Insegnamento PROGETTO DI CIRCUITI INTEGRATI CMOS SU SCALA NANOMETRICA
| Nome del corso di laurea | Ingegneria elettronica per l'internet-of-things |
|---|---|
| Codice insegnamento | 70A00107 |
| Curriculum | Elettronica per l'internet of things |
| Docente responsabile | Daniele Passeri |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2017 |
| Erogato | Erogato nel 2018/19 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria elettronica |
| Settore | ING-INF/01 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | I. (1 CFU) Dispositivi e Tecnologie Nanoelettronici. II. (2 CFU) Progetto di circuiti logici statici e dinamici in tecnologia CMOS. III. (4 CFU) Progettazione VLSI di un circuito/sistema integrato in tecnologia CMOS. IV. (2 CFU) Laboratorio CAD VLSI. |
| Testi di riferimento | J. Rabaey, A. Chandrakasan and B. Nikolic, "Digital Integrated Circuits: A Design Perspective", 2/e, Prentice Hall 2003. Harry Veendrick, “Nanometer CMOS ICs: from Basics to ASICs”, ed. Springer. |
| Obiettivi formativi | Acquisizione da parte dello studente delle metodologie e degli strumenti per la progettazione di circuiti/sistemi integrati su scala nanometrica. Capacità di giustificare scelte progettuali a diversi livelli di astrazione di circuiti e sistemi integrati. Utilizzo di strumenti CAD VLSI avanzati (layout editor, sintesi automatica placement&routing). |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere e saper applicare i contenuti e le metodologie dell'insegnamento è consigliabile riguardare i concetti di elettronica analogica e digitale di base (in particolare, funzionamento del transistore MOSFET) e i concetti di base dell'algebra booleana. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali, esercitazioni in aula, esercitazioni al calcolatore, esperimenti in aula e in laboratorio. |
| Altre informazioni | Nessuna. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Redazione di due progetti (mid-term e final) e prova orale, obbligatoria.In particolare, i temi dei progetti consisterannomid-term: simulazione di processo e dispositivo di un Tunnel FET (TFET).final: relazione sul progetto realizzato al calcolatore mediante CAD VLSI di un circuito/sistema elettronico integrato tipicamente di tipo numerico (ad esempio circuiti sommatori, moltiplicatori)La prova orale è finalizzata alla verifica della acquisizione da parte dello studente delle metodologie e degli strumenti per la progettazione di circuiti/sistemi integrati su scala nanometrica, della capacità di giustificare scelte progettuali conoscenza alla luce dello stato dell’arte della tecnologia di fabbricazione dei circuiti elettronici integrati. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | (1 CFU) Dispositivi e Tecnologie Nanoelettronici. Strumenti di progettazione: simulazione di processo e dispositivo TCAD allo stato dell’arte. Ottimizzazione di nuovi materiali / dispositivi. Dispositivi nano-elettronici innovativi di per la progettazione di reti di sensori: ISFET, BioFET, Tunnel FET devices. II. (2 CFU) Progetto di circuiti logici statici e dinamici in tecnologia CMOS. Famiglie logiche CMOS statiche: FCMOS, pseudo-nMOS, DCVSL, pass-T e T-gate logic. Circuiti coobinatori: dynamic logic Pre-charge/Evaluation (P/E), Domino. Sequential circuits: clocked CMOS logic (C2MOS), NORA, TSPCL. III. (4 CFU) Progettazione VLSI di un circuito/sistema integrato in tecnologia CMOS. Sintesi ad alto livello. Introduzione ai linguaggi di decrizione hardware: il VHDL. Unità aritmetiche: sommatori a differente gestione del riporto: Ripple Carry Adder (RCA), Carry Propagate Adder (CPA), Carry Skip Adder, Manchester Carry Chain, Carry Look-Ahead, Brent-Kung. Moltiplicatori seriali e paralleli: Carry Save Multiplier. Divisori. Memorie. Organizzazione e sintesi delle unità di controllo. Soluzioni e tecniche di progettazione CMOS VLSI low-power: time-based design per interface di sensori (digital approach, area efficiency driven scaling, ultra-low voltage capability, energy efficiency). IV. (2 CFU) Laboratorio CAD VLSI. Introduzione al CAD VLSI. I principali strumenti CAD per l’analisi e la sintesi di circuiti integrati: layout editor, DRC tools, Placement and Routing. ELECTRIC VLSI Design System, SIS. Esercitazioni al CAD VLSI: front-to-back design case studies. |