CLAVE: E-95-034

NOMBRE
Introducción al diseño VLSI
(3-0-8. Requisito: Sistemas Digitales III, 5 IEC)

OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA
Introducir al estudiante al diseño de circuitos integrados, principalmente digitales.
 
 
OBJETIVOS GENERALES
 
Al final del curso, el estudiante deberá ser capaz de:
 

• Manejar un ambiente de trabajo en computadora que le permita experimentar ciertas etapas necesarias para la concepción de celdas básicas para la tecnología CMOS.
• Dominar los conceptos importantes asociados al diseño de los circuitos integrados.
• Interpretar el diseño de máscaras de un circuito CMOS y comprender globalmente el procedimiento de fabricación de los circuitos VLSI.
• Identificar las alternativas posibles para la puesta en marcha de un circuito de aplicación específica.
• Utilizar los conocimientos adquiridos durante el curso para su aplicación a otras tecnologías microelectrónicas y para determinar la pertinencia de la realización de un circuito integrado.

 
 
METODOLOGÍA
 
Este curso propone una introducción a los principios de base y a la concepción. Permite conocer las técnicas del diseño de circuitos integrados y las limitaciones físicas de la tecnología actual. Se utiliza una tecnología CMOS de doble metal, un solo poly como soporte didáctico así como tecnología de aplicación para el diseño de las máscaras de los proyectos de laboratorio. Este curso presenta un visión vertical de los diferentes niveles de abstracción partiendo de los procedimientos de fabricación hasta el nivel sistema. Una serie de prácticas de laboratorio permite la utilización del simulador analógico (HSPICE) con el fin de caracterizar el funcionamiento de las celdas de base en tecnología CMOS y de crear el diseño de las máscaras de un circuito gracias a un programa de diseño de circuitos VLSI.
 
CONTENIDO
 

• Teoría del transistor de efecto de campo (4 h): Teoría de operación, parámetros físicos, curvas características I-V, características de CD de las funciones simples.
• Introducción a los procesos de fabricación (2 h): Nociones generales de la fabricación de los circuitos integrados, procedimientos para pozo p, para pozo n, procedimiento CMOS 1.2 micras de ES2 (o Mosis).
• Reglas de diseño (3 h): Definición, reglas del procedimiento CMOS 1.2 micras de ES2 (o Mosis).
• Introducción a los circuitos CMOS (9 h): Lógica complementaria estática y compleja, compuestas de transmisión, C²MOS, domino, zipper.
• Arquitecturas (3 h): Lógica dinámica, arquitectura de transferencia de registros, relojes y sincronización.
• Estilos de diseño (6 h): Componentes programables pre-difundidos, celdas normalizadas, circuitos dedicados, herramientas de diseño automatizado, de síntesis y de verificación.
• Testabilidad y rendimiento (2 h): DFT, Scan test, vectores de prueba, rendimiento de los procedimientos de fabricación.
• Protección e interfaces (5 h): Contactos, amplificadores de salida, protección electrostática, latch-up.
• Aplicaciones (6 h): Sumadores, PLA, memorias, encapsulado, módulos multi-chip, fotodetectores, espejos de corriente, capacidades conmutadas.

 
 
POLÍTICAS DE EVALUACIÓN
 
3 prácticas de laboratorio + 1 proyecto 40%
examen parcial 30%
examen final 30%
 
BIBLIOGRAFÍA
 
Texto:

1. WESTE y ESHRAGHIAN, Principles of CMOS VLSI design, segunda edición, Addison-Wesley 1993.

 
Consulta:
 

1. UYEMURA, Circuit Design for CMOS VLSI, Kluwer Academic Publishers, 1992.
2. UYEMURA, Physical Design of CMOS Integrated Circuits using L-EDIT, PWS Publishing Co. 1995.

 
 
SOFTWARE NECESARIO PARA EL ARRANQUE DEL CURSO
 

1. Simulador analógico (Hspice, workstations)
2. Custom Integrated Circuits Bundle (Cadence, workstations)

 
PERFIL DEL MAESTRO
 
Profesor con maestría o doctorado en ingeniería eléctrica o electrónica, con conocimientos sólidos en microelectrónica.