GIF-4201/7016Microélectroniquenumérique

Organisation

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 2

GIF-4201/7016Microélectroniquenumérique

¨ BenoitGosselin§ Professeur§ Directeur,Laboratoire demicrosystèmes biomédicauxhttp://www.biomicrosystems.ulaval.ca/

§ Expertise:microélectronique,génie biomédical§ BureauPLT-2114§ Disponibilité:Mardide13h30à 16h00

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 3

GIF-4201/7016Microélectroniquenumérique

¨ Dépanneurs§ GabrielGagnon-Turcotte (gabriel.gagnon-turcotte.1@ulaval.ca)

§ MehdiNoormohammadi Khiarak(m.noormohammadi.khiarak@gmail.com)

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 4

Coursdemicroélectroniqueàl’ULGEL-3000Électroniquedescomposantsintégrés

• Circuitsintégrésetapplicationsdebase• CircuitsélectroniquesutilisantdesCI• ApplicationsdesCIanalogiqueset• numériques

GEL-4069/7069Microélectroniqueanalogiqueetmixte

• Microélectronique CMOS• Fonctionsanalogiquesavancées• Convertisseursdedonnées• Systèmesradio-fréquence

GIF-4201/GEL-7016Microélectroniquenumérique

• Circuits intégrésnumériquesCMOS• Flotdeconceptionnumérique• Fonctionsnumériquesavancées

GEL-4072/7072Bio-instrumentationetmicrosystèmesbiomédicaux

• Blocs microélectroniquesspécialisés• Instrumentationbiomédicale• Systèmesmicro-électromécaniques• Bio-capteurs /bio-actuateurs

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 5

GIF-4201/7016Microélectronique numérique

Contenuducours• Introduction: évolutionetapplicationsdesCInumériques,logiqueCMOS,

fabricationetdessindesmasques,flotdeconceptiondesCInumériques.• ThéoriedesMOSFET: modèledelacapacité,effetsdecanalcourt,

caractéristiquedetransfertDC.• ProcédédefabricationCMOS : règlesdedessinsdesmasquesetlogicielsde

conception.• Modélisationetcalculdesdélais : modèledynamique,ModélisationRC,effort

logiqueettimings.• Consommationetinterconnexions : consommationstatiqueetdynamique,

modélisationdesinterconnexions.• Conceptiondecircuitscombinatoires : famillesdecircuitsCMOSet

imperfections.• Conceptiondecircuitsséquentiels : conceptiondebasculeset

synchronisation.• CheminsdedonnéesetfonctionsarithmétiquesCMOS :

addition/soustraction,détecteurs,compteurs,circuitsdecodage,multiplieurs.

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 6

Contenuducours• Registresetmémoires : cellulesSRAM,DRAM,ROM,registreàdécalage,FIFO,

LIFO,adressage.• Conceptsavancés : encapsulationetdissipationdechaleur,distribution

d’alimentation,horlogesetentrées/sorties,PLLetDLL,lienshautevitesse,générateurdeséquencepseudoaléatoire.

• Méthodologiedeconception,testetvérification : flowdeconceptionetstratégies,vecteursdetest,leBIST.

• Langagededescriptionmatériel(HDL) : modélisationVerilog,machinesàétatsfinis,circuitscombinatoiresséquentiels,mémoire/registres.

GIF-4201/7016Microélectroniquenumérique

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 7

Activité Horaire LocalDépannage Jeudi,13h30 à14h20 PLT-2500Labs Jeudi, 14h30à17h20 PLT-0105

Horaire

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 8

GIF-4201/7016Microélectronique numérique

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 9

GIF-4201/7016Microélectronique numérique

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 10

Évaluation

Examenfinal(3mai) 30%Labosetrapports(4 labs) 40%Projet 30%

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 11

Travauxpratiques Pondération- Lab 1: Introductionauxoutilsdeconceptionetdesimulation- conceptionetsimulationdecircuitscombinatoires(3sem.)

10%

- Lab 2:Conceptionetsimulationdecircuitsséquentiels–simulationetdessindesmasquesd’uncompteursynchrone(2sem.)

10%

- Lab 3: Langagededescriptionmatériel(HDL) - (3sem.) 10%- Lab 4:Flowdeconceptionnumériquecomplet–conception,simulationetplacement-routaged’unALU4bits (3sem.)

10%

- Projet: Sujetàdéterminer.Lerapportdeprojetsuivraleformatd’unarticlescientifiqueenquatrepages (6sem.)

30%

GIF-4201/7016Microélectronique numérique

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 12

BibliographieObligatoireWESTEetHARRIS,PrinciplesofCMOSVLSIdesign,4thedition.Addison-Wesley,2010.

Siteweb:http://pages.hmc.edu/harris/cmosvlsi/4e/index.html

OptionnelRABAEY,CHANDRAKASAN,NIKOLIC,DigitalIntegratedCircuits,2nded.Prentice Hall,2003.

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 13

BibliographieOptionnelR.J.Baker,CMOScircuitdesign,layout,andsimulation.Hoboken,N.J:Wiley,2010.

OptionnelMARTIN,DigitalIntegratedCircuitDesign,Newedition.OxfordUniversityPress,1999.

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 14

BibliographieOptionnelUYEMURA,IntroductiontoVLSICircuitsandSystems,JohnWileyandSons,2002.

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 15

Conception,simulationetdessindesmasquesAO

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 16

LangageHDL,simulation,placementroutage

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 17

Échelledescotes

Upgradeautomatique à A+

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 18

Suggestionsdeprojets

§ Àvenir

Hiver2018©UniversitéLavalB.Gosselin(2018)

GIF-4201/7016MicroélectroniqueNumérique 19

Lecturesetexercices – Sem.1

¨ Lecture:§ Chap.2and3

¨ Problèmes/exercices:§ 2.1,2.2,2.5,2.8,2.10,2.11,2.15,2.16,2.17,2.20§ 3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9

¨ Travauxpratiques:§ Lab 1