Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Nagysebességű digitális rendszerek integrált fejlesztése I.

    A tantárgy angol neve: Integrated Design of High-Speed Digital Circuits I.

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. április 3.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki Szak
    Szabadon választható tárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEAV14   2/0/2/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Szabó Péter Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Szabó Péter Gábor

    Egyetemi adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Farkas Ferenc

    Projektmenedzser és jelintegritás mérnök

    Ericsson Magyarország Kft.

    Szűcs Zoltán

    Hardverfejlesztő mérnök

    Ericsson Magyarország Kft.

    Dr. Koller István

    Mestertanár

    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronika, Digitális Technika, Elektromágneses Terek
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEAV02" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIEEAV02", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Elektromágneses terek (VIHVA204), Elektronika 1. (VIHIA205), Jelek és rendszerek 1-2 (VIHVA109, VIHVA200), Digitális technika 1-2 (VIIIA104, VIIIA108), Elektronikai technológia (VIETA302).

    A tárgyért nem kaphat kreditet, aki korábban kreditet szerzett a VIEEAV00 Nagyfrekvenciás digitális rendszerek komplex tervezése vagy a VIEEAV02 Nagyfrekvenciás digitális rendszerek integrált fejlesztése 1. c. tárgyból.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy bemutatja a nagysebességű digitális áramkörök kiviteli tervezéséhez szükséges integrált tervezési módszereket. A tárgy lényegi célkitűzése az elméleti ismeretek elsajátításán túl az iparban felmerülő problémák és megoldások ismertetése, valamint gyakorlati tapasztalat szerzése a laboratóriumi gyakorlatok során, ahol a piacvezető Mentor Graphics integrált fejlesztői környezetének kezelését lehet elsajátítani. A laborgyakorlatok során különös hangsúlyt fektetünk a kapcsolási rajz és a nyomtatott áramkör (PCB) tervezés közti adatkapcsolatra, a megkötés szerkesztő (Constraint Editor) helyes használatára, valamint a termikus és mechanikai tervezésre.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A komplex digitális áramkörök fejlesztési módszerének ismertetése, valamint a termék dokumentációjának kezelése. A Mentor Graphics Expedition Flow integrált fejlesztői környezetének bemutatása. Kapcsolási szimbólumok létrehozásának módja, valamint a hierarchikus kapcsolási rajz készítésének ismertetése. Többrétegű nyomtatott áramkörök rétegszerkezetének (layer stack-up) tervezése, táp-síkok és huzalozási rétegek elhelyezése, szabályozott hullámimpedancia tervezése, valamint az alkatrészek otimális elhelyezése és a NYÁK huzalozása. FPGA-k, általános célú processzorok, DSP-k tokjainak huzalozása, buszok, órajelek, differenciális párok huzalozása, a jelkésleltetés kihangolása. FPGA-k és processzorok integrálása komplex elektronikai rendszerekbe. A komplex elektronikában fellépő termikus problémák eredete, szimulációja, és kiküszöbölése. A megkötésszerkesztő (Constraint Editor) használatának kiemelt ismertetése, amelynek segítségével biztosítani lehet a NYÁK tervezés során az elektromos, mechanikai- és termikus tervezés során támasztott követelmények egységes kezelését.

    Heti bontásban:

