AKTSVLSI Tasarımı

VLSI Tasarımı (CMPE437) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Saati Uygulama Saati Laboratuar Hours Kredi AKTS
VLSI Tasarımı CMPE437 Seçmeli Dersler 2 2 0 3 5
Ön Koşul Ders(ler)i
EE203
Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü Teknik Seçmeli Dersler
Dersin Seviyesi Lisans
Ders Verilme Şekli Yüz Yüze
Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım.
Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
Course Assistants
Dersin Amacı Bu dersin amacı VLSI tasarım teknikleri ve CMOS teknolohjisini öğretmektir. Bu derste VLSI tasarımı için CAD araçları kullanılarak, yapısal tasarım, tasarım kuralları ve yerleşim düzeni yöntemleri ile tasarımı ilgilendiren güç, güvenilirlik, hız ve ekonomik yönler tartışılacaktır.
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • CMOS transistörleri kullanarak birleşimsel, sırasal ve aritmetik devreler tasarlayabilme
  • Statik ve dinamik CMOS devreleri tasarımlayabilme
  • CMOS devrelerininin performans ölçütlerini sıralama ve tasarlanan devreleri değerlendirme ve eniyileme yapabilme
  • Tasarlanmış devrelerin değerlendirilebilmesi ve doğrulanması için transistör düzeyinde SPICE benzetimleri yapabilme
  • CMOS devreleri için yerleşim plan tasarımı yapabilme
  • DRC, ERC, LVS ve yerleşim parazit çıkarımı dahil olmak üzere, modern IC yerleşim planı tasarımı tekniklerini açıklayabilme
  • Hızlı VLSI tasarımındaki sorunları tartışabilek ve devre saat frekansını iyileştirmek için ortak teknikleri tartışabilmek ve zamanlama ihlali problemlerininden korunmak
  • Statik ve dinamik RAM devrelerinin yapılarını tanıyabilmek
  • Temel I/O tamponlarını ve ESD devrelerini açıklayabilmek
  • Hızlı bağlantılı tasarımlardaki devre tekniklerini ve problemlerini tartışmak
Dersin İçeriği IC?lerin temel fabrikasyon üretim zinciri, kendinden ayarlı silicon kapısı, NMOS ve CMOS teknolojileri, tasarım kuralları ve yerleşim planı, bellekler ve yazmaçlar, tam ve yarım kendinden ayarlı IC?ler, standart hücreler, kapı dizileri, GPGA?lar ve PLD?ler, IC tasarımı için CAD araçları, VHDL ile üst düzey IC tasarımı, düşük güçlü IC tasarımı.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

Hafta Konular Ön Hazırlık
1 IC tekonolojisine giriş Chapter 1 (ders kitabı)
2 MOS ve BiCMOS devrelerinin temel elektirk özellikleri Chapter 2
3 VLSI tasarım akışı, MOS katmanları, çubuk diyagramları Chapter 3
4 VLSI tasarım akışı, MOS katmanları, tasarım kuralları ve yerleşim planı Chapter 3
5 Mantık kapıları ve diğer karmaşık kapılar Chapter 4
6 Mantık kapıları ve diğer karmaşık kapılar Chapter 4
7 Alt-sistem tasarımı, kaydırıcılar, toplayıcılar, AMÜ’leri, Çarpıcılar Chapter 5
8 Eşlik biti üreticileri, karşılaştırıcılar, 1/0 detektörler, sayaçlar, yüksek yoğunluklu bellek öğeleri Chapter 5
9 Yarı iletken entegre devre tasarımı: PLA’lar, FPGA’lar, CPLD’lar Chapter 6
10 Standart hücreler, programlanabilir dizi mantığı, tasarım yaklaşımları Chapter 6
11 VHDL sentezi, devre tasarım akışı, devre sentezi, benzetim Chapter 7
12 Yerleşim planı, tasarım yakalama araçları, tasarım doğrulama araçları, sınama prensipleri Chapter 7
13 CMOS sınama, sınama gereksinimi, sınama prensipleri, sınama için tasarım stratejileri Chapter 8
14 Yonga düzeyinde sınama teknikleri, sistem düzeyinde sınama teknikleri, yerleşim planı tasarımı için iyileştirilmiş sınanabilirlik Chapter 8

Kaynaklar

Ders Kitabı 1. Essential VLSI Circuits and Systems, Pucknell, D.A. & Eshraghian, S., Prentice Hall, 2005.
Diğer Kaynaklar 2. 1. Digital Integrated Circuits: A Design Perspective, Jan M. Rabaey, Prentice Hall, 1st edition, 1995
3. 2. CMOS Digital Integrated Circuits: Analysis and Design, S.-M. Kang and Y. Leblebici, McGraw-Hill, 2003
4. 3. Principles of CMOS VLSI Design. A Systems Perspective with VERILOG, N.H.Weste, K. Eshraghian., Addison-Wesley, 2002
5. 4. Modern VSLI Design a System Approach, W. Wolf, Prentice-Hall, 3 edition, 2002
6. 5. Introductory VHDL, By Yalamanchili, Prentice Hall, 2000

Değerlendirme System

Çalışmalar Sayı Katkı Payı
Devam/Katılım 1 5
Laboratuar - -
Uygulama - -
Alan Çalışması - -
Derse Özgü Staj - -
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - -
Ödevler 2 20
Sunum - -
Projeler - -
Rapor - -
Seminer - -
Ara Sınavlar/Ara Juri 2 40
Genel Sınav/Final Juri 1 35
Toplam 6 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı 65
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 35
Toplam 100

Kurs Kategorisi

Temel Meslek Dersleri
Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri X
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

# Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Matematik, fen bilimleri ve yazılım mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi. X
2 Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi X
3 Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. X
4 Yazılım mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. X
5 Karmaşık mühendislik problemlerinin veya yazılım mühendisliği disiplinine özgü araştırma konularının incelenmesi için, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi.
7 Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
8 Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.
9 Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; yazılım mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi.
10 Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi.
11 Yazılım mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.
12 Yazılım alternatiflerini irdeleyerek bilgisayar tabanlı sistemlerin modellenmesi ve tasarımında, algoritma prensiplerini, matematiksel temelleri ve bilgisayar bilimleri teorisini uygulama becerisi. X
13 Yazılım sistemlerinin analiz, tasarım, uygulama, doğrulama, geçerleme ve bakım süreçlerini uygulayarak geliştirilmesinde mühendislik yaklaşımlarını uygulama becerisi.

ECTS/İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 16 4 64
Laboratuar
Uygulama
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 16 1 16
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler
Raporlar
Ödevler 2 5 10
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi 2 10 20
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 15 15
Toplam İş Yükü 125