EEE 533 | Ders Tanıtım Bilgileri - Elektrik-Elektronik Mühendisliği (Doktora)

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

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

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

Yarıyıl Aktiviteleri	Sayı	Katkı Payı %
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

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

#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	* Katkı Düzeyi
#	PÇ Sub	Program Yeterlilikleri / Çıktıları	1	2	3	4	5
1	Alanında bilimsel araştırma yaparak uzmanlık duzeyinde bilgiye genislemesine ve derinlemesine ulasır, bilgiyi sistematik bir yaklasımla degerlendirir, yorumlar, uygular ve alanına yenilik getirecek ozgun bilgi uretir.		-	X	-	-	-
2	Elektrik ve Elektronik Muhendisliği alanında uygulanan guncel teknik ve yontemler ile bunların kısıtları hakkında uzmanlık duzeyinde kapsamlı bilgi sahibidir ve onları ozgun uygulamalarda kullanabilme becerisi gelismistir.		-	-	X	-	-
3	Belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri kullanarak, bilimsel yontemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular;degisik disiplinlere ait bilgileri bir arada kullanabilir ve ozgun cozumler gelistirir. Alanı ile ilgili calısmalarda arastırma yontemlerini ust duzeyde bir beceri ile kullanır.		-	-	X	-	-
4	Akademik arastırma alanının ve muhendislik mesleginin yeni ve gelismekte olan kuramlarının ve uygulamalarının farkındadır, ihtiyac duydugunda bunları inceler ve mevcut sonucları yeniden uretebilir duzeyde ogrenir.		-	-	X	-	-
5	Alanı ile ilgili kuramsal ve uygulamalı karmasık problemleri tanımlayabilir ve formule edebilir, cozmek icin ozgun yontemler gelistirir ve cozumlerde yenilikci yontemler uygular. Alanına yenilik getiren veya alanında yeni bir dusunce, yontem veya tasarım gelistirme ya da bilinen yontemleri yeni bir alana uygulayabilme biciminde ozgun calısmaları bagımsız olarak gerceklestirebilir.		-	-	-	-	X
6	Kuramsal ve uygulamalı alanlarda ozgun fikir ve yontemler gelistirir; karmasık sistem veya surecleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikci/alternatif cozumler gelistirir.		-	-	X	-	-
7	Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı arastırmaları tasarlar ve uygular; bu surecte karsılasılan karmasık problemleri irdeler, cozumler ve sonuclarını surekli gelisimi gozetecek bicimde degerlendirir. Yeni ve karmasık dusuncelerin elestirel analizini, sentezini ve degerlendirmesini yapabilir.		-	-	X	-	-
8	Disiplin ici, cok disiplinli, disiplinler arası ve otesi takımlarda etkin bicimde calısabilir, bu tur takımlarda liderlik yapabilir ve karmasık durumlarda ozgun cozum yaklasımları gelistirebilir; bagımsız calısabilir ve sorumluluk alır.		-	-	X	-	-
9	Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portfoyu C1 Genel Duzeyinde kullanarak, sozlu ve yazılı iletisim kurar.		-	-	X	-	-
10	Calısmalarının surec ve sonuclarını, o alandaki veya alan dısındaki ulusal ve uluslararası bilimsel ve teknolojik toplantılarda ve dergilerde, sistematik ve acık bir sekilde yazılı ve sozlu olarak aktarır. Bilginin genislemesine ve topluma yayılmasına katkıda bulunur.		X	-	-	-	-
11	Proje yonetimi ve is hayatı uygulamalarını bilir ve bunların muhendislik uygulamalarına getirdigi kısıtların farkındadır ve kısıtlar altında ozgun cozum uretmesini bilir. Bilimsel, teknolojik ve muhendislik arastırma ve gelistirme etkinliklerinin sonuclarını sosyal, cevresel, saglık, guvenlik ve hukuk boyutları cercevesinde degerlendirebilir. Alanı ile ilgili sosyal ilişkileri ve normları eleştirel bir bakıs acısıyla inceler, gelistirir ve gerektiginde degistirmeye yonelik girisimlerde bulunur.		X	-	-	-	-
12	Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması asamalarında, akademik ve mesleki tum etkinliklerde,toplumsal, bilimsel ve etik degerleri gozetir. Arastırma ve yayın etigi ilkelerine uygun davranır. Toplumsal, bilimsel, kulturel ve etik sorunların cozumune katkıda bulunur.		X	-	-	-	-

EEE 533 | Ders Tanıtım Bilgileri

HAFTALIK KONULAR VE İLGİLİ ÖN HAZIRLIK ÇALIŞMALARI

DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ

AKTS / İŞ YÜKÜ TABLOSU

DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİSİ

YENİ GÜZELBAHÇE KAMPÜSÜMÜZ

KÜRESEL KARİYER

BİLİME KATKI

İNSANA DEĞER

TOPLUMA FAYDA