Generuj PDF tej strony

Module name:
Development of VLSI systems
Academic year:
Faculty of:
2032/2033
EIB-2-108-HC-s
ECTS credits:
3
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical
Engineering
Field of study:
Study level:
Code:
Biomedical Engineering
Second-cycle studies
Lecture language:
English
Specialty: Emerging Health Care Technologies
Form and type of study:
Profile of education:
Academic (A)
Full-time studies
Semester:
1
Course homepage:
Responsible teacher:
Gryboś Paweł ([email protected])
Academic teachers: dr inż. Kasiński Krzysztof ([email protected])
Gryboś Paweł ([email protected])
Kłeczek Rafał ([email protected])
Description of learning outcomes for module
MLO code
Student after module completion has the
knowledge/ knows how to/is able to
Connections with FLO
Method of learning
outcomes verification
(form of completion)
Ma świadomość odpowiedzialności za
pracę własną i zespołu, a także jest
gotowy podporządkować się zasadom
pracy zespołowej. Potrafi mysleć i działac
w sposób kreatywny i przedsiębiorczy.
IB2A_K01, IB2A_K03
Activity during classes
M_U001
Potrafi obsługiwać złożone środowisko do
projektowania ukladow scalonych,
wykonywać symulacje i layout. Potrafi
ocenić przydatność nowych rozwiązań z
mikroelektroniki dla potrzeb inzynierii
biomedycznej
IB2A_U01, IB2A_U03,
IB2A_U05, IB2A_U08,
IB2A_U11, IB2A_U13
Activity during
classes, Oral answer
M_U002
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury
i dokumentacji dot. projektowania
układów scalonych. Potrafi pracować w
zespole.
IB2A_U02, IB2A_U03
Activity during classes
Social competence
M_K001
Skills
Knowledge
1/5
Module card - Development of VLSI systems
M_W001
Ma wiedzę pojęć z zakresu podstaw
projektowania układów scalonych
IB2A_W01, IB2A_W04
Activity during
classes, Test
M_W002
Ma poszerzoną i uporządkowaną wiedzę
dotyczącą trendów rozwojowych w
mikroelektronice
IB2A_W01, IB2A_W04,
IB2A_W11
Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
Seminar
classes
Practical
classes
Fieldwork
classes
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U001
Potrafi obsługiwać złożone
środowisko do projektowania
ukladow scalonych,
wykonywać symulacje i
layout. Potrafi ocenić
przydatność nowych
rozwiązań z mikroelektroniki
dla potrzeb inzynierii
biomedycznej
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U002
Potrafi pozyskiwać informacje
z literatury i dokumentacji
dot. projektowania układów
scalonych. Potrafi pracować w
zespole.
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W001
Ma wiedzę pojęć z zakresu
podstaw projektowania
układów scalonych
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W002
Ma poszerzoną i
uporządkowaną wiedzę
dotyczącą trendów
rozwojowych w
mikroelektronice
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
E-learning
Conversation
seminar
-
Others
Project
classes
Ma świadomość
odpowiedzialności za pracę
własną i zespołu, a także jest
gotowy podporządkować się
zasadom pracy zespołowej.
Potrafi mysleć i działac w
sposób kreatywny i
przedsiębiorczy.
Workshops
Laboratory
classes
Form of classes
Auditorium
classes
Student after module
completion has the
knowledge/ knows how to/is
able to
Lectures
MLO code
Social competence
M_K001
Skills
Knowledge
2/5
Module card - Development of VLSI systems
Module content
Lectures
Lectures according the description below
1. Overview of different VLSI technology – process and scaling challenges (2h).
2. Circuit simulation in Cadence environment (6h).
3. Layout rules and reading the technology documentations (4h).
4. Analog layout: transistors, diodes, resistors, capacitors, inductors. ESD protection
design (6h)
5. Layout verification (DRC, LVS). Interconnect parasitic extraction and post-layout
simulation (4h).
6. Design for variability: matching rules in analog design and corner analysis (4h).
7. Design for testability. Floorplan, guardring, pads, power distribution (2h).
8. Generation of GDS files before sending the files to production (2h).
Laboratory classes
Labs according the description below
1.Using Cadence environment (2h).
