シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
CMOS集積回路設計学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
CMOS Advanced Integrated Circuit Design | ||
| 科目番号 /Code |
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| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
後学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程、博士後期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
情報・ネットワーク工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
範 公可 | ||
| 居室 /Office |
西8-218 | ||
| 公開E-Mail |
phamck@uec.ac.jp | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
http://なし | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/18 16:15:50 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
日常生活の電気・電子機器にはLSI（大規模集積回路）が多数搭載されている。たとえば、パソコンやゲーム機にはCPUやメモリ、さらに周辺機器制御用LSIなどのさまざまなLSIが搭載されている。最近の携帯電話、テレビ、ビデオ、ステレオなどもデジタル化が進み、音声や画像を処理するLSIが組み込まれている。また、炊飯器やエアコン、洗濯機などの家電製品にもマイコンと呼ばれるLSIが搭載され、詳細な制御が行われている。このような状況が出現したのは、LSIの製造技術の進歩によりLSIに搭載でさる回路の規模が増大し、高度で多様な機能を実現できるようになったからである。回路が大規模で複雑なものになれば回路設計の困難は増大する。これに対して、LSIの大規模化・複雑化に対応する設計手法が出現した。RTL回路をHDL（Hardware Description Language；ハードウェア記述言語）を用いてLSIをトップダウン的に設計する手法が開発され、広く用いられるようになってさた。本講義は、集積回路の設計を基本からシステム構築まで実例で紹介し、設計技術の習得を目標とする。つまり、トランジスタの基本素子の設計、シミュレーションのボトムアップ設計から始まり、HDLを用いたトップダウン設計までを紹介する。 A large number of LSIs (large-scale integrated circuits) are mounted on electric and electronic devices. For example, personal computers and game machines are equipped with various LSIs such as CPUs and memories, and LSIs for peripheral device control. Recent cellular phones, televisions, videos, stereos, etc. are also being digitized, and LSIs for processing audio and images are incorporated. Such a situation has appeared because advances in LSI manufacturing technology have increased the scale of circuits that can be integrated on LSIs, making it possible to realize sophisticated and diverse functions. The circuit design becomes more difficult as the circuit becomes larger and more complex. Design methods have been developed to cope with the increase in size and complexity of LSI. The method for designing LSIs top-down using RTL (Hardware Description Language) has been widely used. This lecture introduces the design of integrated circuits from basics to system construction with practical examples. |
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| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
集積回路基礎、固体物性論基礎 |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
集積回路基礎、固体物性論基礎 |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
菅野卓雄監修、飯塚哲哉編「CMOS超LSIの設計」、培風館 菅野卓雄／監修 電子情報通信学会「ULSI設計技術」 また、必要に応じて講義で配布する。 |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
英語タイプIIにより講義を実施 １：概論－集積回路に関する開発歴史 ２：半導体に関する基礎知識 ３：MOS構造及びその特性 ４：MOSFET構造及びその特性、HSPICEによる回路のシミュレーション ５：CMOSインバータ静特性、HSPICEによる静特性のシミュレーション ６：CMOSインバータ動特性、HSPICEによる動特性のシミュレーション ７：集積回路のレイアウト設計、CADツールによるレイアウト設計 ８：集積回路のレイアウトの検証、CADツールによるレイアウト検証 ９：システムLSI設計手法、CADツールによるシステムLSI設計 １０：ハードウェア記述言語（HDL）によるディジタル回路設計 １１：ハードウェア記述言語（HDL）によるディジタル回路検証 １２：ハードウェア記述言語（HDL）によるシステムLSIの機能及び論理設計 １３：ハードウェア記述言語（HDL）によるシステムLSIの回路機能検証 １４：ハードウェア記述言語（HDL）によるシステムLSIの自動設計、CADツールによるシステムLSIの自動設計 １５：システムLSIの自動設計の検証、CADツールによるシステムLSIの自動設計の検証 などを予定しており、スライドで講義内容を紹介し、実際にワークステーション上の各CADツールを使用して集積回路の設計を行う。 1: Development history of integrated circuits 2: Basic knowledge on semiconductors 3: MOS structure and its characteristics 4: MOSFET structure and its characteristics, circuit simulation by HSPICE 5: CMOS inverter static characteristics, simulation of static characteristics by HSPICE 6: CMOS inverter dynamic characteristic, simulation of dynamic characteristic by HSPICE 7: Layout design of integrated circuit, layout design by CAD tool 8: Integrated circuit layout verification, CAD tool layout verification 9: System LSI design method, system LSI design by CAD tool 10: Digital circuit design in hardware description language (HDL) 11: Digital circuit verification by hardware description language (HDL) 12: Function and logic design of system LSI by hardware description language (HDL) 13: Circuit functional verification of system LSI by hardware description language (HDL) 14: Automatic design of system LSI by hardware description language (HDL), automatic design of system LSI by CAD tool 15: Verification of automatic design of system LSI, verification of automatic design of system LSI by CAD tool |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
CADツールによる演習 |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
(a) 評価方法 毎回の講義の課題のレポートと講義出席状況をもとに以下で評価する。 成績評価＝毎回の講義の課題のレポート × 70% + 講義中の小テスト × 30%（全レポート提出が必須） (b) 評価基準 下記の事項全体60％以上の到達をもって合格の基準とする。 1. MOSデバイスの特性の計算 2. SPICEによるMOSデバイスのシミュレーション 3. レイアウト設計及びその検証 4. ハードウエア記述言語によるデジタル回路の設計及びその検証 (a) Evaluation method: Based on the report of each lecture subject and the attendance situation of the lecture. Grade evaluation = report of each lecture subject × 70% + quiz in lecture × 30% (all reports required) (b) Evaluation criteria: The criteria for passing the exam will be achieved if the following items all reach 60% or more. 1. Calculation of characteristics of MOS device 2. Simulation of MOS device by SPICE 3. Layout design and its verification 4. Design and verification of digital circuits in hardware description language |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
月曜日14時-16時 Monday 14:00-16:00 |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
UNIX及びプログラミングの知識が必要である。UNIXに関する操作ができなければ講義の進行が不可能となるので特に注意すること。また、毎回の講義においてCADツールによる演習が行われるため、欠席すると次回の講義を受けることが困難となるので全講義の出席が望ましい。 Knowledge of UNIX and programming is required. In addition, since CAD tools exercises are performed in each lecture, it is desirable to attend all lectures. |
| その他 /Others |
特にない |
| キーワード /Keyword(s) |
集積回路 半導体 MOS MOSFET HSPICE シミュレーション CMOS レイアウト設計 CAD システムLSI HDL 自動設計 検証 |