VLSI

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Créditos
6
Tipos
Complementaria de especialidad (Ingeniería de Computadores)
Requisitos
  • Prerrequisito: AC
Departamento
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.

Profesorado

Responsable

  • Ramon Canal Corretger ( )

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
1
Laboratorio
1
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
6

Competencias

Competencias Transversales

Sostenibilidad y compromiso social

  • G2 [Avaluable] - Conocer y comprender la complejidad de los fenómenos económicos y sociales típicos de la sociedad del bienestar. Ser capaz de analizar y valorar el impacto social y medioambiental
    • G2.3 - Tener en cuenta las dimensiones social, económica y ambiental, y el derecho a la privacidad a aplicar soluciones y llevar a cabo proyectos coherentes con el desarrollo humano y la sostenibilidad.

Competencias Técnicas de cada especialidad

Especialidad ingeniería de computadores

  • CEC1 - Diseñar y construir sistemas digitales, incluyendo computadores, sistemas basados en microprocesadores y sistemas de comunicaciones.
    • CEC1.2 - Diseñar/configurar un circuito integrado usando las herramientas de software adecuadas.
  • CEC3 - Desarrollar y analizar hardware y software para sistemas empotrados y/o de muy bajo consumo.
    • CEC3.2 - Desarrollar procesadores específicos y sistemas empotrados; desarrollar y optimizar el software de estos sistemas. 

Objetivos

  1. Conocer las etapas en el diseño de un circuito integrado. Conocer las herramientas disponibles en cada etapa.
    Competencias relacionadas: CEC1.2,
  2. Evaluar los circuitos integrados diseñados en el curso según las figuras de mérito explicadas que incluyen la dimensión económica y ambiental.
    Competencias relacionadas: G2.3, CEC1.2,
  3. Conocer los diferentes lenguajes de descripción de hardware. Ser capaz de programar estructuras sencillas en uno de ellos.
    Competencias relacionadas: CEC1.2, CEC3.2,
  4. Describir el funcionamiento y programar estructuras de memoria sencillas.
    Competencias relacionadas: CEC3.2, CEC1.2,
  5. Describir el funcionamiento y programar estructuras combinacionales sencillas.
    Competencias relacionadas: CEC1.2, CEC3.2,
  6. Implementar a nivel físico la optimización de ciertos bloques de memoria y de estructuras combinacionales.
    Competencias relacionadas: CEC1.2, CEC3.2,
  7. Conocer la evolución de las tecnologías de fabricación de circuitos, ser capaz de entender la implicación económica y social en la evolución.
    Competencias relacionadas: G2.3,

Contenidos

  1. 1. Introducción a la tecnologia VLSI
    Evolución histórica de las tecnologías de fabricación y diseño de circuitos integrados. Situación actual y previsión para el futuro.
  2. 2. Etapas del diseño VLSI
    Descripción de las etapas y las herramientas utilizadas en el diseño VLSI, desde la especificación del sistema hasta la implementación en un circuito integrado
  3. 3. Figuras de mérito
    Descripción de las figuras de mérito (área, retraso y consumo) de los circuitos integrados así como la manera de obtener una estimación antes de tener el circuito fabricado.
  4. 4. Introducción a los HDLs
    Descripción de los lenguajes de descripción de hardware existente, comparativa de ventajas y desventajas. Programación de pequeñas estructuras.
  5. 5. Estructuras del microprocesador: memorias
    Descripción de las estructuras de memoria existentes en los microprocesadores. Descripción en HDLs y evaluación según las figuras de mérito.
  6. 6. Estructuras de los microprocesadores: ALUs y elementos combinacionales
    Descripción de las estructuras combinacionales existentes en los microprocesadores. Descripción en HDLs y evaluación según las figuras de mérito.
  7. 7. Layout i diseño full-custom
    Introducción al diseño full-custom y el layout.

Actividades

Actividad Acto evaluativo


Examen Final

Examen final en caso de no haver superado los dos parciales
Objetivos: 1 2 3 4 5 6
Semana: 15 (Fuera de horario lectivo)
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
8h

Examen 2n parcial

Examen 2o parcial
Objetivos: 1 2 3 4 5 6
Semana: 14
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Examen 1r parcial

1r examen parcial de la asignatura
Objetivos: 1 2 3 4
Semana: 7
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Introducción a la tecnología VLSI

Presentación y estudio de la evolución histórica de las tecnologías de fabricación y diseño de circuitos integrados así como la situación actual y la previsión para el futuro
  • Teoría: Presentación de la evolución histórica de las tecnologías de fabricación y diseño de circuitos integrados así como la situación actual y la previsión para el futuro.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y problemas del tema.
Objetivos: 7
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Etapas del diseño VLSI

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y problemas del tema.
Objetivos: 1 7
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Figuras de mérito

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Problemas: Resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y problemas del tema.
Objetivos: 1 2 7
Contenidos:
Teoría
2h
Problemas
2h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
4h

Introducción a los HDLs

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Problemas: Resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Laboratorio: Prácticas de introducción a las herramientas de diseño y desarrollo de pequeñas estructuras.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y problemas del tema.
Objetivos: 2 3
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
2h
Laboratorio
5h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
8h

Estructuras de los microprocesadores: memorias

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Problemas: Resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y prácticas del tema.
Objetivos: 3 4
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
4h
Laboratorio
4h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
12h

Estructuras de los microprocesadores: ALUs y elementos combinacionales

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Problemas: Resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Laboratorio: Realización de la práctica de dispositivos combinacionales y la práctica de integración de módulos combinacionales y memorias.
  • Aprendizaje autónomo: Comprensión de los conceptos teóricos del tema, resolver los ejercicios y prácticas del tema.
Objetivos: 2 3 5
Contenidos:
Teoría
6h
Problemas
5h
Laboratorio
4h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
20h

Layout y diseño full-custom

Estudiar los conceptos teóricos del tema y resolver los ejercicios y problemas planteados.
  • Teoría: Presentación de los conceptos teóricos del tema.
  • Problemas: Resolver los ejercicios y problemas planteados.
Objetivos: 1 2 6
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
2h
Laboratorio
2h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Metodología docente

Las clases de teoría desarrollarán los conceptos fundamentales, la participación del alumno es esporádica.
En las clases de problemas se aplicarán los conceptos desarrollados en teoría. El alumno es el agente activo.
En las clases de laboratorio se aplicarán los conceptos desarrollados en teoría y trabajados en problema para una serie de casos (estructuras) concretos. El agente activo es el alumno y la colaboración entre los miembros de los grupos de trabajo que se definirán.

El curso se desarrolla de forma constructiva. Es decir, se parte de los conceptos adquiridos en las asignaturas precedentes y en cada tema se incrementan los conocimientos y habilidades del alumno.

Método de evaluación

Parcial1: Examen de los 5 primeros temas
Parcial2: Examen de los 3 últimos temas
Final: Examen final
Lab: Se evalúa a partir de los informes entregados en cada una de las sesiones prácticas y, en su caso, de una entrevista personal.Nota Final (NF) = 0,8 x max (final, 0,5 x Parcial1 0,5 x Parcial2) 0,2 x Label nivel de consecución de la competencia genérica evalúa indirectamente a partir de las notas de la prueba y del examen final . La nota correspondiente es: A si 8.5 =

Bibliografía

Básica:

Complementaria:

Capacidades previas

las listadas en IC, EC, PE y AC.