集積回路設計演習 / Exercise in Integrated Circuit Design

単位数: 2. 担当教員: 黒田 理人. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE340J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的
　電子回路をいかにして集積回路として実現するか，その設計技術に関して理解すると共に，実際の標準的設計手法を習得する事を目的とする。
２．概要
　回路シミュレーションとレイアウト設計からなるフルカスタム設計技術とハードウェア記述言語（HDL）を用いた自動設計について講義とCADツールを用いた演習を行う。
３．達成目標等
　集積回路設計の流れについて理解し，CADを用いた集積回路の設計手法を習得する。

「授業にはGoogle Classroomを利用（クラスコード dmjash4）」

演習実施場所についてはGoogle Classroomを通じて連絡する。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective: Understanding design of large scale integrated circuits (LSI) through exercising industry standard design methodology.
2. Abstract: Lectures and exercise of LSI design using computer-aided-design tools, such as full custom design using circuit simulation and layout tools and automated design using hardware description language (HDL).
3. Goals: Understanding design flow of LSI and learning design skills using industry standard CAD tools.

"Google Classroom will be used. Classcode: dmjash4"


Location for the exercise will be informed through the Google Classroom.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

　・履修要望科目： 集積回路工学，電子回路学I，電子回路学II，半導体デバイス，ディジタルコンピューティングを履修していることが望ましい。本科目の理解を深める為に，集積回路工学を履修することを強く望む。
　・履修上の注意事項：演習に用いるワークステーション台数の制限から，履修人数を制限したり，各人の演習時間を制限する場合があるのであらかじめ了承のこと。
　・自学自習上のアドバイス： 講義・演習時の配布資料や参考書などを活用すること。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Relationship between other courses: Students are recommended to take "integrated circuits", "electronic circuit I", "electronic circuit II", "semiconductor devices" and "digital computing".
Note to complete the course: prepare and review the lecture contents using lecture materials distributed and reference books.

授業計画

第 １ 回 集積回路設計の概要
２ 回路シミュレーションの概要
３ 回路シミュレーション演習（その１）
４ 回路シミュレーション演習（その２）
５ 回路シミュレーション演習（その３）
６ レイアウト設計の概要
７ 集積回路製造技術とデザインルールおよびレイアウト検証技術
８ レイアウト設計演習（その１）
９ レイアウト設計演習（その２）
１０ レイアウト設計演習（その３）
１１ ハードウェア記述言語（HDL）による設計概要
１２ HDL設計演習（その１）
１３ HDL設計演習（その２）
１４ HDL設計演習（その３）
１５ まとめ（集積回路設計の将来展望）

授業計画(Ｅ）

1. Introduction to LSI design
2. Overview of circuit simulation
3. Circuit simulation exercise I
4. Circuit simulation exercise II
5. Circuit simulation exercise III
6. Overview of layout design
7. Manufacturing technology of LSI, design rules and layout verification technology
8. Layout design exercise I
9. Layout design exercise II
10. Layout design exercise III
11. Overview of LSI design using hardware description language (HDL)
12. HDL design exercise I
13. HDL design exercise II
14. HDL design exercise III
15. Summary

授業時間外学習

講義資料の復習と演習課題への取り組み

授業時間外学習（Ｅ）

Review of lecture notes and assignments

成績評価方法及び基準

主に演習時のレポートにより評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Mainly based on reports of exercise.

教科書および参考書

• CMOS集積回路-入門から実用まで-, 培風館, 榎本忠儀 (1996) ISBN/ISSN: 4563035106 資料種別:参考書
• CMOS IC LAUOUT, D. Clein, Newnes (2000) ISBN/ISSN: 0750671947 資料種別:参考書
• CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation (2nd Edition), R. J. Baker, and D. E. Boyce, IEEE Press (2004) ISBN/ISSN: 0780334167 資料種別:参考書
• ＨＤＬ設計入門（改訂版）, 桜井至, テクノプレス (1997) ISBN/ISSN: 4924998249 資料種別:参考書
• The Art of Analog Layout, Alan Hastings, Prentice Hall (2000) ISBN/ISSN: 0130870617 資料種別:参考書

オフィスアワー

連続2コマの講義時間内に対応する。
また、適宜オンラインツールやメール等にて対応する。

オフィスアワー（Ｅ）

Questions will be answered during lecture hours.
The lecturer will support students via email or online tools.