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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    IC és MEMS tervezés

    A tantárgy angol neve: IC and MEMS design

    Adatlap utolsó módosítása: 2019. május 6.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    EU Erasmus Mundus Joint International

    Master in Smart Systems Integration

    MSc képzés

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEM164 1 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Takács Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Takács Gábor

    egyetemi adjunktus    

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Poppe András

    egyetemi docens         

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Ender Ferenc

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronika

     

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEMA02" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY TárgyEredmény("BMEVIEEMA02", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
    VAGY TárgyEredmény( "BMEVIEEMB00" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY TárgyEredmény("BMEVIEEMB00", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0 )

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célkitűzése megismertetni a hallgatókat a modern analóg/mixed-signal és MEMS integrált áramkörök tervezésének módszereivel, a tervezéshez szükséges eszközökkel, modern fejlesztőrendszerekkel és részletesen tárgyalja a tervezés egyes lépéseit. Bemutatja a korszerű számítógépes CAD rendszerek felépítését és funkcióit, továbbá ismereteket ad a MEMS eszközök tervezése és a megbízhatóság területéről.

    8. A tantárgy részletes tematikája

     

    A tantárgy keretén belül megismertetjük a hallgatókat az integrált áramkörök és a mikro elektro-mechanikus szerkezetek működésének és tervezésének alapjaival. A rendszertervezéstől egészen a fizikai tervek elkészítéséig eljutunk a félév során. A laborok alkalmával az ipari standard tervezőrendszerek, valamint MEMS eszközök tervezésénél alkalmazott szoftverek használatát mutatjuk be egyszerűbb példákon.

    Heti bontásban:

    1. hét: Rendszertervezés általános kérdései: FPGA, gate array, standard cellás ill. full custom tervezés. Az IC, mint egy lehetséges megvalósítási forma.

    2. hét: (C)MOS alapismeretek, tervezési szabályok.

    3. hét: Alapkapuk és egyszerűbb áramkörök megvalósítása tranzisztor szinten: kapcsolási rajz, absztrakt layout, méretezés, részletes layout

    4. hét: Tervezőrendszerek: A nyílt tervezőrendszer fogalma. A Cadence Opus és Mentor tervezőrendszerek, mint példák áttekintése (standard cellás, illetve tranzisztor szintű tervezés). Tervezői "adatbázis", konfigurációs lehetőségek

    5. hét: Az IC tervezés metodikája. Különböző absztrakciós szintek: leírásmódok, szimuláció, a terv ellenőrzése az adott absztrakciós szinten. Top-down és bottom-up design, hierarchikus tervezés. Különböző tervezőrendszerek

    6. hét: Standard cellás IC tervezés. Cellakönyvtár fogalma. Áramkörbevitel: logikai kapcsolási rajz, HDL szintű leírás, generált blokkok.

    7. hét: Pre-layout szimuláció. Floor plan, részletes layout, post-layout szimuláció, gyártáselőkészítés.

    8. hét: Tesztelhetőségre tervezés és tesztelés: Hibamodellek, főként stuck-at. Hibadetektálás: vezérlés és megfigyelés. A D-algoritmus, ATPG. Hibaszimuláció. DFT, Scan-Path

    9. hét: Az IC technika perspektívái, trendek. Teljes rendszerintegráció egy chip-en: passziv alkatrészek, nem elektromos funkciók.

    10. hét: Deep-submicron technológia problémái, disszipációsűrűség, vezetékezés kérdései. Temperature-aware design

    11. hét: MEMS tervezési stratégiák ismertetése. Alkalmazás specifikus tervezési módszertanok bemutatása különböző példákon keresztül.

    12. Csatolt fizikai modellezés kérdései, multidomén helyettesítő képek analízise, energiaátalakítási folyamatok vizsgálata.

    13. hét: MEMS-ek számítógépes modellezése és szimulációja Numerikus szimulációs módszerek alkalmazása (Finite Element Analysis, Reduced Order Modelling, multifizikai szimulációk).

    14. hét: Általános fizikai szimulációs programok áttekintése. MEMS tervező és szimulációs programok bemutatása.


     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás, valamint számítógépes laboratóriumi órák.
    10. Követelmények

     

    a.       A szorgalmi időszakban:

     

    A félév során 1 db. zárthelyit íratunk; az aláírás megszerzéséhez ez legalább elégséges szinten teljesítendő.

     

    b.           A vizsgaidőszakban:

     

    A tárgyból szóbeli vizsgát tartunk.

     

    c.            Elővizsga:

     

    van


     

    11. Pótlási lehetőségek

    A zh pótlását egy alkalommal biztosítjuk a szorgalmi időszakban. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs.


    12. Konzultációs lehetőségek

    Zh. ill. vizsganapok előtt az előadókkal történő személyes megbeszélés képezi a konzultáció alapját.


    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Wai-Kai Chen , ”The VLSI handbook”, CRC Press LLC, 2000. ISBN 0-8493-8593-8

     

    Mohamed Gad-el-Hak, ”MEMS Design and Fabrication”, CRC Press LLC, 2006. ISBN 0-8493-9138-5

     

    Stephen D. Senturia, „Microsystem design” Kluwer Academic Publishers. 2002. ISBN 0-7923-7246-8

     

    Tanszéki elektronikus jegyzetek (http://edu.eet.bme.hu)

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    42

    Készülés előadásokra

    14

    Készülés gyakorlatokra

    8

    Készülés laborra

    0

    Készülés zárthelyire

    16

    Házi feladat elkészítése

    0

    Önálló tananyag-feldolgozás

    0

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bognár György

    egyetemi docens         

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Gaertner Péter

    c.egyetemi docens      

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Ress Sándor

    egyetemi docens         

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Szabó Péter

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz.

    Dr. Takács Gábor

    egyetemi adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tsz.