VLSI

• Hores setmanals
• Competències
• Objectius
• Continguts
• Activitats
• Metodologia docent
• Mètode d'avaluació
• Bibliografia
• Capacitats prèvies

Professorat

Responsable

• Jesus Sanchez Navarro ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Transversals

Sostenibilitat i compromís social

• G2 [Avaluable] - Conèixer i comprendre la complexitat dels fenòmens econòmics i socials típics de la societat del benestar. Ser capaç d'analitzar i valorar l'impacte social i mediambiental.
  • G2.3 - Tenir en compte les dimensions social, econòmica i ambiental, i el dret a la privacitat a aplicar solucions i dur a terme projectes coherents amb el desenvolupament humà i la sostenibilitat.

Competències Tècniques de cada especialitat

Especialitat enginyeria de computadors

• CEC1 - Dissenyar i construir sistemes digitals, incloent computadors, sistemes basats en microprocessadors i sistemes de comunicacions.
  • CEC1.2 - Dissenyar/configurar un circuit integrat utilitzant les eines de software adients.
• CEC3 - Desenvolupar i analitzar hardware i software per a sistemes encastats i/o de molt baix consum.
  • CEC3.2 - Desenvolupar processadors específics i sistemes encastats; desenvolupar i optimitzar el software d'aquests sistemes. 

Objectius

1. Conèixer les etapes en el disseny d'un circuit integrat. Conèixer les eines disponibles a cada etapa.
   Competències relacionades: CEC1.1, CEC1.2,
2. Avaluar els circuits integrats dissenyats en el curs segons les figures de mèrit explicades que inclouen la dimensió econòmica i ambiental.
   Competències relacionades: CEC1.2, G2.3,
3. Conèixer els diferents llenguatges de descripció de hardware. Ser capaç de programar estructures senzilles en un d'ells.
   Competències relacionades: CEC1.2, G2.3,
4. Entendre unes especificacions de disseny de hardware, desenvolupar un testbench, executar-ho i ser capaç de trobar errades al codi de disseny.
   Competències relacionades: CEC2.3, CEC3.2, CT6.2, CEC2.2,
5. Presentar en públic un pla de verificació, i el resultat de l¿execució del pla. Saber donar per acabat la verificació d¿un bloc de hardware.
   Competències relacionades: CEC2.1, G4.3,

Continguts

1. Descripció del curs
   Presentació. Objectius. Fases en el desenvolupament d'un processador.
2. Introducció al disseny VLSI a nivell de transistors CMOS
   Descripció de les etapes i les eines utilitzades en el disseny VLSI, des de l'especificació del sistema fins a la implementació en un circuit integrat.
3. La cel.la estàndard
   Disseny amb cel·les CMOS estàndard: principis, disposició i optimització per a circuits digitals.
4. Introducció a la verificació pre-silici
   Què és la verificació pre-silici? Relació entre disseny i verificació. Tipus i objectius de la verificació. Entorns i eines de simulació
5. Planificació de la verificació i testbenchs
   Estructura bàsica i components d'un testbench. Pla de verificació. Tipus d'estímuls.
6. SystemVerilog per a la verificació
   Introducció a SystemVerilog orientat a verificació. Tipus de dades. Classes i herència. DPI.
7. Assercions i cobertura funcional
   Tipus d'assercions. SVA. Cobertura funcional.
8. Introducció a UVM (Universal Verification Methodology)
   Per què UVM? Components d'un testbench UVM. Configuració i integració
9. UVM avançat i pràctica
   Seqüències. Fàbrica UVM. Bones pràctiques i patrons de disseny.
10. Verificació de microprocessadors
    Reptes a les diferent etapes del pipeline. Verificació de l'ISA. Verificació de coherència de
    caches. Verificació del rendiment i el consum.
11. Verificació formal
    Què és la verificació formal? Assercions com a base formal. Límits i avantatges del mètode.
12. Depuració, cobertura i tendències
    Estratègies de depuració. Com llegir i tancar la cobertura funcional. Verificació continua.
13. Introducció a la validació post-silici
    Com es detecten i solucionen errors en hardware real. Eines i metodologies.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• CMOS VLSI design: a circuits and systems perspective - Weste, N. H.E.; Harris, D.M, Addison Wesley, 2011. ISBN: 9780321547743
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003760429706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• SystemVerilog for Verification: A Guide to Learning the Testbench Language Features - Spear, Chris ; Tumbush, Greg, Springer Nature, 3rd ed. 2012. ISBN: 9781461407157
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=cdi_springer_books_10_1007_9 78_1_4614_0715_7&context=PC&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• The UVM primer : an introduction to the Universal Verification Methodology - Salemi, Ray, Boston Light Press, 2013. ISBN: 9780974164939
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991005224879506711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1

Complementaria:

• Digital integrated circuits: a design perspective - Rabaey, J.M.; Chandrakasan, A.P.; Nikolic, B, Pearson Education , 2003. ISBN: 0130909963
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002540039706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Capacitats prèvies