Findet nur im Wintersemester statt
Chip Design (CD)
Studiengänge:
Wahlfach in folgenden Masterstudiengängen: Elektrotechnik, Informatik, Informationstechnologie, Wirtschaftsingenieurwesen
- Modulnummer: FBE0288 (wird derzeit noch in den entsprechenden Modulhandbüchern ergänzt.)
Lernergebnisse / Kompetenzen:
Die Studierenden erwerben Kernkenntnisse in der Wertschöpfungskette des Hochfrequenz-Schaltungsdesigns (Chipdesign) aus den Bereichen Schaltungstheorie, analoge und digitale Elektronik, Halbleiterbauelemente und Signalverarbeitung. Der Schaltungsentwurf umfasst das Chip-Packaging und den Leiterplattenentwurf sowie die Verifikation und den Produktionstest.
Inhalte:
- Analyse und Entwurf von Schaltungen: Dazu gehört das Verständnis der Schaltungskomponenten, ihrer Eigenschaften und ihres Zusammenspiels innerhalb einer Schaltung. Dazu gehören auch Kenntnisse im Umgang mit Software zur Schaltplanerfassung und Schaltungssimulation. Sie ermöglicht es Ingenieuren, die logischen Verbindungen und Komponenten einer Schaltung zu entwerfen und zu erfassen, einschließlich der Validierung der Funktionalität und Leistung der Schaltung vor der physischen Implementierung. Die Software unterstützt sowohl analoge als auch digitale Simulationen. Zu den Schaltungsbeispielen gehören HF-Verstärker, Mischer, Filter, Oszillatoren und digitale Logikschaltungen unter Verwendung geeigneter Komponenten und Entwurfstechniken.
- Layout-Entwurf: Hier geht es um das physische Layout von integrierten Schaltungen. Es umfasst die Platzierung von Komponenten, das Routing von Verbindungen und die Sicherstellung der Einhaltung von Entwurfsregeln. Zu den fortgeschrittenen Funktionen gehören automatische Platzierungs- und Routing-Algorithmen zur Verbesserung der Entwurfseffizienz beim digitalen Entwurf. Dazu gehören die Kenntnis von Layout-Richtlinien, das Verständnis von Überlegungen zur Signalintegrität und Stromverteilung sowie die Beherrschung der Software für den Schaltungsentwurf.
- Entwurfsablauf und Entwurfswerkzeuge: Dazu gehören kommerzielle EDA-Software (Electronic Design Automation) wie Cadence sowie das Open-Source-Toolset für digitales Design, das vom OpenROAD-Projekt der UC Berkeley entwickelt wurde. OpenLane zielt darauf ab, den Prozess des Entwurfs digitaler integrierter Schaltungen (ICs) zu automatisieren und zu rationalisieren, indem es einen vollständigen End-to-End-Entwurfsablauf bietet.
- Schaltkreis-Verifikation: Verschiedene physikalische Verifikationsfunktionen, einschließlich Design Rule Checking (DRC) und Layout versus Schematic (LVS) Checks. Diese Prüfungen stellen sicher, dass das Layout mit dem beabsichtigten Schaltungsentwurf übereinstimmt und die Fertigungsregeln einhält. Die Teilnehmer lernen, wie man auf Verletzungen wie Mindestabstände, Mindestgröße von Features und andere geometrische Regeln prüft.
- Extraktion und Analyse: Dazu gehört die Extraktion genauer EM-Modelle parasitärer Elemente (z. B. Widerstände, Kondensatoren), die die Schaltungsleistung beeinflussen. Diese extrahierten Modelle können für weitere Analysen verwendet werden, z. B. für die Analyse der Signalintegrität.
Lernziel:
Unsere zukünftige Gesellschaft wird von einer unbegrenzten, allgegenwärtigen drahtlosen Konnektivität angetrieben. Auf der Bausteinebene erlernen Sie die Grundlagen solcher Hochfrequenzsysteme. Hochfrequente Signalverstärkung und nichtlineare Effekte sind von größter Bedeutung. Nach erfolgreichem Abschluss haben Sie gute Möglichkeiten, in den Bereichen: drahtlose Konnektivität, Hochfrequenzelektronik, Kommunikation zu arbeiten.
Wo benötigen Sie diese Fähigkeiten in unseren Forschungsaktivitäten?
