VLSI

Esteu aquí

Inici » Estudis » Graus » Grau en Enginyeria Informàtica » Pla d'estudis » Assignatures » VLSI
Crèdits
6
Tipus
Complementària d'especialitat (Enginyeria de Computadors)
Requisits
  • Prerequisit: AC
Departament
AC
Web
http://docencia.ac.upc.edu/FIB/grau/VLSI
En l'assignatura de VLSI, l'alumne aprendrà el procés de disseny i fabricació dels microprocessadors com a exemple de circuit integrat. Els continguts de l'assignatura cobreixen les àrees de disseny VLSI i de circuits integrats. En concret, els temes tractats seran el de tecnologia CMOS, disseny de circuits (seqüencials i combinacionals), avaluació del retard i consum dels dissenys, metodologia i fases del disseny i impacte de la tecnologia en el disseny. L'avaluació de l'assignatura es farà mitjançant dos exàmens durant el curs (o opcionalment un final) i l'elaboració de les pràctiques del curs.

Professorat

Responsable

  • Ramon Canal Corretger ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
1
Laboratori
1
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
6

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: CEC1.2,
  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: CEC3.2, CEC1.2,
  4. Descriure el funcionament i programar estructures de memòria senzilles.
    Competències relacionades: CEC3.2, CEC1.2,
  5. Descriure el funcionament i programar estructures combinacionals senzilles.
    Competències relacionades: CEC3.2, CEC1.2,
  6. Implementar a nivell físic l'optimització de certs blocs de memòria i d'estructures combinacionals.
    Competències relacionades: CEC3.2, CEC1.2,
  7. Conèixer l'evolució de les tecnologies de fabricació de circuits, ser capaç d'entendre la implicació econòmica i social en l'evolució.
    Competències relacionades: G2.3,

Continguts

  1. 1. Introducció a la tecnologia VLSI
    Evolució històrica de les tecnologies de fabricació i disseny de circuits integrats. Situació actual i previsió pel futur.
  2. 2. Etapes del disseny VLSI
    Descripció de les etapes i les eines utilitzades en el disseny VLSI, des de l'especificació del sistema fins a l'implementació en un circuit integrat
  3. 3. Figures de mèrit
    Descripció de les figures de mèrit (àrea, retard i consum) dels circuits integrats així com la manera d'obtenir-ne una estimació abans de tenir el circuit fabricat.
  4. 4. Introducció als HDLs
    Descripció dels llenguatges de descripció de hardware existent, comparativa d'avantatges i desavantatges. Programació de petites estructures.
  5. 5. Estructures dels microprocessadors: Memòries.
    Descripció de les estructures de memòria existents als microprocessadors. Descripció en HDLs i avaluació segons les figures de mèrit.
  6. 6. Estructures dels microprocessadors: ALUs i elements combinacionals
    Descripció de les estructures combinacionals existents als microprocessadors. Descripció en HDLs i avaluació segons les figures de mèrit.
  7. 7. Layout i disseny full-custom
    Introducció al disseny full-custom i al layout.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Examen final

Examen final en cas de no haver superat els 2 parcials.
Objectius: 1 2 3 4 5 6
Setmana: 15 (Fora d'horari lectiu)
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

Examen 2n parcial

2n Examen parcial de l'assignatura.
Objectius: 1 2 3 4 5 6
Setmana: 14
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Examen 1r parcial

1r Examen parcial de l'assignatura.
Objectius: 1 2 3 4
Setmana: 7
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Introducció a la tecnologia VLSI

Presentació i estudi de l'evolució històrica de les tecnologies de fabricació i disseny de circuits integrats així com la situació actual i la previsió pel futur.
  • Teoria: Presentació de l'evolució històrica de les tecnologies de fabricació i disseny de circuits integrats així com la situació actual i la previsió pel futur.
  • Aprenentatge autònom: Comprensió dels conceptes teòrics del tema, resoldre els exercicis i problemes del tema.
Objectius: 7
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Etapes del disseny VLSI

