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MICROCIRCUITS DESIGN

CODICE 84506
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 5 cfu al 2° anno di 8732 INGEGNERIA ELETTRONICA (LM-29) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/01
    LINGUA Italiano (Inglese a richiesta)
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    MODULI Questo insegnamento è un modulo di:
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Il corso si prefigge lo scopo di sviluppare conoscenze e competenze relative ai dispositivi elettronici, ai circuiti ed ai sotto-sistemi a segnale misto, alle metodologie di progettazione ed alle tecnologie microelettroniche. La seconda parte del corso affronta i seguenti argomenti: Operational Transconductance Amplifier (OTA) e realizzazione di amplificatori operazionali integrati, analisi della precisione, flusso e metodologie di progettazione, elementi di base di filtri a capacità commutate e a tempo continuo, sistemi di conversione del segnale A/D e D/A, modulatori Sigma-Delta.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Il corso si prefigge lo scopo di sviluppare conoscenze e competenze relative alla progettazione di circuiti integrati digitali. In particolare nella prima fase del corso vengono fornite agli studenti le conoscenze di base relative a tutte le macro-fasi della progettazione, dalla definizione dei requisiti alla produzione seriale. In seguito il corso si concentra in dettaglio sui seguenti aspetti:

    1) progettazione delle parti fondamentali di un circuito integrato digitale quali la parte di controllo ed il data path. 

    2) verifica funzionale nella fase di front end della progettazione di un circuito integrato digitale attraverso le tecniche allo stato dell'arte utilizzate in ambito industriale

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni frontali

    PROGRAMMA/CONTENUTO

     

    1. Overview: dalle specifiche alla produzione seriale
      1. Descrizione della genesi di un Circuito Integrato
      2. I requisiti
      3. Cenni sulle figure professionali coinvolte
      4. Le fasi della progettazione digitale 
        1. (Front-End / Back End / DFT/ Manufacturing / Test / Packaging / Caratterizzazione / Qualifica )
      5. Strumenti e linguaggi utilizzati nelle varie fasi
      6. Investimenti Richiesti 
      7. Criticita' 
    2. Design Flow (6h: covers the typical design flows used in digital design, with detailed description of each phase of the flow and a complete flow example from RTL to GDSII)
    3. Module/top level flow, examples
    4. Control Path design (4h: covers the techniques to manage the fundamental signals and resynchronization problems in digital design)
    5. Clocks and resets
    6. Synchronizers and metastability
    7. FIFO architecture
    8. Data Path Design (4h: describes the fixed point 2’s complement numbering systems and how to perform mathematical operations on digital signals, together with digital filter design and implementation)
    9. Basic DSP concepts
    10. Digital filter design: IIR, FIR, LMS
    11. Low power design (2h: covers the main techniques used to save power and create power efficient digital designs)
    12. Low power design techniques,
    13. power regioning, UPF/CPF flows
    14. Advanced DSP (6h: introduces advanced  digital signal processing techniques and their implementation)
    15. Multi rate filtering, CIC
    16. Parallel processing
    17. FFT/IFFT
    18. FFT implementation
    19. Adaptive filtering and system examples (2h: describes adaptive filtering and how all the different techniques studied are used in different systems)
    20. LMS techniques & adaptive filtering
    21. System examples, high speed DSP
    22. Functional Verification
      1. Cosa e' , perche' si fa , in quale fase del progetto (cfr a punto 1.4)
      2. Confronto Approccio tradizionale VS Constrained Random Coverage Driven Verification
      3. Metodologia: Capisaldi della Functional Verification
        1. Verification Plan
        2. Verification Environment:
          1. Driving 
          2. Coverage 
          3. Monitoring
        3. Top Level TB -- Verification Environment and DUT
      4.  Costrutti System Verilog che supportano la metodologia
        1. Interfacce
        2. Classi
        3. Fork- Join
        4. Coverage Commands
        5. System Verilog Assertions
      5. Esempio completo di System Verilog Verification Environment
      6. Cenni sulla metodologia UVM

     

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Dispense dei docenti

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    LUCIA SEMINARA (Presidente)

    MICHELE CHIABRERA

    MAURIZIO VALLE

    ERMANNO DI ZITTI (Presidente Supplente)

    DANIELE GROSSO (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Scritto, Orale

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    Risoluzione di esercizi e domande di verifica di comprensione dei concetti teorici

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    31/05/2023 14:00 GENOVA Esame su appuntamento
    31/05/2023 14:00 GENOVA Orale
    16/06/2023 11:00 GENOVA Orale
    26/06/2023 14:00 GENOVA Orale
    28/06/2023 14:00 GENOVA Orale

    ALTRE INFORMAZIONI

    Esame su appuntamento