VLSI áramkörök

A tantárgy angol neve: VLSI Circuits

Adatlap utolsó módosítása: 2018. május 4.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki mesterképzési szak

Mikroelektronika és elektronikai technológia főspecializáció

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIEEMA01 1 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hosszú Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. habil. Hosszú Gábor

egyetemi docens

EET

Dr. Czirkos Zoltán

egyetemi docens

EET

Dr. Horváth Péter

egyetemi adjunktus

EET

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elektronika, digitális technika, programozás

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEM163" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIEEM163", "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 tárgy célkitűzése, hogy részleteiben tárgyalja a nagybonyolultságú digitális integrált áramkörök (VLSI) konstrukciójának kérdéseit és tipikus alkalmazási területeit. Bemutatja a nagy integráltsági fokú vegyesjelű hardver rendszerek tervezésének, megvalósításának és ellenőrzésének módjait, figyelembe véve a kisebb és nagyobb sorozatú gyártást. Megismerteti a rendszerek magas szintű leírására és tervezésére szolgáló nyelveket, a hozzájuk kapcsolódó fejlesztő rendszereket. Tárgyalja az ide kapcsolódó aktuális trendeket és ezek hatását a tervezésre.

8. A tantárgy részletes tematikája
Előadások
1. Nagybonyolultságú digitális integrált áramkörök tervezése során használt módszertanok bemutatása.
2. Különböző hardverleíró nyelvek (HDL-ek) ismertetése: SystemC, VHDL, Verilog, VHDL/Verilog-AMS.
3. A VHDL/Verilog nyelv részletes ismertetése.
4. A SystemC nyelv bemutatása. 1. rész
5. A SystemC nyelv bemutatása. 2. rész
6. Az analóg és mixed-mode rendszerek leírásának problémái. A VHDL-AMS/Verilog-A nyelv részletes ismertetése.
7. IC tervek verifikációját támogató leíró módszerek ismertetése.
8. Nagybonyolultságú (VLSI) integrált áramkörök jellegzetes fajtái (különféle processzor architektúrák, memóriák, kommunikációs interfészek) megvalósítási kérdései,  áramköri megoldások kiberfizikai rendszerek számára
9. Általános célú processzorok felépítése, tervezési kérdései. RISC, CISC, VLIW, szuperskalár-, vektor-processzorok, multi-thread és multi-core fogalmak tisztázása.
10. Korszerű processzorok architektúrája, tipikus építőelemeinek bemutatása, többszintű memóriaszervezés kérdései. Órajelelosztó hálózatok felépítése, működése, órajel elcsúszás minimalizálása.
11. Nagybonyolultságú digitális IC-k lehetséges megvalósítási módjai (pl. FPGA, egyedileg tervezett alkalmazás specifikus integrált áramkör).
12. A hardver szintézis lehetséges módjai a használt hardverleíró nyelv, valamint a megvalósítási mód függvényében. 
13. Az áramköri tervek újrafelhasználhatóságának kérdései (virtual components, ill. intellectual property blokkok használata). Hardver-szoftver együttes tervezés.
14. Tesztelés és verifikáció. A tesztelés tervezését segítő eljárások Teszt szekvenciák automatikus generálása. Tesztelhetőre tervezés (DfT) kérdései. Az E nyelv lehetőségei a verifikációban.
Gyakorlatok
1. SystemC tervezési gyakorlat.
2. IC-kben használatos alapáramkörök működésének gyors becslése iterációs módszerekkel
3. Mixed-signal szimulációs és ellenőrző eszközök és az ezeket egységes rendszerbe integráló keretrendszerek bemutatása.
4. VHDL tervezési gyakorlat 1. rész
5. VHDL tervezési gyakorlat 2. rész
6. VHDL tervezési gyakorlat 3. rész
7. Egy processzor HDL leírása – esettanulmány.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás, amelyhez a félév során számítógépes laboratóriumi foglalkozások csatlakoznak.
10. Követelmények

a.         A szorgalmi időszakban:

A félév során 1 db nagyzárthelyit íratunk; az aláírás megszerzéséhez ennek legalább elégséges szintű teljesítése szükséges. A ZH-ra a 11. héten kerül sor.

b.         A vizsgaidőszakban:

 A tárgyból szóbeli vizsgát tartunk.

c.         Elővizsga: 

A tárgyból elővizsgát tartunk a félévközi zárthelyin jó illetve jeles érdemjegyet elérteknek.


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

Dr. Kovács Ferenc: ”Az informatika VLSI áramkörei” Pázmány Egyetem Elektronikus Kiadó, 2004. ISBN 963 86538 4 1

Dr. Hosszú Gábor - Dr. Keresztes Péter: VHDL-alapú rendszertervezés, SZAK Kiadó, Bicske, 2012, ISBN 978-963-9863-24-8

Giovanni de Micheli és Mariagiovanna Sami: „Hardware/software co-design” Kluwer kiadó 1996. ISBN 0-7923-3882-0

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra

42

Készülés előadásokra

12

Készülés gyakorlatokra

10

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

EET

Dr. Czirkos Zoltán

egyetemi adjunktus

EET

Dr. Hosszú Gábor

egyetemi docens

EET

Dr. Poppe András

egyetemi docens

EET