Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы




Скачать 166.02 Kb.
НазваниеРабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы
Дата конвертации13.11.2012
Размер166.02 Kb.
ТипПрограмма дисциплины


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный химико-технологический университет»

Факультет неорганической химии и технологии

Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники

Утверждаю: проректор по УР

_______________ В.В. Рыбкин

« » 20 г.

Рабочая учебная программа дисциплины

Основы проектирования электронной компонентной базы

Направление подготовки 210100 Электроника и наноэлектроника


Профиль подготовки Микроэлектроника и твердотельная электроника


Квалификация (степень) Бакалавр


Форма обучения очная

Иваново, 2010

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины являются изучение основ проектирования электронной компонентной базы, современных методов и маршрутов проектирования, средств и способов автоматизации процесса проектирования.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина относится к базовым дисциплинам профиля, базируется на результатах изучения дисциплин естественно-научного цикла, в том числе математики, физики, информатики, а так же дисциплин профиля: «Физические основы электроники», «Схемотехника». Для успешного усвоения дисциплины студент должен

знать:

  • основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры, теории дифференциальных уравнений и элементов теории уравнений математической физики, теории функций комплексной переменной, теории вероятностей и математической статистики, дискретной математики, математических методов решения профессиональных задач;

  • фундаментальные законы природы и основные физические законы в области механики, термодинамики, электричества и магнетизма, оптики и атомной физики;

  • теоретические основы строения вещества, зависимость химических свойств веществ от их строения; основные закономерности протекания химических и физико-химических процессов;

  • современную элементную базу цифровых и аналоговых интегральных микросхем;

уметь:

  • применять математические методы, физические и химические законы для решения практических задач;

  • применять методы и средства измерения физических величин;

  • проводить выбор элементной базы, анализ и синтез электронных схем на основе данных об их функциональном назначении, электрических параметрах и условиях эксплуатации;

владеть:

  • методами решения дифференциальных и алгебраических уравнений, дифференциального и интегрального исчисления, аналитической геометрии, теории вероятностей и математической статистики, математической логики, функционального анализа;

  • навыками практического применения законов физики и химии;

  • современными информационными и информационно-коммуникационными технологиями и инструментальными средствами для решения общенаучных задач в своей профессиональной деятельности и для организации своего труда.


Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо при изучении следующих дисциплин:

  • технология и оборудование производства изделий твердотельной электроники.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

  • способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

  • способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения (ПК-9);

  • готовность выполнять расчет и проектирование электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования (ПК-10);

  • способность владеть современными методами расчета и проектирования электронных приборов и устройств и технологии их производства, способность к восприятию, разработке и критической оценке новых способов их проектирования (ПК-35).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

  • общую характеристику процесса проектирования, методы и этапы проектирования;

  • особенности представления схем на различных этапах проектирования, принципы построения физических и математических моделей, их применимости к конкретным процессам и приборам;

  • характеристики современных САПР микроэлектроники и методы решения задач технологического и схемотехнического проектирования БИС и СБИС;

уметь:

  • выбирать и описывать модели электронной компонентой базы на различных этапах проектирования с учетом выбранного маршрута проектирования;

  • работать с техническими и программными средствами реализации процессов проектирования;

  • уметь анализировать: функциональные возможности и способы использования программных пакетов САПР микроэлектроники на главных этапах процессов проектирования БИС и СБИС;

владеть:

  • информацией об областях применения и перспективах развития САПР современной электронной компонентной базы.

4. Структура дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

5

6

7

8

Аудиторные занятия (всего)

51







51




В том числе:
















Лекции

34







34




Практические занятия (ПЗ)

17







17




Семинары (С)

-







-




Лабораторные работы (ЛР)

-







-




Самостоятельная работа (всего)

93







93




В том числе:
















Курсовой проект (работа)

-







-




Расчетно-графические работы

35







35




Реферат

17







17




Оформление отчетов по лабораторным работам

-







-




подготовка к текущим занятиям, коллоквиумам

20







20




Подготовка к экзамену

21







21




Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

з,э







з,э




Общая трудоемкость час

зач. ед.

144







144




4







4






5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

Модуль 1. Введение в проектирование интегральных микросхем

Общая характеристика процесса проектирования. Маршруты и этапы проектирования. Восходящее и нисходящее проектирование Основы функционально-логического, схемотехнического и физико-топологического проектирования. Виды и способы проектирования. Методы описания электронной компонентной базы на различных этапах проектирования. Сравнение различных технологий и методологий проектирования интегральных микросхем (заказные ИМС, микросхемы на основе стандартных ячеек и базовых матричных кристаллов (БМК), программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), системы на кристалле). Назначение и характеристики основных программных комплексов САПР микроэлектроники.

Модуль 2. Функционально-логическое и схемотехническое проектирование микросхем

Современный стиль проектирования СБИС. Языки проектирования высокого уровня. Основные способы описания цифровых схем с помощью языков VHDL и VERILOG. Верификация проектных решений. Реализация заказных ИМС на основе ПЛИС

Методы схемотехнического моделирования электронных схем. Надежность больших систем. Современные методы обеспечения надежности. Технологические аспекты и их учет при системном проектировании. Понятие параметрического брака и возможности его устранения при схемотехническом моделировании СБИС. Роль схемотехнического моделирования при разработке топологии СБИС.

