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 Koordinatörü -
Öğretim Eleman(lar)ı
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 Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • CMOS mantık devrelerinin tasarimini ve analizini yapabilecek,
  • Değişik CMOS mantık devreleri tasarım stratejilerini kullanabilecek,
  • Dinamik mantık devreleri ve saatleme analizi yapabilecek,
  • Giriş/Çıkış devrelerinin tasarımı ve analizini yapabilecek,
  • Hafıza devrelerinin analizini yapabilecek,
  • VLSI tasarım araçlarını kullanabilecek,
  • Düşük güçlü devrelerin tasarımını ve analizini yapabilecek,
  • 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
X
Destek Dersleri
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

 

HAFTALIK KONULAR VE İLGİLİ ÖN HAZIRLIK ÇALIŞMALARI

Hafta Konular Ön Hazırlık
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 %
Katılım
Laboratuvar / Uygulama
Arazi Çalışması
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği
Ödev
4
10
Sunum / Jüri Önünde Sunum
1
10
Proje
1
30
Seminer/Çalıştay
Sözlü Sınav
Ara Sınav
1
20
Final Sınavı
1
30
Toplam

Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı
70
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı
30
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
Sınıf Dışı Ders Çalışması
15
4
Arazi Çalışması
Küçük Sınav / Stüdyo Kritiği
Ödev
4
Sunum / Jüri Önünde Sunum
1
30
Proje
1
45
Seminer/Çalıştay
Sözlü Sınav
Ara Sınavlar
1
Final Sınavı
1
    Toplam
183

 

DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİSİ

#
Program Yeterlilikleri / Çıktıları
* Katkı Düzeyi
1
2
3
4
5
1  Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
 

X
2 Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanında uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir. X
3 Belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri kullanarak, bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular;değişik disiplinlere ait bilgileri bir arada kullanabilir. X
4 Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır, ihtiyaç duyduğunda bunları inceler ve öğrenir. X
5 Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, çözmek için yöntem geliştirir ve çözümlerde yenilikçi yöntemler uygular. X
6 Yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler geliştirir. X
7 Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık problemleri irdeler ve çözümler. X
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. X
9 Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak, sözlü ve yazılı iletişim kurar.

X
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.
 

X
11 Elektrik ve Elektronik Mühendisliği uygulamalarının sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuk boyutları ile proje yönetimi ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların elektrik ve elektronik mühendisliği uygulamalarına getirdiği kısıtların farkındadır. X
12 Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. Araştırma ve yayın etiği ilkelerine uygun davranır. X

*1 Lowest, 2 Low, 3 Average, 4 High, 5 Highest