Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Σχετικά έγγραφα
Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων Ενότητα 9: Ευστάθεια και Αντιστάθμιση Συχνότητας

Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Μέρος Α-Ενότητα 5: Φωτολιθογραφία. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Διοικητική Λογιστική

Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ενότητα Α-Κεφάλαιο 3: Οξείδωση του πυριτίου. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ενότητα Α-Κεφάλαιο 4: Διάχυση και εμφύτευση Ιόντων. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Ηλεκτρονική. Ενότητα 9: Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου (FET) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 1

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 3

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

Φιλοσοφία της Ιστορίας και του Πολιτισμού

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Έλεγχος Ποιότητας Φαρμάκων

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Λειτουργία και εφαρμογές της πολιτιστικής διαχείρισης

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Διοικητική Λογιστική

Γενική Φυσική Ενότητα: Ταλαντώσεις

Γενική Φυσική Ενότητα: Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Γενική Φυσική Ενότητα: Δυναμική Άκαμπτου Σώματος

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Θεατρικές Εφαρμογές και Διδακτική της Φυσικής Ι

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Πρακτική Άσκηση σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Τίτλος Μαθήματος. Ενότητα 1: Γενικά περί λογικού προγραμματισμού

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Οπτική. Βαρουτάς Δημήτρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Εισαγωγή στη Μουσική Τεχνολογία Ενότητα: Ελεγκτές MIDI μηνυμάτων (Midi Controllers)

Τεχνικό Σχέδιο - CAD. Τόξο Κύκλου. Τόξο Κύκλου - Έλλειψη. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Εισαγωγή στις Επιστήμες της Αγωγής

Διοίκηση Εξωτερικής Εμπορικής Δραστηριότητας

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Ηλεκτρονική. Ενότητα 5: DC λειτουργία Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Χριστιανική και Βυζαντινή Αρχαιολογία

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Παιδαγωγική ή Εκπαίδευση ΙΙ

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Transcript:

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ενότητα 1: Υλοποίηση Ολοκληρωμένων Ψηφιακών Κυκλωμάτων Αγγελική Αραπογιάννη Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Βιβλιογραφία Principles of CMOS LLSI Design, N. Weste, K. Eshraghian, Addison Wesley. CMOS VLSI Design, N. Weste, D. Harris, Addison Wesley. CMOS Digital Integrated Circuits, S-M. Kang, Y. Leblebici, McGRAW-HILL. Digital Integrated Circuits, J. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nokolic, PEARSON. 2

Στόχοι της μονολιθικής ολοκλήρωσης Less area, more compactness at all system levels Less power consumption Less testing (more complex testing) Higher reliability, due to improved on-chip interconnects Higher speed due to reduced interconnect length Significant cost savings 3

Επίδραση της μεθοδολογίας σχεδίασης 4

Σχεδιαστικά επίπεδα αφαίρεσης 5

Ροή σχεδίασης VLSI κυκλωμάτων FABRICATION & TESTING 6

Στρατηγικές δομημένης σχεδίασης Techniques evolved for complex hardware and software projects Hierarchy: Subdivide the design into many levels of submodules Regularity: Subdivide to max number of similar submodules at each level Modularity: Define sub-modules unambiguously & well defined interfaces Locality: Max local connections, keeping critical paths within module boundaries 7

Σχεδιαστικές επιλογές Υλοποίηση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Πλήρως Ελεύθερη Σχεδίαση Ημιελεύθερη Σχεδίαση Χρήση Κυττάρων Χρήση Διατάξεων Δομικά Κύτταρα Μακροκύτταρα Θάλασσα Πυλών Διατάξεις Πυλών Προγραμματιζόμ ενες Διατάξεις Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ειδικών Εφαρμογών Application Specific Integrated Circuits (ASICs) 8

Field Programmable Gate Array (FPGA) 9

Ολοκληρωμένο FPGA 10

Sea of gates/gate array 11

Σχεδίαση με δομικά κύτταρα (standard cells) 12

Δομικά κύτταρα (standard cells) 13

Πλήρως ελεύθερη σχεδίαση (full custom) 14

Πλήρης εικόνα ολοκληρωμένου 15

Ποιότητα σχεδίασης (1 από 2) Achieve specifications (Static & Dynamic) Die size Power dissipation Testability Yield and manufacturability Reliability Technology updatable 16

Ποιότητα σχεδίασης (2 από 3) Testability + Generation of good test vectors + Availability of reliable test fixture at speed + Design of testable chip Yield and manufacturability + Functional yield + Parametric yield 17

Ποιότητα σχεδίασης (3 από 3) Reliability + Premature aging (Infant mortality) + ESD/EOS + Latchup + On-chip noise and crosstalk + Power and ground bouncing Technology updatable + Easily updated to new design rules 18

Πακετάρισμα (Packaging) (1 από 2) Dual in-line package (DIP) 1. Ceramic or plastic pin-through-hole (PTH) 2. Low cost, but large size 3. Ligh lead inductance (22-36 nh) 4. Max pin count usually 64 Pin Grid Array (PGA) Package 1. Ceramic or plastic pin-through-hole (PTH) 2. Higher pin count (100 400 pins) 3. Higher cost than DIP 19

Πακετάρισμα (Packaging) (2 από 2) CHIP CARRIER PACKAGE (CCP) 1. Surface mounted technology (SMT) 2. Leadless chip carrier supports high pin count 3. More efficient use of PCB area than DIP or PGA MULTI-CHIP MODULE (MCM) 1. Multiple chips assembled on a common substrate 2. High performance applications 3. Most efficient use of PCB area 20

Εργαλεία σχεδίασης (VLSI CAD TOOLS) Categories of cad tools 1. High Level Synthesis (HDLs) 2. Logic Synthesis 3. Circuit Optimization a) Transistor sizing for min delays b) Process variations c) Statistical design 4. Layout (1 από 2) a) Floorplanning b) Place & route c) Module generation d) Automatic cell placement and routing 21

Εργαλεία σχεδίασης (VLSI CAD TOOLS) (2 από 2) Layout Extraction Simulation (SPICE for circuit-level simulation) Layout Schematic Verification Design Rule Check 22

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 24

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. 26

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών, Αραπογιάννη Αγγελική 2015. «Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Υλοποίηση Ολοκληρωμένων Ψηφιακών Κυκλωμάτων.». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://opencourses.uoa.gr/courses/di102/. 27

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 28

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 29

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Οι εικόνες και τα διαγράμματα που χρησιμοποιούνται είναι από το βιβλίο: Sung-Mo Kang, Yusuf Leblebici. 1996. CMOS Digital Integrated Circuits (1 ed.). McGraw-Hill, Inc., New York, NY, USA 1996. 30