2.Simulation of electrical circuits (10h)
3.Layout and its verification (10h)
4.Postlayout simulation. (2h)
5.Mismatch and corner analysis (4h)
6.GDS file generation. (2h)
Method of calculating the final grade
Participation and finishing lab execices
Prerequisites and additional requirements
Basic knowledge from electronics and physics
Recommended literature and teaching resources
1.Cadence manuals
2.VLSI technology documentation
3.W. Sansen, Analog Design Essential, Springer 2006
4.J. Rabaey. Digital Integrated Circuit, Prentice Hall, 2003
Scientific publications of module course instructors related to the topic of
the module
•P. Maj, Silicon strip detectors for X-ray diffraction measurements used in commercial applications, XIII
Krajowa Konferencja Elektroniki : Darłowo, 09–13.06.2014 : materiały konferencji, s. 528–533
•P. Maj, Obrazy wysokiej jakości dla promieniowania X z wykorzystaniem detektorów pikselowych, XIII
Krajowa Konferencja Elektroniki : Darłowo, 09–13.06.2014 : materiały konferencji, s. 523–527.
•P. Gryboś, G. Deptuch, P. Kmon, P. Maj, R. Szczygieł, M. Żołądź, Systemy do obrazowania
promieniowania X z wykorzystaniem technologii nanometrycznych – referat plenarny, XIII Krajowa
Konferencja Elektroniki : Darłowo, 09–13.06.2014
•P. Maj, Mismatch effects and their corrections in large area ASIC, DDECS : proceedings of the 2014
IEEE 17th international symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems : April
23–25, 2014, Warsaw, Poland, p. 238-241
•P. Grybos, Design and testing of integrated circuit of pixel architecture for fast X-ray imaging
applications – keynote talk, DDECS : proceedings of the 2014 IEEE 17th international symposium on
Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems : April 23–25, 2014, Warsaw, Poland, p. 11
•P. Gryboś, A. Drozd, G. Deptuch, K. Kasiński, R. Kłeczek, P. Kmon, P. Maj, P. Otfinowski, J. Rauza, R.
3/5
Module card - Development of VLSI systems
Szczygieł, T. Satława, M. Żołądź, Ultra fast X-ray detection systems in nanometer and 3D technologies –
invited talk, Proceedings of the 21st international conference MIXDES 2014: Mixed Design of Integrated
Circuits and Systems : Lublin, Poland June 19–21, 2014, p. 38-41.
•R. Kłeczek, P. Gryboś, Low voltage area efficient current-mode CMOS bandgap reference in deep
submicron technology, Proceedings of the 21st International Conference MIXDES 2014: Mixed Design of
Integrated Circuits and Systems : Lublin, Poland June 19–21, 2014, p. 247-251.
•A. Drozd, P. Maj, Problemy korekcji w hybrydowych pikselowych detektorach promieniowania X,
Modelowanie i pomiary w medycynie : materiały XIII sympozjum : Krynica Zdrój, 18–22 maja 2014
•A. Drozd, P. Maj, Problemy korekcji w hybrydowych pikselowych detektorach promieniowania X,
Przegląd Elektrotechniczny, 2014 R. 90 nr 5, s. 86–89.
•P. Maj, Fast and precise algorithms for calculating offset correction in single photon counting ASICs
built in deep sub-micron technologies. JINST Journal of Instrumentation, 2014 vol. 6 p. 1–8,
http://iopscience.iop.org/1748-0221/9/07/C07009 .
•P. Maj, P. Grybos, P. Kmon, R. Szczygieł, 23552-channel IC for single photon counting pixel detectors
with 75 um pitch, ENC of 89e- rms, 19 e- rms offset spread and 3% rms gain spread, Proceedings of the
40th European Solid-State circuit Conference, September 22-26, 2014 – Venice, Italy, p. 147-150
•R. Kłeczek, Filtracja i szybkie kształtowanie sygnału w układach elektroniki front-end w technologiach
submikronowych CMOS, Rozprawa doktorska, obroniona z wyróżnieniem na WEAIIB, AGH, czerwiec
2014
•P. Maj, T. Taguchi, T. Satława, High intensity irradiation influence on gain, noise and offset uniformity of
a pixel detector readout designed in 130nm CMOS, 10th International Conference on Radiation Effects
on Semiconductor Materials, Detectors and Devices, 8-10 October, 2014, Italy
•P. Maj, P. Grybos, R. Szczygieł, P. Kmon, R. Kłeczek, A. Drozd, P. Otfinowski, G. Deptuch., Measurements
of matching and noise performance of a prototype readout chip in 40 nm CMOS process for hybrid pixel
detectors, IEEE Transaction on Nuclear Science, vol. 62, 2015, pp. 359–36,link
•A. Drozd, R. Szczygieł, P. Maj, T. Satława, P. Gryboś, Design of the low area monotonic trim DAC in 40
nm CMOS technology for pixel readout chips, Journal of Instrumentation, IOPscience, Vol. 9, 2014, pp. 17 link
•G. W. Deptuch, G. Carini, T. Collier, P. Gryboś, P. Kmon, R. Lipton, P. Maj, D. P. Siddons, R. Szczygieł, R.
