگزین در تحقق و ابزار و چرخه های طراحی مدارهای مجتمع اسیک و اف پی ج ا
• گزینه های جایگزین در تحقق شامل اختصاصی، نیمه اختصاصی، سلولهای استاندارد، بر مبنای ماکرو سلولها و بلوکهای مالکیت فکری تهیه شده از دیگران، آرایه های گیتی و اف پی جی ا
• چرخه های مختلف طراحی
6. عناصر ریاضی و منطقی
• جمع کننده های مختلف و ساختار درختی محاسبه بیت نقلی
• ضرب کننده ها ی با و بدون علامت و ساختارهای فشرده ساز بیتهای نقلی
• شیفت دهنده ها
• طراحی یک CPU و شبیه سازی منطقی آن
7. ساختارهای حافظه های مجتمع
• اصول و فیزیک عملکرد عناصر ذخیره کننده موجود و جدید مانند اف رم و ام رم و فلش
• سازماندهی سیستمی حافظه های بزرگ
• حافظه های ROM
• حافظه های فلش و انواع آن
•   حافظه های اس رم
• حافظه های دی رم
• مدارهای جانبی خواندن و نوشتن و محاسبه آدرس
8. آزمون مدارهای مجتمع
• تعریف مساله
• ساختارهای آزمون پذیری و انواع زیر سیستمهای مورد نیاز در آن
• طراحی سیستمهای خود آزمونگر در مدار و در حافظه ها
نگاهي به فناوريهاي احتمالي آينده:
محاسبات نوري، کوانتمي و زيستی
 

استفاده از کامپیوتر

نرم افزار طراحی لی اوت، شبیه سازی مداری اسپایس، شبیه سازی منطقی وریلاگ، سنتز اسیک و اف پی جی

تکالیف

پنج تکلیف دستی

پروژه ها

پنج تکلیف کامپیوتری شامل مراحل مختلف طراحی و تحقق مدارهاب مجتمع

نمره دهی
  • تکاليف کامپيوتري و دستی: 40%
  • آزمونهای  کتبی: 60%
سایر مراجع
  1. Wayne Wolf, Modern VLSI Design, System-on-Chip Design. 3rd edition, 2004.
  2.  M. Smith. Application-Specific Integrated Circuits. Massachusetts: Addison Wesley, 1997.
     
تنظیم کننده کميته برنامه ريزي کامپيوتر
تاریخ تنظیم 16/1/1391