Факултет: Физически

Специалност: (код и наименование)

Магистърска програма: (код и наименование)

Микроелектроника и Информационни технологии

УЧЕБНА ПРОГРАМА

Дисциплина:

Автоматизация на инженерния труд в микроелектрониката

(код и наименование)

Преподавател: доц. д-р Евгения Вълчева

Асистент: гл. ас. д-р К. Кирилов

Учебна заетост	Форма	Хорариум
Аудиторна заетост	Лекции	30
	Семинарни упражнения
	Практически упражнения (хоспетиране)	15
Обща аудиторна заетост		45
Извънаудиторна заетост	Самостоятелна подготовка преди практическите упражнения	30
	Самостоятелна подготовка за изпит	30

Обща извънаудиторна заетост		60
ОБЩА ЗАЕТОСТ		105
Кредити аудиторна заетост		1,5
Кредити извънаудиторна заетост		2
ОБЩО ЕКСТ		3,5

№	Формиране на оценката по дисциплината	% от оценката
1.	Всяко лабораторно упражнение завършва с изходящ компютърен тест за проверка на наученото на упражнението.	80
2.	Изпит	20
3.	Като оценка от изпит се признава и средната оценка от защитата на всички тестови* задачи
Анотация на учебната дисциплина:
Знанията и уменията по Автоматизация на инженерния труд в микроелектрониката създават предпоставки за практическа реализация на студените в областта на традиционната и модерна електроника при пълна или частична автоматизация на разнообразната по вид инженерна дейност. Студентите получават знания по основните методи за автоматизация на инженерния труд в микроелектрониката и умения за работа с разпространени програмни продукти за симулация на технологии и елементи в електрониката, схемно-топологично проектиране на аналогови интегрални схеми. Разглеждат се въпроси за автоматизирано управление и контрол на качеството и производството на микроелектронни изделия. Целта на учебната дисциплина е студентите да изучат теоретично и практично и да могат да прилагат подходите, методите и техническите средства за планиране, анализ, моделиране, проектиране, производство, документиране и автоматизиране на инженерния труд в микроелектрониката и по-специално с проектирането и тестването на интегрални схеми и системи и в съответствие със своите потребности и интереси да придобиват нови знания и умения в тази дейност.

Предварителни изисквания:

- Физическо материалознание

- Физика на твърдото тяло и физика на полупроводниците

- Познания по конструкцията на прибори за твърдотелната електроника и интегрални схеми

Очаквани резултати:

В края на обучението си студентът ще:

- познава основните методологии за проектиране и тестване на интегрални схеми и системи;

- моделира и симулира основните елементи, технологии, градивни блокове и подсистеми на интегралните схеми и системи;

- проектира, изследва и подготвя за производство елементи, градивни блокове и интегрални схеми и системи;

- познава принципно методите и средствата за тестване на интегрални схеми и системи

Учебно съдържание

№	Тема:	Хорариум
I.	СИСТЕМИ ЗА АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ И КОНСТРУИРАНЕ НА ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ. 1.1. Основни етапи при автоматизираното проектиране на ГИС и тяхната взаимна връзка. 1.2. Принципи за построяване и изисквания към системите за автоматизирано проектиране. Йерархична система модели за проектиране на ГИС. 1.3. Технически средства, алгоритмично, програмно и информационно осигуряване на САПР.	5
II.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА АНАЛОГОВИ ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ. 2.1. Методология при “top-down” проектирането. Йерархична декомпозиция. 2.2. Модел на полупроводников диод за схемотехнично проектиране. 2.3. Модел на биполярен транзистор. 2.4. Модел на MOS транзистор. 2.5. Методи и средства за определяне на характеристичните параметри на моделите на биполярни и MOS елементи, вградени в системите за схемотехнично проектиране. 2.6. Методи за определяне на характеристичните параметри на аналогови макромодели. 2.7. Автоматизирано проектиране на топологията на ГИС. Основни етапи и особености. 2.8. Методи за описание на графични обекти. Разбиване на области. 2.9 .Методи за компановка на ИС. Разделяне на блокове. 2.10. Стратегии и алгоритми за разполагане на елементите на ИС. Последователни, итерационни алгоритми. 2.11. Методи и алгоритми за трасировка на съединенията. Предварителна и окончателна трасировка. Вълнови алгоритъм. 2.12. Верификация на проекта. Проверка на правилата за проектиране. 2.13. Възстановяване на електрическата схема. Проверка на съответствието и с първоначалната схема. 2.14. Екстракция на паразитните елементи. Ресимулация. 2.15. Методология на топологичното проектиране на ниво клетки. 2.16. Термичен анализ на ИС. 2.17. Автоматизирано генериране на конструктивно-технологична документация.	15
III.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА ЦИФРОВИ ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ. 4.1. Методология на проектирането. 4.2. Езици за поведенческо описание на схеми и системи – VHDL. 4.3. Функционално логическо проектиране. Логически симулатори. 4.4. Видове логически сигнали. 4.5. Закъснение на сигналите.	3
IV.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЧНИ ПРОЦЕСИ И ЕЛЕМЕНТИ В МИКРОЕЛЕКТРОНИКАТА. 3.1 Системи за автоматизирано проектиране на прибори и процеси- фактори, изисквания. 3.2. Моделиране на йонна имплантация, дифузионен процес, термично окисление и епитаксия. 3.3. Моделиране на процесите на образуване на повърхностни конфигурации. 3.4. Автоматизирано проектиране на технологични схеми. 3.5. Проблеми при численото многомерно моделиране на полупроводникови структури - основни уравнения на полупроводниците, подходи за решаването им. 3.6. Числено симулиране на биполярни и МОS полупроводникови структури. 3.7. Основи на автоматизираното проектиране на СВЧ интегрални елементи.	5
V.	Автоматизирано управление и контрол на производството на микроелектронни изделия.	2

