Kursplan för Konstruktionsmetodik för elektroniksystem

Kursplan fastställd 2020-02-17 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnMethods for electronic system design and verification
  • KurskodDAT110
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPEES
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeDatateknik, Elektroteknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 15112
  • Max antal deltagare42
  • Min. antal deltagare10
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Inlämningsuppgift 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Digitala kretsar och hårdvarubeskrivande språk motsvarande Konstruktion av digitala elektroniksystem (DAT094) och Introduktion till integrerad kretskonstruktion (MCC092).

Syfte

Mot bakgrund av det faktum att man kan integrera miljarder transistorer på en enda integrerad krets tvingas konstruktörer av elektroniksystem att använda sig av datorstöd, så kallade Electronic Design Automation (EDA)-verktyg, för att hantera komplexiteten hos konstruktionerna och för att klara av strikta systembudgetar för, till exempel, timing, effektutveckling och konstruktionstid. Bortsett från att ha kunskaper inom enskilda abstraktionsnivåer som krets-, logik- och arkitekturkonstruktion måste därför systemkonstruktören även ha en grundlig förståelse för konstruktions- och verifieringsmetoder som spänner över de olika abstraktionsnivåerna och för de algoritmer som är centrala för EDA-verktygen.

Syftet med denna kurs är att stärka studentens kunskaper i metoder för EDA-baserad konstruktion och verifiering, och att göra studenten förtrogen med att använda rätt EDA-verktyg, i rätt sammanhang och i rätt ordning.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

1. beskriva algoritmiska principer för ett antal viktiga EDA-koncept, som beteende- och logiksyntes, logiksimulering, statisk timinganalys, 'timing closure' och effektanalys
2. beskriva moderna EDA-baserade konstruktionsflöden och deras fundamentala svagheter och styrkor
3. använda Linux-baserade EDA-verktyg, inklusive enkla 'shell scripts' (kommandofiler), för konstruktion och verifiering av digitala elektroniksystem
4. genomföra fördröjningsdriven ('timing-driven') syntes and effektanalys för digitala kretsar
5. kritiskt och systematiskt integrera kunskap för att kunna modellera, simulera, och utvärdera egenskaper relevanta för konstruktionsflöden för digitala ASICs
6. på ett tydligt sätt kommunicera sina slutsatser från konstruktionsövningarna och från fördjupningsstudierna ('term paper'), också redovisande bakomliggande fakta och gjorda val.


Innehåll

Föreläsningsserien speglar kursen i stort och innehåller följande:
 - Terminologi för och struktur hos EDA-system.
 - Konstruktion av elektroniksystem uppbyggda av mjuk- och hårdvara.
 - Funktionell verifiering.
 - Beteende- och logiksyntes.
 - Timinganalys.
 - Effekt- och energianalys.
 - Variabilitet.
 - Fysisk konstruktion.
 - Konstruktion för test och tillverkningsbarhet.
 - Diskret matematik och optimering relevant för EDA.
 - Teknisk rapportskrivning.

Utöver föreläsningen kring teknisk rapportskrivning innehåller kursen också en skrivarworkshop där studenterna får utveckla sitt skrivande genom att granska och kommentera varandras utkast inom fördjupningsstudien.

Organisation

Kursen är uppbyggd kring tre olika pedagogiska delar:

Föreläsningar: dessa ger ett kontext till konstruktionsövningarna och fördjupningsstudierna.
Konstruktionsövningar: dessa ger en omfattande praktisk träning i att använda avancerade, industriella EDA-verktyg för att genomföra konstruktion och verifiering.
Fördjupningsstudie ('term paper'): detta ger en fördjupning inom avancerad, relevant teknik samt träning på att läsa forskningsartiklar och skriva teknisk text.

Litteratur

Referensbok: Electronic Design Automation for Integrated Circuits Handbook - 2 Volume Set, av L. Lavagno, G. Martin, och L. Scheffer, CRC Press, 2006, ISBN 9780849330964. (Denna utgåva finns tillgänglig som e-bok inom Chalmers.)

Electronic Design Automation for Integrated Circuits Handbook, 2nd Edition, av L. Lavagno, I. L. Markov, G. E. Martin, och L. K. Scheffer, CRC Press, 2016, ISBN 9781482254501.

Forskningsartiklar för fördjupningsstudien.

Examination inklusive obligatoriska moment

Examinationen består av två delar:

Konstruktionsövningar, inklusive syntes och place-and-route för ASICs: 60% av kursens betyg bestäms av förberedelser, VHDL-inlämning och laborationsrapport.
Fördjupningsstudie (i grupper om 3 studenter) inom valt område, inklusive en rapport ('term paper') och en muntlig presentation: 40% av kursens betyg bestäms av rapporten och den muntliga presentationen.