Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Podstawy mikroelektroniki (Introduction to microelectronics)

Koordynator przedmiotu:

Wiesław KUŹMICZ

Status przedmiotu:

Fakultatywny ograniczonego wyboru

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Elektronika

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne

Kod przedmiotu:

PMK

Semestr nominalny:

6 / rok ak. 2015/2016

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

120

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

3

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium30h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Przyrządy półprzewodnikowe (PP) lub podobny przedmiot, np. elementy i układy elektroniczne (ELIU). Zalecona znajomość podstaw ukladow logicznych.

Limit liczby studentów:

90

Cel przedmiotu:

Zapoznanie się z podstawami projektowania i realizacji układów i systemów elektronicznych w postaci układow scalonych. Wprowadzenie pojęcia specjalizowanych ukladow scalonych (Application Specific Integrated Circuits - ASIC), zapoznanie studentów z aspektami praktycznymi i ekonomicznymi projektowania i zamawiania produkcji tych układow. Przygotowanie do zaawansowanych wykladow z projektowania zintergowanych systemów cyfrowych, analogowych i mieszanych. Introduction to design and implementation of electronic circuits and systems as integrated circuits. Presentation of the concept of Application Specific Integrated Circuits - ASIC, practical and economical aspects of its design, prototyping and fabrication in the fabless design/silicon foundry business model. Prepapation for advanced courses in design of integrated digital, analog and mixed circuits and systems.

Treści kształcenia:

Tematyka wykładów 1: Po co nam mikroelektronika? Ekonomiczne aspekty mikroelektroniki. 2: Wytwarzanie układów scalonych. Od krzemu do bramki cyfrowej. 3: Problemy, metody i style projektowania. 4: Elementy czynne w układach scalonych. Modelowanie elementów. 5: Elementy bierne w układach scalonych. Rozrzuty produkcyjne. 6: Bramki logiczne: podstawowe pojęcia i wymagania. Statyczny inwerter CMOS. 7: Statyczne i dynamiczne bramki kombinacyjne CMOS. 8: Przerzutniki, rejestry, pamięci półprzewodnikowe - klasyfikacja. 9: Pamięci półprzewodnikowe - organizacja i zasady dzialania. 10: Testowanie i testowalność układów cyfrowych. 11: Układy analogowe: podstawowe problemy. 12: Układy źródeł prądowych i napięciowych. 13: Wzmacniacze różnicowe i ich wybrane zastosowania. 14: Układy scalone dużej mocy. 15: Przyszłość mikroelektroniki. Tematyka laboratorium Laboratorium prezentuje wybrane aspekty praktyczne projektowania, realizacji i testowania specjalizowanych ukladow scalonych. Tematy ćwiczeń: 1.Projektowanie i symulacja układu elektrycznego bramki cyfrowej 2. Projektowanie i weryfikacja topografii układu scalonego w stylu full-custom 3. Zagadnienia projektowania analogowych układów CMOS 4. Testowanie cyfrowych układów scalonych 5. Projektowanie z wykorzystaniem układu rekonfigurowalnego PSoC (Programmable System on Chip)

Metody oceny:

Na ocenę końcową składają się: suma ocen z laboratoriów projektowych (max. 45 pkt) oraz przeliczona na punkty ocena z egzaminu (max. 55 pkt). Oceny z egzaminu są przeliczane na punkty w następujący sposób: 2 => 0 pkt, 3 => 25 pkt, 3,5 => 32,5 pkt, 4 => 40 pkt, 4,5 => 47,5 pkt, 5 => 55 pkt. Nie będą stosowane pośrednie liczby punktów. Do uzyskania pozytywnej oceny końcowej konieczne jest spełnienie łącznie następujących warunków: - uzyskanie zaliczenia wszystkich projektów (co najwyżej jedna ocena 2, żadnej oceny 0), - zdanie egzaminu (ocena 3 odpowiadająca 25 punktom) Przeliczenie punktów na oceny końcowe: Suma punktów Ocena końcowa 0 - 50,0 ocena 2 50,25 - 60,0 ocena 3 60,25 - 70,0 ocena 3,5 70,25 - 80,0 ocena 4 80,25 - 90,0 ocena 4,5 90,25 - 100,0 ocena 5