Yarema, Results of tests of three-dimensionally integrated chips bonded to sensors, IEEE Transaction on
Nuclear Science, IEEE, Vol. 62, 2015, pp. 349–358 link
•P. Maj, A. Baumbaugh, G. Deptuch, P. Grybos, R. Szczygiel, Algorithms for minimization of charge
sharing effects in a hybrid pixel detector taking into account hardware limitations in deep submicron
technology, Journal of Instrumentation, IOPscience, Vol. 7, 2012, pp. 1-7, link
•G. Deptuch, Monolityczne detektory pikselowe w zastosowaniu do obrazowania niskoenergetycznych
fotonów i miękkiego promieniowania X. (monografia habilitacyjna), Wydawnictwa AGH, Kraków,
Rozprawy, monografie – 272, 2013, pp. 1-201, Kraków, Polska
•Maj, P. ; Grybos, P. ; Szczygiel, R. ; Kmon, P. ; Drozd, A. ; Deptuch, G., A pixel readout chip in 40 nm
CMOS process for high count rate imaging systems with minimization of charge sharing effects, 2014
IEEE NSS/MIC: Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference, Seul, Korea, IEEE, October
27 – November 2, 2013, pp. 1-4, link
•P. Maj, P. Gryboś, R. Szczygieł, T. Sakumura, Y. Tsuji, Y. Nakaye, A fast 300k X-ray camera with an
energy window selection and continuous readout mode, 2013 IEEE NSS/MIC: Nuclear Science
Symposium & Medical Imaging Conference, Seoul, Korea, IEEE, October 27 – November 2, 2013, pp. 1-4
link
•P. Maj, FPGA based extension to the multichannel pixel readout ASIC, 2013 IEEE NSS/MIC: Nuclear
Science Symposium & Medical Imaging Conference, Seul, Korea, IEEE, October 27 – November 2, 2013,
pp. 1-4 link
•Deptuch, G.W., Carini, G., Collier, T. , Grybos, P. , Kmon, P. , Lipton, R. , Maj, P. , Trimpl, M. , Siddons, D.P.
, Szczygiel, R. , Yarema, R. Results of tests of three-dimensionally integrated chips bonded to sensors,
2013 IEEE NSS/MIC: Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference, Seul, Korea, IEEE,
October 27 – November 2, 2013, pp. 1-5 link
•Otfinowski, P. ; Grybos, P. ; Szczygiel, R. ; Maj, P., ADCs in deep submicron technologies for ASICs of
pixel architecture, 17th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits &
Systems, Warsaw, Poland, IEEE, April 23–25, 2014, pp. 278 – 281 link
•Grybos P, Drozd, A. ; Deptuch, G. ; Kasinski, K. ; Kleczek, R. ; Kmon, P. ; Maj, P. ; Otfmowski, P. ; Rauza,
J. ; Szczygiel, R. ; Satlawa, T. ; Zoladz, M., The 21st International Conference Mixed Design of Integrated
Circuits & Systems (MIXDES), 2014, Lublin, Poland, IEEE, 19-21 June, 2014, pp. 38-41link
•Satlawa, T, Drozd, A., Kmon, P., Design of the ultrafast LVDS I/O interface in 40 nm CMOS process, The
21st International Conference Mixed Design of Integrated Circuits & Systems (MIXDES), 2014, Lublin,
Poland, IEEE, 19-21 June, 2014, pp. 200-204 link
•P. Maj, Testability features of a single photon counting hybrid pixel detector readout circuit with charge
sharing elimination Algorithm, 2014 IEEE NSS/MIC: Nuclear Science Symposium & Medical Imaging
4/5
Module card - Development of VLSI systems
Conference, Seattle, USA, IEEE, 8-15 November, 2014
•Maj, P. ; Drozd, A. ; Szczygiel, R. ; Grybos, P., FPGA Simulations of Charge Sharing Effect Compensation
Algorithms for Implementation in Deep Sub-Micron Technologies, UKSim 15th International Conference
on Computer Modelling and Simulation (UKSim), 2013, IEEE, 10-12 April, 2013, pp. 780-786 link
•P. Maj, P. Gryboś, P. Kmon, R. Szczygieł, ASICs in nanometer and 3D technologies for readout of hybrid
pixel detectors, Electron Technology Conference 2013, SPIE, The International Society for Optical
Engineering, 16–20 April, 2013, pp.890204-1–890204-6 link
Additional information
None
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form
Student workload
Participation in laboratory classes
28 h
Participation in lectures
28 h
Preparation for classes
20 h
Summary student workload
76 h
Module ECTS credits
3 ECTS
5/5