Модуль 3. Физико-топологическое проектирование полупроводниковых и гибридных микросхем

Основные этапы проектирования топологии ИМС. Методы и алгоритмы компоновки, размещения элементов и трассировки соединений. Технические требования на разработку топологии элементной базы. Расположение тестовых элементов. Метки совмещения фотошаблонов. Проверка топологии на соответствие технологическим и электрическим правилам проекта. Диагностика и исправление ошибок проектирования. Проектирование топологии заказных микросхем на основе БМК. Классификация БМК.

Особенности проектирования гибридных микросхем. Принципы компоновки и паразитные связи в гибридных микросхемах. Конструктивно-технологические требования и ограничения при проектировании гибридных микросхем.


5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых

(последующих) дисциплин

№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

1.

Технология и оборудование производства

изделий твердотельной электроники

+




+


5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.

Введение в проектирование интегральных микросхем

10

6

-

-

30

46

2.

Функционально-логическое и схемотехническое проектирование микросхем

14

6

-

-

30

50

3.

Физико-топологическое проектирование полупроводниковых и гибридных микросхем

10

5

-

-

33

48

6. Лабораторный практикум

Лабораторные работы по данной дисциплине не планируются.


7. Практические занятия (семинары)

Модуль 1. Тематика практических занятий. Трудоемкость 6 час.

Ознакомление со средствами проектирования заказных, полузаказных, программируемых и полностью заказных СБИС. Ознакомление с порядком работы и функциональными возможностями специализированного программного обеспечения на примере топологического редактора LAYEDIT и пакета схемотехнического моделирования CircutMaker 6.0.

Модуль 2. Тематика практических занятий. Трудоемкость 6 час.

Проведение логического и схемотехнического моделирования цифровых устройств на примере D-триггера. Ознакомление с методами преобразования исходной информации в схемотехническую модель ИС. Изучение особенностей моделирования смешанных аналого-цифровых устройств.

Модуль 3. Тематика практических занятий. Трудоемкость 7 час.

Разработка топологии полупроводниковой микросхемы на примере одноступенчатого D-триггера комбинированного типа с двумя входами. Сравнительный анализ топологии ИМС с одним и двумя слоями металлизации. Разработка топологии гибридной микросхемы.

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовые проекты или работы данной дисциплине не планируются.

9. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Чтение лекций по данной дисциплине проводится как в классической форме, так и с использованием мультимедийных презентаций. Слайд-конспект курса лекций предназначен для более глубокого усвоения материала при изучении разделов, связанных с технической частью курса. Презентация позволяет преподавателю очень хорошо иллюстрировать лекцию. Студентам предоставляется возможность копирования презентаций для самоподготовки и подготовки к экзамену.

При проведении практических занятий преподавателю рекомендуется не менее 1 часа из двух (50% времени) отводить на самостоятельную работу студентов. Практические занятия целесообразно строить следующим образом:

  • вводная преподавателя (цели занятия, основные вопросы, которые должны быть рассмотрены);

  • беглый опрос;

  • решение типовых задач у доски;

  • самостоятельное решение задач;

  • разбор типовых ошибок при решении (в конце текущего занятия или в начале следующего).

По результатам самостоятельной работы следует выставлять по каждому занятию оценку. Оценка предварительной подготовки студента к практическому занятию может быть сделана путем экспресс-тестирования (тестовые задания закрытой формы) в течение 5, максимум – 10 минут. Таким образом, при интенсивной работе можно на каждом занятии каждому студенту можно поставить по крайней мере две оценки.

По материалам модуля или раздела целесообразно выдавать студенту домашнее задание и на последнем практическом занятии по разделу или модулю подвести итоги его изучения (например, провести контрольную работу в целом по модулю), обсудить оценки каждого студента, выдать дополнительные задания тем студентам, которые хотят повысить оценку за текущую работу.

При организации внеаудиторной самостоятельной работы по данной дисциплине преподавателю рекомендуется использовать следующие ее формы:

  • подготовка и написание рефератов, докладов, очерков и других письменных работ на заданные темы;

  • выполнение домашних заданий разнообразного характера. Это – решение задач; подбор и изучение литературных источников; подбор иллюстративного и описательного материала по отдельным разделам курса в сети Интернет;

  • выполнение индивидуальных заданий, направленных на развитие у студентов самостоятельности и инициативы. Индивидуальное задание может получать как каждый студент, так и часть студентов группы.

10. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов


Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:

  • домашние задания и практические занятия – 10 баллов;

  • контрольные работы по каждому модулю – всего 15 баллов;

  • самостоятельна расчетная работа – 25 баллов.

Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26 баллов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет половину от максимального. Студент может получить дополнительные баллы (до 5 баллов) за счет написания рефератов по одной из приведенных ниже тем или выполнения творческого индивидуального задания, предложенного им самим преподавателю.

