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.