    1. hét:
      1. Előadás: A tárgy bevezetése, elektronikus termékek fejlesztési módszere
      2. Labor: Ismerkedés a laborral és a Mentor Graphics integrált fejlesztői környezettel
    2. hét:
      1. A termék dokumentációjának kezelése (Product Data Management)
      2. Labor: Kapcsolási rajz szimbólumok létrehozása és a szimbólumkönyvtár kezelése a Mentor Graphics-ban
    3. hét:
      1. Előadás: A Mentor Graphics Integrált fejlesztői környezetének ismertetése
      2. Labor: Egyszerű kapcsolási rajz létrehozása és szerkesztése a Mentor Graphics-ban
    4. hét:
      1. Előadás: Kapcsolási rajz szimbólumok típusai (szabványok ismertetése)
      2. Labor: Hierarchikus kapcsolási rajz létrehozása és szerkesztése a Mentor Graphics-ban
    5. hét:
      1. Előadás: Hierarchikus kapcsolási rajz szerkesztése és a kapcsolási rajz automatikus ellenőrzése
      2. Labor: Kapcsolási rajz szimbólumainak attributumkezelése, valamint a kapcsolási rajz automatikus ellenőrzése
    6. hét:
      1. Előadás: A megkötésszerekesztő használatának ismertetése
      2. Labor: A megkötésszerkesztő használata a Mentor Graphics-ban
    7. hét:
      1. Előadás: Alkatrész, NYÁK és gyártástechnológia (trendek) áttekintése
      2. Labor: A létrehozott kapcsolási rajzhoz tartozó megkötések feltöltése
    8. hét:
      1. NYÁK huzalozás típusai, rétegszerkezetek, NYÁK tervezés folyamata
      2. Labor: Kapcsolási rajz adatainak átvitele a NYÁK tervezőbe (forward annotation), NYÁK rétegszerkezet összeállítása
    9. hét:
      1. Előadás: A NYÁK tervezéséhez használt alkatrészszimbólumok (szabványok)
      2. Labor: NYÁK alkatrész szimbólum könyvtár (symbol library), NYÁK rajzolatelem könyvtár (footprint library) szerkesztése
    10. hét:
      1. Előadás: A NYÁK tervezés trükkjei (alkatrészek elhelyezése, „fanout” huzalozása)
      2. Labor: Alkatrészelhelyezés-tervezés (floorplanning) és a NYÁK kézi huzalozásának elkezdése
    11. hét:
      1. Előadás: Megkötések figyelése NYÁK tervezés során, a differenciális vezetékek huzalozása
      2. Labor: Elektromos és mechanikai megkötések követése a NYÁK huzalozása során, NYÁK kézi huzalozásának folytatása
    12. hét:
      1. Előadás: A termikus tervezés alapjai és folyamata
      2. Labor: NYÁK kézi huzalozása (a NYÁK befejezése), a megtervezett NYÁK automatikus ellenőrzése (DRC check) és 3D nézete
    13. hét:
      1. Előadás: A NYÁK termikus elemzése, alkatrészek megfelelő elhelyezése, áramlás elemzése
      2. Labor: Hőszimuláció, a Flotherm program használatának megismerése (HyperLynx segítségével)
    14. hét:
      1. Előadás: A gyártási tesztelhetőség vizsgálata, a peremfigyelés (Boundary Scan – BSCAN) ismertetése 
      2. Labor: A NYÁK és környezetének termikus viselkedés szimulációja a Flotherm program segítségével
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Heti 2 óra előadás, melyek során a hallgató előbb elsajátítja az elméleti és gyakorlati ismereteket, majd heti 2 órának megfelelő laborgyakorlaton önállóan megtervez különféle huzalozásokat, szimulációkat végez, és értékeli ezek eredményét. A laboratóriumi gyakorlatok az ipar által használt legkorszerűbb tervező eszközökön történnek, ipari tervező mérnökök felügyeletével. A laboratóriumi gyakorlatok 50 %-át a Híradástechnika Tanszék biztosítja.

    10. Követelmények

    a.       A szorgalmi időszakban: a laborgyakorlatok legalább 70 %-án jelenlét, az előadások látogatása a sikeres munka feltétele

             Opcionális otthoni házi feladat elkészítése.

    Egy zárthelyi írása előadás időben.

    b.       Az aláírás megszerzésének feltételei:

    ·                laborgyakorlatok sikeres teljesítése

    ·                elfogadott otthoni házi feladat megoldás (opcionális)

    ·                zárthelyi legalább elégséges megoldása. 

    c.       A vizsgaidőszakban: szóbeli vagy írásbeli vizsga.

    A végső érdemjegyet 25% súllyal a laborgyakorlat, 25% súllyal a zárthelyi, és 50% súllyal az írásbeli vagy szóbeli vizsga érdemjegye határozza meg. Opcionális házi feladat elkészítése esetén a laborgyakorlat 12,5%, a zárthelyi 12,5%, a házi feladat 25%, a vizsga 50% súllyal számít.

    d.      Elővizsga: van.

    11. Pótlási lehetőségek A tárgyból 1 pót ZH-t iratunk a szorgalmi időszakban, 1 pót-pót ZH-t a pótlási időszakban. Az opcionális házi feladat a pótlási héten még beadható.
    12. Konzultációs lehetőségek A zárthelyi illetve a vizsganapok előtt, az előadókkal egyeztetett időpontokban biztosítunk konzultációs lehetőséget.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom 1. Elektronikusan elérhető előadás fóliák
    2. Oktatók által készített laboratóriumi segédanyag
    3. Mentor Graphics Expedition PCB rendszerhez tartozó elektronikus használati útmutató

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    56

    Félévközi készülés órákra

    0

    Felkészülés zárthelyire

    10

    Házi feladat elkészítése

    14

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

     

    ……………..

     

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr Rencz Márta

    Egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Farkas Ferenc

    Projektmenedzser és jelintegritás mérnök

    Ericsson Magyarország Kft.

    Szűcs Zoltán

    Hardverfejlesztő mérnök

    Ericsson Magyarország Kft.

    Dr.Koller István

    Mestertanár

    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

    Dr. Szabó Péter Gábor

    Egyetemi adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tsz.