2021年度 集積回路設計   Integrated Circuit Design

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開講元
情報通信系
担当教員名
一色 剛  原 祐子 
授業形態
講義    (ZOOM)
曜日・時限(講義室)
火5-6(S323)  金5-6(S323)  
クラス
-
科目コード
ICT.I303
単位数
2
開講年度
2021年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2021年4月6日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

ディジタル集積回路の構造,回路,スイッチング動作を中心に,IC論理回路の基本を理解し,集積回路設計が論理,回路,レイアウトの総合設計であることを習得する.

到達目標

本講義を履修することによって,MOSトランジスタの動作原理と動作特性を理解し,CMOS論理回路構成法,VLSIの回路レイアウト設計手法および回路テスト設計手法を修得すること.

キーワード

ディジタル集積回路,論理,レイアウト,MOSトランジスタ

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

VLSI設計の流れを概観した後,MOSトランジスタの動作原理および動作特性を説明する.VLSI回路の基本構成要素であるCMOS論理回路やレジスタ・メモリの構成を示し,様々な設計方法および検証方法を紹介する.最後に,一連のCAD設計環境を紹介し,CMOS微細化による課題を提示する.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 VLSI設計の流れ VLSI設計の全体の流れを学習する
第2回 MOSプロセスとトランジスタ ディジタル論理回路の基本構成であるMOSプロセスとトランジスタについて学習する
第3回 MOSトランジスタの動作 MOSトランジスタの動作,条件について学習する
第4回 CMOSインバータ(直流特性,スイッチング特性,消費電力) MOSトランジスタを応用したCMOSインバータについて特性を学習する
第5回 スタティック論理回路 スタティック論理回路の基本的動作について学習する
第6回 ダイナミック論理回路 ダイナミック論理回路の基本的動作について学習する
第7回 レジスタとメモリ レジスタとメモリの構成および基本動作について学習する
第8回 IC論理設計1(PLA構成) PLAを用いたIC論理設計について学習する
第9回 IC論理設計2(スタンダードセル,ゲートアレイ) スタンダードセルおよびゲートアレイを用いたIC論理設計について学習する
第10回 ICレイアウト設計1(デザインルール,マスクレイヤー) ICレイアウト設計で必要なデザインルールやマスクレイヤーについて学習する
第11回 ICレイアウト設計2(自動配置配線) ICレイアウト設計の自動配置配線技術について学習する
第12回 テスト設計1(故障診断) VLSIの故障診断技術について学習する
第13回 テスト設計2(スキャンチェーン,テストベクトル生成) VLSIのテストにおけるスキャンチェーンおよびテストベクトル生成手法について学習する
第14回 トピック講義 VLSI設計に関する最新研究・技術について学習する

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

集積回路設計入門,国枝 博昭 著,コロナ社,1996

参考書、講義資料等

CMOS超LSIの設計,菅野 卓雄,飯塚 哲哉 著,培風館,1989
(教科書は準備できるのが望ましいが,配付資料のみでも受講可能)

成績評価の基準及び方法

本講義の到達目標の達成度(理解度および技能習得)をレポートにより評価する.

関連する科目

  • ZUS.L201 : 基礎集積回路
  • ICT.I216 : 計算機論理設計(情報通信)
  • ZUS.L301 : 情報実験第三
  • ICT.I415 : VLSIシステム設計
  • ICT.I419 : VLSIレイアウト設計
  • ICT.I501 : システムLSI設計(システム設計)
  • ICT.I516 : システムLSI設計(組み込みソフトウェア設計)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない

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