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Teoria: Presentació dels conceptes teòrics del tema.
  • Aprenentatge autònom: Comprensió dels conceptes teòrics del tema, resoldre els exercicis i problemes del tema.
Objectius: 1 7
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Figures de mèrit

Estudiar dels conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Teoria: Presentació dels conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Problemes: Resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Aprenentatge autònom: Comprensió dels conceptes teòrics del tema, resoldre els exercicis i problemes del tema.
Objectius: 1 2 7
Continguts:
Teoria
2h
Problemes
2h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
4h

Introducció als HDLs

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Teoria: Presentació dels conceptes teòrics del tema.
  • Problemes: Resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Laboratori: Pràctiques d'introducció a les eines de disseny i desenvolupament de petites estructures.
  • Aprenentatge autònom: Comprensió dels conceptes teòrics del tema, resoldre els exercicis i problemes del tema.
Objectius: 2 3
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
2h
Laboratori
5h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
8h

Estructures dels microprocessadors: Memòries

Estudi dels conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Teoria: Presentació dels conceptes teòrics del tema.
  • Problemes: Resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Laboratori: Desenvolupament de la pràctica d'implementació de blocs de memòria.
  • Aprenentatge autònom: Estudi dels conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i la pràctica.
Objectius: 3 4
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
4h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
12h

Estructures dels Microprocessadors: ALUs i elements combinacionals

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes plantejats.
  • Teoria: Presentació dels conceptes teòrics del tema.
  • Problemes: Resoldre els exercicis i problemes plantejats
  • Laboratori: Realització de la pràctica de dispositius combinacionals i la pràctica d'integració de mòduls combinacionals i memòries.
  • Aprenentatge autònom: Estudi dels conceptes teòrics, resoldre els exercicis i les pràctiques plantejades.
Objectius: 2 3 5
Continguts:
Teoria
6h
Problemes
5h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
20h

Layout i disseny full-custom

Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
  • Teoria: Presentar els conceptes teòrics del tema.
  • Problemes: Resoldre els exercicis i problemes proposats.
  • Laboratori: Disseny físic d'un processador
  • Aprenentatge autònom: Estudiar els conceptes teòrics del tema i resoldre els exercicis i problemes proposats.
Objectius: 1 2 6
Continguts:
Teoria
4h
Problemes
2h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Metodologia docent

Les classes de teoria desenvoluparan els conceptes fonamentals, la participació de l'alumne és esporàdica
A les classes de problemes s'aplicaran els conceptes desenvolupats a teoria. L'alumne és l'agent actiu.
A les classes de laboratori s'aplicaran els conceptes desenvolupats a teoria i treballats a problema per una sèrie de casos (estructures) concrets. L'agent actiu és l'alumne i la col·laboració entre els membres dels grups de treball que es definiran.
El curs es desenvolupa de forma constructiva. És a dir, es parteix dels conceptes adquirits en les assignatures precedents i en cada tema s'incrementen els coneixements i habilitats de l'alumne.

Mètode d'avaluació

Parcial1: Examen dels 5 primers temes
Parcial2: Examen dels 3 últims temes
Final: Examen final
Lab: S'avalua a partir dels informes lliurats en cadascuna de les sessions pràctiques i, si s'escau, d'una entrevista personal.

Nota Final (NF) =0,8 x max(Final, 0,5 x Parcial1 + 0,5 x Parcial2) + 0,2 x Lab

El nivell d'assoliment de la competència genèrica s'avalua indirectament a partir de les notes de la prova i de l'examen final.
La nota corresponent és:
A si 8.5 =< NF; B si 7 =< NF < 8.5; C si 5 =< NF < 7; D si NF < 5

Bibliografia

Bàsica:

Complementaria:

Capacitats prèvies

Les enumerades en les assignatures d'IC, EC, PE i AC.