Практически упражнения

1.	Симулиране на технологични процеси при производството на схеми и елементи.	1
2.	Числен анализ на биполярни и MOS полупроводникови структури	6
3.	Схемотехничен анализ и оптимизация на аналогова интегрална схема	3
4.	Топологично проектиране на аналогова интегрална схема.	3
5.	Ресимулация на проектираната схема. Подготовка на документацията за производство	2

Конспект за изпит

№	Въпрос
1.	СИСТЕМИ ЗА АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ И КОНСТРУИРАНЕ НА ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ.
1.1	Основни етапи при автоматизираното проектиране на ГИС и тяхната взаимна връзка.
1.2	Принципи за построяване и изисквания към системите за автоматизирано проектиране. Йерархична система модели за проектиране на ГИС.
1.3	Технически средства, алгоритмично, програмно и информационно осигуряване на САПР.
2.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА АНАЛОГОВИ ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ.
2.1	Методология при “top-down” проектирането. Йерархична декомпозиция.
2.2	Модел на полупроводников диод за схемотехнично проектиране
2.3	Модел на биполярен транзистор.
2.4	Модел на MOS транзистор.
2.5	Методи и средства за определяне на характеристичните параметри на моделите на биполярни и MOS елементи, вградени в системите за схемотехнично проектиране.
2.6	Методи за определяне на характеристичните параметри на аналогови макромодели.
2.7	Автоматизирано проектиране на топологията на ГИС. Основни етапи и особености.
2.8	Методи за описание на графични обекти. Разбиване на области.
2.9	Методи за компановка на ИС. Разделяне на блокове.
2.10	Стратегии и алгоритми за разполагане на елементите на ИС. Последователни, итерационни алгоритми.
2.11	Методи и алгоритми за трасировка на съединенията. Предварителна и окончателна трасировка. Вълнови алгоритъм.
2.12	Верификация на проекта. Проверка на правилата за проектиране.
2.13	Възстановяване на електрическата схема. Проверка на съответствието и с първоначалната схема.
2.14	Екстракция на паразитните елементи. Ресимулация.
2.15	Методология на топологичното проектиране на ниво клетки.
2.16	Термичен анализ на ИС.
2.17	Автоматизирано генериране на конструктивно-технологична документация.
3.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА ЦИФРОВИ ИНТЕГРАЛНИ СХЕМИ.
3.1	Методология на проектирането.
3.2	Езици за поведенческо описание на схеми и системи – VHDL.
3.3	Функционално логическо проектиране. Логически симулатори.
3.4	Видове логически сигнали.
3.5	Закъснение на сигналите.
4.	АВТОМАТИЗИРАНО ПРОЕКТИРАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЧНИ ПРОЦЕСИ И ЕЛЕМЕНТИ В МИКРОЕЛЕКТРОНИКАТА.
4.1	Системи за автоматизирано проектиране на прибори и процеси- фактори, изисквания.
4.2	Моделиране на йонна имплантация, дифузионен процес, термично окисление и епитаксия
4.3	Моделиране на процесите на образуване на повърхностни конфигурации.
4.4	Автоматизирано проектиране на технологични схеми.
4.5	Проблеми при численото многомерно моделиране на полупроводникови структури - основни уравнения на полупроводниците, подходи за решаването им.
4.6	Числено симулиране на биполярни и МОS полупроводникови структури.
4.7	Основи на автоматизираното проектиране на СВЧ интегрални елементи.
5.	Автоматизирано управление и контрол на производството на микроелектронни изделия.

Библиография

Основна:

1. Христов, М., Р. Радонов, Б. Дончев, Системи за проектиране в микроелектрониката, Учебник, София, 2004.
2. Христов, М., Р. Радонов, Б. Дончев, К. Михайлова, Д. Пукнева, О. Антонова, Д. Арабаджиев, Ръководство за лабораторни упражнения по Системи за проектиране в микроелектрониката, София, 2004.
3. Нанчева – Филипова, К., М. Христов, В. Христов, И. Панайотов, Използване на (v)HDL за анализ на електронен хардуер, София, 2004.

Допълнителна:

1. Chris McMahon, Jimmie Browne, CADCAM. From principles to practice, Addison-Wesley Publishing Company, 1993.
2. Mikell P. Groover, Emory W. Zimmers, CAD/CAM: Computer-Aided Design and Manufacturing, Prentice- Hall International, Inc.
3. Steven Rubin, Computer Aids for VLSI Design, Addison-Wesley Publishing Company.

Дата: 27.02.2013 Съставил:

проф. д-р Марин Христов