Áramköri környezet kialakítása

A tantárgy angol neve: Circuit Environment

Adatlap utolsó módosítása: 2019. május 6.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki mesterképzési szak
Smart System Integration mellékspecializáció
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIEEMA06 2 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

EET

Dr. Bognár György

egyetemi docens

EET

Dr. Farkas Ferenc

címzetes egyetemi docens projektmenedzser és jelintegritás mérnök

EET

Ericsson Magyarország Kft.

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elektronika

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
TárgyEredmény( "BMEVIEEMA04" , "jegy" , _ ) >= 2

ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIEEM359" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIEEM359", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

A tárgy felvételéhez kötelező a kredit megszerzése az alábbi tárgyakból:

BMEVIEEMA04

Fundamentals of Smart Systems

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy célkitűzése, hogy megismertesse a hallgatókat a tokozott intelligens eszközöket működtető környezet tervezésének és kialakításának módszereivel, a tervezéshez szükséges különböző szoftver eszközökkel, a modern fejlesztő- és különböző fizikai szimulációs rendszerekkel. Részletesen tárgyalja a tervezés, tesztelés és szimuláció egyes lépéseit. Ismereteket ad ezek ipari alkalmazási módszereiről. Áttekintést nyújt a szimulációk és a különböző fizikai jelenségek matematikai és fizikai hátteréről.

8. A tantárgy részletes tematikája
Előadások:
1. Az áramköri környezet fogalma, határai, áramköri környezet tervezésének, megvalósításának kérdései: SiP, SoP, MCM, 3D stacked IC, TSV.
2. Modern tokozási megoldások ismertetése. Fan-out WLP, eltemetett szilícium réteget tartalmazó köztes hordozós tokozások (EMIBB). IC tervezés és a tokozás kapcsolata a tervező szemszögépből.
3. Tokozások parazita hatásainak vizsgálata RF, termikus és egyéb fizikai szempontok alapján: IBIS modell, Delphi modell, 2R modell. 
4. Áramköri környezet kialakításának termikus kérdései. Aktív és passzív hűtési megoldások, mikrocsatornás hűtőeszközök és ezek karakterizációja. 
5. Egyes szélsőséges körülmények (harsh environment) között működő berendezések termikus analízise (rack fiókok, IoT eszközök szélsőséges körülmények között, stb.).
6. Termikus tranziens tesztelés, LED-ek multidomén karakterizációja, termikus határfelületi anyagok minősítése.
7. Egy komplett termékfejlesztési folyamat bemutatása: a fejlesztés menete, tesztek, menedzsment. Megbízhatósági vizsgálatok, külső környezet hatásainak a vizsgálata a kész eszközre.
8. Elektromos berendezések tervezésének folyamata a specifikációtól a realizációig. Top-down és bottom-up metodika alkalmazása az áramköri környezet (áramköri hordozók, összeköttetések, készülék házak, stb.) kialakításában.
9. Az áramköri környezet specifikálásának kérdései. Dokumentációs kérdések.
10. Bevezetés a jelintegritásba: tápsík kapacitás, veszteségek, késleltetések, bőrhatás és közelhatás következménye, hullámimpedancia és passzív eszközök a valóságban
11. Hullámvisszaverődések, távvezetékek lezárásai: alul és túlvezérelt távvezetékek, soros, párhuzamos R, RC és Thevenin lezárás, elágazások hatása
12. Jelintegritás előszimulációs esettanulmányok
13. Áthallás, differenciál és közös módusú jelek és impedancia, jelterjedési sebesség
14. Áramköri környezet termikus szempontú méretezése, tervezése, vizsgálata az iparban alkalmazott modern CAD eszközök használatával (Mentor Graphics© FloTHERM)

Gyakorlatok:
1. Ismerkedés egy integrált NYHL tervező rendszer felépítésével
2. Kapcsolási rajz szerkesztés
3. Megkötésszerkesztő (constraint editor system) beállítása
4. Layout tervezés
5. Termikus szimuláció
6. Jelintegritás szimuláció: pre- és post-layout vizsgálatok
7. Tokozások termikus analízise (Mentor Graphics© FloTHERM® PACK).

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás és számítógéplaborban tartott gyakorlatok
10. Követelmények

A félév során 1 db nagy ZH-t (összegző számonkérés) íratunk a szorgalmi időszak 8. hetében; az aláírás megszerzéséhez ennek legalább elégséges szintű teljesítése és a gyakorlatokon való sikeres részvétel (max. 2 hiányzás).

A vizsgaidőszakban: vizsga

A tárgyból elővizsgát tartunk a félévközi zárthelyin megfelelően magas pontszámot elérteknek.

Vizsgaidőszakban írásbeli vizsgát tartunk, szóbeli javítási lehetőséggel.


11. Pótlási lehetőségek

A ZH (összegző számonkérés) a szorgalmi időszakban egyszer pótolható. További pótlási lehetőség (pl. 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 -        Clyde F. Coombs: „Printed Circuits Handbook, 6th edition”, McGraw-Hill, USA, 2008
-        Eric Bogatin: „Signal Integrity – Simplified”, Prentice Hall, USA, 2004
-        Stephen H. Hall, Garrett W. Hall, James A. McCall: „High- Speed Digital System – A Handbook of Interconnect Theory and Design Practice”, John Wiley & Sons, Inc. USA, 2000
-        Horward Johnson, Martin Graham: „High-Speed Digital Design – A Handbook of Black Magic, Prentice Hall”, New Jersey, USA, 1993
-        Mentor Graphics - Printed Circuit Board Design Course Laboratory Instruction:  „Pre-Layout Analysis with HyperLynx”, Politechnika ¦l±ska w Gliwicach, Instytut Elektroniki, Zakład Podstaw Elektroniki
-        Mentor Graphics – HyperLynx Design kits

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

EET

Dr. Farkas Ferenc

címzetes egyetemi docens projektmenedzser és jelintegritás mérnök,

EET / Ericsson Magyarország Kft.

Szűcs Zoltán

óraadó,

hardverfejlesztő mérnök

EET / Ericsson Magyarország Kft.

Dr. Szabó Péter Gábor

adjunktus

EET