Примерные темы рефератов:

  • Паразитные связи и помехи в ГИС.

  • Конструктивно-технологические требования и ограничения при проектировании ГИС.

  • Паразитные эффекты в конструкциях полупроводниковых ИМС и их учет при проектировании.

  • Стандартизация и конструкции корпусов ИМС.

  • Программные средства для проверки топологии полупроводниковых ИМС.

  • Особенности проектирования микросхем на основе базовых матричных кристаллов.

  • Способы описания электрических схем с помощью языков высокого уровня.

11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

  1. Немудров В., Мартин Г. Системы-на-кристалле. Проектирование и развитие. – М.: Техносфера, 2004. – 212 с.

  2. Микроэлектроника. Учеб. Пособие для втузов. В 9 кн./ Под ред. Л.А. Коледова. Кн. 3 Базовые матричные кристаллы и программируемые логические матрицы / М.Ф. Пономарев, Б.Г. Коноплев. – М.: Высш. шк., 1987. – 94 с.

  3. Автоматизация проектирования БИС. В 6 кн.: Практ. пособие. Кн. 5 В.Я. Кремлев. Физико-топологическое моделирование структур элементов БИС/ Под. ред. Г.Г. Казеннова. – М.: Высш. Шк., 1990.– 144 с.

  4. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование /Под ред. Л.А. Коледова: Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1984. – 231 с.

  5. Бубенников А.Н. Моделирование интегральных микро-технологий приборов и схем. – М: Мир, 1981. – 300 с.

  6. Пономарев М.Ф. Коноплев Б.Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров: учеб. для вузов. – М.: Радио и связь,1986. – 176 с.

  7. Матсон Э.А. Крижановский Д.В. Справочное пособие по конструированию микросхем. – Мн.: Выш. Школа, 1982. – 224 с.

  8. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: учебное пособие для вузов. - М: Радио и связь, 1983.

б) дополнительная литература:

  1. Проектирование СБИС: Пер. с япон./ Ватанабэ М., Асада К., Кани К., Оцуки Т. – М.:  Мир, 1988. – 304 с.

  2. Эйрис, Р. Проектирование СБИС. Методы кремниевой компиляции. – М.: Наука, 1988. – 455 с.

  3. Киносита , К., Асада, К., Карацу, О. Логическое проектирование СБИС. – М.: Мир, 1988. – 304 с.

  4. Ганнет, Дж., Домич, А., Катевенис, М. Электроника СБИС. Проектирование микроструктур. – М.: Мир, 1989. – 256 с.

в) программное обеспечение

    • СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Windows XP, Microsoft Vista

    • ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Office 2007 Pro,

    • СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: СДО Moodle, SunRAV BookOffice Pro, SunRAV TestOfficePro, CircuitMaker 6.0, LAYEDIT.

12. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Лекции по дисциплине проводятся в аудитории, оснащенной видеопроектором. Практические занятия проводятся в дисплейном классе кафедры (10 ПЭВМ типа Pentium). При проведении лабораторного практикума используется дисплейный класс кафедры (10 ПЭВМ типа Pentium), а так же лаборатория электроники (40 кв.м.).

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки .

Автор (Холодков И.В.)

Заведующий кафедрой (Светцов В.И.)

Рецензент (ы)

(подпись, ФИО)


Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета неорганической химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол № ____.

Председатель НМС _______________ (ФИО)


Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconПрограмма дисциплины «Проектирование и технология электронной компонентной базы»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 210100 Электроника...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconОсновы проектирования электронной компонентной базы
Автор: к ф м н., ст научный сотрудник, доцент кафедры нанотехнологий в электронике С. А. Кривелевич

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconРабоч ая учебная программа дисциплины Физические основы электронной техники
Профиль подготовки Химическая технология материалов и изделий электроники и наноэлектроники

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconФедеральная целевая программа «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008 2015 годы I. Характеристика проблемы
Федеральная целевая программа "Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники" на 2008 2015 годы (далее Программа) разработана...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconРабочая программа дисциплины «основы технологии электронной компонентной базы»
Дисциплина относится к базовому модулю профессиональной подготовки профессионального цикла Б. 3 основной образовательной программы...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы icon1. Наименование федеральной целевой программы
Федеральная целевая программа «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008–2015 годы (далее – Программа)

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconРабоч ая учебная программа дисциплины Материалы электронной техники
Это одна из основных дисциплин профиля, ибо без знания физико-химических характеристик материалов и протекающих в них физических...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconФедеральная целевая программа
Утвердить прилагаемую федеральную целевую программу "Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники" на 2008-2015 годы...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconО федеральной целевой программе
Утвердить прилагаемую федеральную целевую программу "Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники" на 2008 2015 годы...

Рабоч ая учебная программа дисциплины Основы проектирования электронной компонентной базы iconРабоч ая учебная программа дисциплины Нанотехнологии в электронике
«Физика конденсированного состояния», «Материалы электронной техники», «Вакуумно-плазменные процессы и технологии», «Техника высокого...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница