Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione.
Il Corso completa le competenze di progettazione elettronica, con riferimento particolare ai temi di progettazione digitale integrata e alle problematiche di contenimento dei consumi energetici. Lo studente matura conoscenza approfondita sulle diverse opzioni progettuali e sugli elementi di valutazione necessari alla scelta. Il corso compie una sintesi fra elementi di natura fisica e tecnologica e strategie di progetto circuitale, fornendo allo studente strumenti di comprensione generali e non limitati alle specifiche tecnologie di riferimento contemporanee.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Gli elementi di conoscenza acquisiti sono applicati dallo studente in un contesto di progettazione autonoma, basato sull’impiego di ambienti di progettazione professionali e di larga diffusione industriale.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di sviluppare un progetto digitale VLSI di complessità realistica, utilizzando gli strumenti CAD relativi a ciascuna fase del flusso di progettazione.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Elementi di progettazione digitale integrata
Progettazione a basso consumo
Flussi di progettazione basati su strumenti CAD
Programma esteso
Richiamo sulle tecnologie di fabbricazione IC
Scaling a campo elettrico costante: teoria, effetti, limiti, generalizzazione.
La prospettiva tecnologica: ITRS roadmap
Analisi dei consumi energetici di un circuito CMOS
Coefficienti di attività delle logiche CMOS
Strategie di contenimento delle diverse componenti di potenza dinamica
Origine delle componenti di potenza statica
Strategie di contenimento delle diverse componenti di potenza statica. Soluzioni circuitali e soluzioni tecnologiche.
Memorie a semiconduttore. Classificazione e realizzazioni circuitali: ROM, EPROM, EEPROM, Flash EPROM, sRAM, dRAM.
Il flusso di progettazione di un circuito CMOS VLSI
Gli strumenti CAD di supporto al flusso di progettazione
Laboratorio di progetto.
Bibliografia
Jan M. Rabaey, Rabaey, Anantha P. Chandrakasan, Borivoje Nikolić: “Digital Integrated Circuits: A Design Perspective”, Prentice Hall , 2003, ISBN 8120322576
Jan M. Rabaey , “Low Power Design Essentials”, Springer, 2009, ISBN 0387717137
Metodi didattici
Il corso è suddiviso in:
-lezioni orali
-attività di laboratorio, a sua volta articolata in:
- Esercitazioni guidate, per l'apprendimento degli strumenti CAD
- Esercitazioni di progetti individuali, con assistenza da parte del docente
Modalità verifica apprendimento
La prova finale dell’esame consiste in un esame orale.
In questa prova verranno discussi in modo approfondito:
- la conoscenza degli argomenti teorici studiati a lezione
- il progetto di un sistema VLSI, sviluppato in laboratorio (anche in piccoli gruppi di lavoro)
Altre informazioni
Materiale del corso su http://elly.dii.unipr.it/
