Conception des circuits intégrés [T8ES322M]

Conception des circuits intégrés [T8ES322M]

En pratique

Nature
Elément constitutif
Volume horaire de TP
4
Volume horaire de TD
4
Volume horaire de CM
24
Volume horaire de travail personnel
18
Langue d'enseignement
Français

Description du contenu de l'enseignement

Ce cours a pour objectif de donner les bases nécessaires en conception de circuits intégrés dédiés. Après une introduction générale sur l'évolution de la technologie et des applications, les principales technologies sont présentées dans le chapitre 1. Le chapitre 2 se concentre sur les circuits de type CMOS en présentant les méthodes de conception des cellules combinatoires et séquentielles. Le chapitre 3 précise les outils et méthodologies de conception des ASIC et des FPGA. Le chapitre 4 définit les méthodes de conception synchrones.
Le cours est complété par 4h de TD sur la microélectronique et la conception synchrone et 4h de TP sur la microélectronique et les dessins de masques.

VLSI Integrated Circuits and Systems: Principles and Design Methods
The objectives of this course are to give the necessary basics in the design of application-specific integrated circuits and FPGAs. After a general introduction on the history and evolution of CMOS technology and applications, the main technologies are presented. The rest of the course focuses on CMOS circuits by presenting the main device (MOS transistor) in details. Then, transistor-level and layout-level design methods for combinatorial and sequential cells are introduced, as well as their characterization in terms of power and propagation delay. ASIC and FPGA design tools and methodologies are then presented. Finally, the last part of course focuses on synchronous design methods at logic and architecture levels. This part also includes basic notion on designing and optimizing arithmetic operators.

Organisation

Modalités d'organisation et de suivi

  1. Introduction
    1. Evolutions technologiques
    2. Marché des semiconducteurs
    3. ASIC, FPGA et SoC
  2. Technologie des Circuits Intégrés
    1. Transistor MOS
    2. Fabrication des CI
    3. Evolution de la technologie MOS
    4. Interconnexions
  3. Conception des cellules MOS
    1. Circuits logiques combinatoires
    2. Dessins de masques
    3. Circuits séquentiels et mémoires
    4. Délais et Consommation
  4. Méthodologie de conception
    1. Classification des circuits intégrés
    2. Spécification d'un ASIC
    3. Méthodes et outils de conception
  5. Conception synchrone des circuits intégrés
    1. Règles de conception synchrone
    2. Machine contrôle/traitement câblée
    3. Opérateurs arithmétiques

1. Integrated Circuit (IC) Technologies
    MOS Technology, IC Fabrication, Silicon Technology Evolutions
2. Design of CMOS Cells
    Combinatorial Logic Cells, Layout Design, Sequential Logic Cells, Delay and Power
3. IC Design Methods
    IC Classification, Design Methods and CAD Tools, IC Specification
4.Synchronous Design of IC
    Synchronous Design Rules and Principles, Finite State Machine (FSM) plus Datapath Model, Arithmetic Operators

Informations pédagogiques

Compétences à acquérir

Ce cours donne les bases nécessaires en conception de circuits intégrés dédiés, des aspect microélectronique au aspects conception numérique synchrone. A la fin de ce module, l'étudiant doit être capable de

  • connaitre des éléments de base sur les circuits intégrés, leur fabrication, leur classification, leur évolution, leur spécification;
  • comprendre le fonctionnement du transistor MOS et ses éléments parasites;
  • concevoir des cellules logique au niveau transistor, analyser leur performance;
  • connaitre et comprendre le fonctionnement de cellules plus complexes (bascules, registres, mémoires, opérateurs arithmétiques);
  • savoir estimer les temps de propagation et la consommation de puissance de blocs logiques complexes;
  • connaitre les règles de conception synchrone d'un circuit.

VLSI Integrated Circuits and Systems: Principles and Design Methods
The objectives of this course are to give the necessary basics in the design of application-specific integrated circuits and FPGAs. After a general introduction on the history and evolution of CMOS technology and applications, the main technologies are presented. The rest of the course focuses on CMOS circuits by presenting the main device (MOS transistor) in details. Then, transistor-level and layout-level design methods for combinatorial and sequential cells are introduced, as well as their characterization in terms of power and propagation delay. ASIC and FPGA design tools and methodologies are then presented. Finally, the last part of course focuses on synchronous design methods at logic and architecture levels. This part also includes basic notion on designing and optimizing arithmetic operators.

Pré-requis recommandés

  • Logique Programmable (SNUM1)
  • Bases des Systèmes Numériques (SNUM1)
  • Architecture des machines (SNUM2)

 

Bibliographie, lectures recommandées

  • [Mead83] Introduction aux systèmes VLSI C. Mead and L. Conway, Interéditions, 1983
  • [Rabaey96] Digital Integrated Circuits: a Design Perspective J. Rabaey, Prentice Hall, 1996
  • [Ott94] A Designer's guide to VHDL Synthesis D. Ott and T. Wilderotter, Kluwer, 1994
  • [Uyemura92] Circuit Design for CMOS VLSI J. Uyemura, Kluwer, 1992
Dernière modification : mer, 06/01/2021 - 09:14