Egzamin:

tak

Literatura:

1. A.Gołda, A.Kos, "Projektowanie układów scalonych CMOS", WKŁ, W-wa 2010 2. W. Kuźmicz, podręcznik elektroniczny do przedmiotu dostępny z witryny www przedmiotu 3. M. J. Patyra, "Projektowanie układów MOS w technice VLSI", WNT, W-wa 1993. 4. W.Kuźmicz, "Projektowanie analogowych układów scalonych". wyd. 2, WNT, W-wa 1985. 5. T. Łuba, B. Zbierzchowski, "Komputerowe projektowanie układów cyfrowych ", WKiŁ, W-wa 2000. 6. W. Mały, "Atlas of IC Technologies", Benjamin/Cummings, Menlo Park 1987.

Witryna www przedmiotu:

http://vlsi.imio.pw.edu.pl/pmk/

Uwagi:

Przy określaniu liczby godzin pracy studenta przyjęto następujące dane: Obecność na wykładach: 30 godz. Obecność w laboratorium: 30 godz. pracy pod kierunkiem prowadzącego oraz 30 godz. pracy własnej Przygotowanie do laboratorium i opracowanie wyników: 15 godz. Przygotowanie do egzaminu: 15 godz.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W_01

ma ogólną wiedzę o wytwarzaniu układów scalonych
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:

Efekt W_02

zna metody i style projektowania układow scalonych
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne
Powiązane efekty kierunkowe: K_W12
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04, T1A_W07

Efekt W_03

zna pojęcie specjalizowanych ukladow scalonych oraz cel i zakres ich zastosowań
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne
Powiązane efekty kierunkowe: K_W12, K_W15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04, T1A_W07, T1A_W08

Efekt W_04

zna budowę i właściwości bramek i bloków cyfrowych realizowanych mikroelektronicznie
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne, wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_W09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07

Efekt W_05

zna zasady testowania systemów cyfrowych
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne, wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_W12
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04, T1A_W07

Efekt W_06

zna zasady i problemy realizacji mikroelektronicznej układów analogowych
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne, wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W07

Efekt W_07

zna tendencje rozwojowe mikroelektroniki
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne
Powiązane efekty kierunkowe: K_W13, K_W14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W05, T1A_W06

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U_01

potrafi zaprojektować schemat i topografię prostego układu cyfrowego i analogowego
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U13, K_U16, K_U17, K_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U09, T1A_U10, T1A_U12, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16, T1A_U14, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16

Efekt U_02

potrafi zweryfikować prosty projekt układu scalonego
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U16, K_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U10, T1A_U12, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16

Efekt U_03

potrafi zaprojektować i zrealizować prosty analogowo-cyfrowy system programowalny
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U16, K_U17
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U10, T1A_U12, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16, T1A_U14

Efekt U_04

potrafi zanalizować prosty układ scalony pod kątem produkowalności
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U15

Efekt U_05

potrafi udokumentować wykonany projekt
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K_01

potrafi współpracować z innymi osobami przy pracy nad projektami
Weryfikacja: wykonanie zadań laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_K03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03

Efekt K_02

rozumie związki między rozwojem mikroelektroniki, a rozwojem gospodarczym i społecznym
Weryfikacja: pytania egzaminacyjne
Powiązane efekty kierunkowe: K_K02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02

Efekt pytania egzaminacyjne

zna i rozumie przewidywania w zakresie dalszego rozwoju mikroelektroniki w kontekście rozwoju gospodarczego
Weryfikacja: K_03
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01, K_K02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K02