Bilgisayar Mühendisliği Yüksek Lisans Programı (Tezli)

EEE 533 | Ders Tanıtım Bilgileri

Dersin Adı

Sayısal VLSI Tasarımı

Kodu	Yarıyıl	Teori (saat/hafta)	Uygulama/Lab (saat/hafta)	Yerel Kredi	AKTS
EEE 533	Güz/Bahar	3	0	3	7.5

Ön-Koşul(lar)	Yok
Dersin Dili	İngilizce
Dersin Türü	Seçmeli
Dersin Düzeyi	Yüksek Lisans
Dersin Veriliş Şekli	-
Dersin Öğretim Yöntem ve Teknikleri	-
Ulusal Meslek Sınıflandırma Kodu	-
Dersin Koordinatörü	-
Öğretim Eleman(lar)ı	Prof. Dr. Murat AŞKAR
Yardımcı(ları)	-

Dersin Amacı

Bu ders sayısal VLSI tasarım için gerekli temel bilgileri kapsamaktadır. İlk once MOS Tranzistör teorisi ve CMOS teknolojisi kısaca tartışılacaktır. Daha sonra simülasyonlarda gerekli devre karakterizasyonu çalışılacaktır. Bunlardan sonar CMOS mantık kapısı tasarımı ve değişik mantık yapıları tartışılacaktır. Dinamik mantık, saatleme stratejileri, G/Ç yapıları, hafıza, düşük güçlü tasarım konuları incelenecektir. Tasarım stratejileri, tümdevre tasarım seçenenekleri ve doğrulama araçları, CMOS devre testleri de kapsanacaktır. Proje çalışması, derste verilen teorik bilgileri bütünler nitelikte olacaktır.

Öğrenme Çıktıları

#	İçerik	PÇ Sub	* Katkı Düzeyi
#	İçerik	PÇ Sub	1	2	3	4	5
1	CMOS mantık devrelerinin tasarimini ve analizini yapabilecek,
2	Değişik CMOS mantık devreleri tasarım stratejilerini kullanabilecek,
3	Dinamik mantık devreleri ve saatleme analizi yapabilecek,
4	Giriş/Çıkış devrelerinin tasarımı ve analizini yapabilecek,
5	Hafıza devrelerinin analizini yapabilecek,
6	VLSI tasarım araçlarını kullanabilecek,
7	Düşük güçlü devrelerin tasarımını ve analizini yapabilecek,
8	VLSI devreleri bilgisayar yazılımları ile devre tasarlayabilecek ve simülasyon yapabileceklerdir.

Ders Tanımı

MOS Tranzistör teorisi, CMOS teknolojisi, Devre karakterizasyonu, CMOS Mantık Kapısı Tasarımı, CMOS Mantık Yapıları, tartışılacaktır. Dinamik mantık ve Saatleme stratejileri, G/Ç Yapıları, Hafıza, Düşük Güçlü VLSI Tasarımı, Tümdevre tasarım Seçenenekleri, Tasarım Doğrulama araçları, CMOS Devre Testler.

Dersin Kategorisi	Temel Ders
	Uzmanlık/Alan Dersleri
	Destek Dersleri
	İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
	Aktarılabilir Beceri Dersleri

HAFTALIK KONULAR VE İLGİLİ ÖN HAZIRLIK ÇALIŞMALARI

Hafta	Konular	Ön Hazırlık	Öğrenme Çıktısı
1	MOS Transistor Theory nMOS, pMOS, Threshold voltage, MOS Device Design Equations, MOS Transistor Model	Text book (Ch. 1&2)
2	CMOS Processing Technology n-well, p-well, twin-tub, layout design rules, circuit elements, latch-up	Text book (Ch. 3&4)
3	Circuit Characterization Resistance, capacitance, inductance estimation, switching characteristics, power dissipation, charge sharing, yield, scaling	Text book (Ch. 5&6)
4	Low Power Design Clocking strategies, low voltage techniques	Text book (Ch. 5&6)
5	CMOS Logic Gate Design Fan-in, fan-out, gate delays, transistor sizing,	Text book (Ch. 7)
6	I/O Structures Input, output pads	Text book (Ch. 8)
7	Physical Design of CMOS Logic Gates Complex logic gates layout	Text book (Ch. 9)
8	Clocking Strategies System timing, single-phase logic structures, two-phase clocking, four-phase clocking, clock distribution	Text book (Ch. 9)
9	Clocking Strategies System timing, single-phase logic structures, two-phase clocking, four-phase clocking, clock distribution	Text book (Ch. 10)
10	Subsytem Design Structured design	Text book (Ch. 11)
11	Memory Elements RAM, SRAM; DRAM, ROM, FIFO, LIFO structures	Text book (Ch. 12)
12	Design Strategies Structured design	Text book (Ch. 13)
13	Chip Design Options Programmable logic, standard-cell design, full-custom design	Text book (Ch. 14)
14	Design and Verification Tools Behavioral synthesis, Layout synthesis, simulation	Text book (Ch. 14)
15	CMOS Testing Fault models, design strategies for testing, chip and system level testing	Text book (Ch. 15)
16	Dönemin gözden geçirilmesi

Ders Kitabı	- Neil Weste, David Harris, CMOS VLSI Design: A Circuits and Systems Perspective, Addison-Wesley, 4th Edition, 2010 , ISBN-10: 0321547748, ISBN-13: 978-0321547743
Önerilen Okumalar/Materyaller	- Sung-Mo (Steve) Kang, Yusuf Leblebici, Chul Woo Kim, “CMOS Digital Integrated Circuits Analysis & Design”, McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 4 edition, 2014, ISBN-10: 0073380628, ISBN-13: 978-0073380629 - İlgili Araştırma Makaleleri

DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ

Yarıyıl Aktiviteleri	Sayı	Katkı Payı %	LO 1	LO 2	LO 3	LO 4	LO 5	LO 6	LO 7	LO 8
Katılım
Laboratuvar / Uygulama
Arazi Çalışması
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği
Portfolyo
Ödev	5	30
Sunum / Jüri Önünde Sunum
Proje	1	30
Seminer/Çalıştay
Sözlü Sınav
Ara Sınav
Final Sınavı	1	40
Toplam

Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı	6	60
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı	1	40
Toplam

AKTS / İŞ YÜKÜ TABLOSU

Yarıyıl Aktiviteleri	Sayı	Süre (Saat)	İş Yükü
Teorik Ders Saati (Sınav haftası dahildir: 16 x teorik ders saati)	16	3	48
Laboratuvar / Uygulama Ders Saati (Sınav haftası dahildir. 16 x uygulama/lab ders saati)	16		0
Sınıf Dışı Ders Çalışması	15	4	60
Arazi Çalışması			0
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği			0
Portfolyo			0
Ödev	5	10	50
Sunum / Jüri Önünde Sunum			0
Proje	1	45	45
Seminer/Çalıştay			0
Sözlü Sınav			0
Ara Sınavlar			0
Final Sınavı	1	22	22
		Toplam	225

DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİSİ

#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	* Katkı Düzeyi
#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	1	2	3	4	5
1	Bilgisayar Mühendisliği alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.		-	-	-	-	-
2	Bilgisayar Mühendisliği alanında uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir.		-	-	-	-	-
3	Belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri kullanarak, bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bir arada kullanabilir.		-	-	-	-	-
4	Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır, ihtiyaç duyduğunda bunları inceler ve öğrenir.		-	-	-	-	-
5	Bilgisayar Mühendisliği alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, çözmek için yöntem geliştirir ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygular.		-	-	-	-	-
6	Yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler geliştirir.		-	-	-	-	-
7	Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık problemleri irdeler ve çözümler.		-	-	-	-	-
8	Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilir, bu tür takımlarda liderlik yapabilir ve karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilir; bağımsız çalışabilir ve sorumluluk alır.		-	-	-	-	-
9	Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak, sözlü ve yazılı iletişim kurar.		-	-	-	-	-
10	Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır.		-	-	-	-	-
11	Bilgisayar Mühendisliği uygulamalarının sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuk boyutları ile proje yönetimi ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların bilgisayar mühendisliği uygulamalarına getirdiği kısıtların farkındadır.		-	-	-	-	-
12	Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.		-	-	-	-	-