Hier finden Sie allgemeine Infos zu den angebotenen Lehrveranstaltungen.
Zugehörige Lehrveranstaltungen
Analog Integrated Circuits (Vorlesung)
Analog Integrated Circuits (Übung)
Analog CMOS Circuit Design (Integrierte LV)
Modulzugehörigkeit
Analog Integrated Circuits
Entwurf Analoger Integrierter Schaltungen
Lernergebnisse
Der kontinuierliche Fortschritt im Bereich der integrierten Schaltungen und Systemen erlaubt es, immer komplexere Funktionalität mit stetig steigenden Arbeitsgeschwindigkeiten in einem Systems-on-Chip Ansatz zu integrieren. Das Grundlagenmodul „Analog Integrated Circuits“ befasst sich mit den analogen Konzepten und Grundschaltungen, die in integrierten analogen Schaltungen Anwendung finden. Im Rahmen eines praktisch orientierten Ausbildungsteils werden die Fähigkeiten selbständig Grundschaltungen zu entwerfen, zu simulieren und das Layout zu erarbeiten vermittelt.
Lehrinhalte
In diesem Kurs werden die folgenden Themen vermittelt:
1. Design und Layout integrierter passive Bauelemente
2. MOSFET Klein- und Großsignalverhalten, Stabilität und Bodeplot
3. MOSFET Grundschaltungen wie Stromspiegel, Common-Source Verstärker, Common-Gate Verstärker, Schaltungsrauschen
4. Operationsverstärker, Differenzstufe, Frequenzkompensation
Zugehörige Lehrveranstaltungen
Integrierte Schaltungen (Vorlesung)
Integrierte Schaltungen (Übung)
Modulzugehörigkeit
Digital Integrated Circuits
Beschreibung
"Integrated Circuits" - Grundlagen der integrierten Silizium-Schaltungstechnik: Transistormodelle aus schaltungstechnischer Sicht; analoge und digitale Grundschaltungen; statisches und dynamisches Verhalten; bistabile Schaltungen; MOS-Logikfamilien; praktischer Umgang mit Spice-Simulationen und Layout-Editor.
Zugehörige Lehrveranstaltungen:
Rechnerorganisation (Vorlesung)
Rechnerorganisation (Übung)
Modulzugehörigkeit: Rechnerorganisation (#40019)
Beschreibung
Lernergebnisse:
Die Studierenden sind in der Lage, programmierbare digitale Systeme in Assembler zu programmieren. Sie können beschreiben, wie ein in einer höheren Programmiersprache geschriebenes Programm in Maschinensprache übersetzt und von einem digitalen System ausgeführt wird. Ferner sind sie in der Lage, die mit der Bearbeitung der Maschinenbefehle einhergehenden logischen Abläufe in einem digitalen System auf der Registertransferebene abzuleiten und Erweiterungen zu entwickeln. Außerdem können die Studierenden die bei digitalen Systemen verwendeten Zahlendarstellungen interpretieren und arithmetischen Operationen mithilfe von zugrunde liegenden Mikroalgorithmen lösen. Sie können den grundsätzlichen Aufbau digitaler Systeme darstellen, einschließlich der Ein-/Ausgabeorganisation, der Speicherhierarchie und der elementaren Strukturprinzipien von Rechnern.
Lehrinhalte:
Seminar
mehr Infos hier
Modulzugehörigkeit
Analog Layout Design
Lernergebnisse:
Lehrinhalte:
Zugehörige Lehrveranstaltungen
Advanced Analog Intergrated Circuits (Vorlesung)
Advanced Analog Intergrated Circuits (Projekt)
Modulzugehörigkeit:
Advanced Analog Integrated Circuits and Systems
Beschreibung
Der kontinuierliche Fortschritt im Bereich der integrierten nanoelektronischen Schaltungen und Systemen erlaubt es, immer komplexere Funktionalität mit stetig steigenden Arbeitsgeschwindigkeiten in einem Systems-on-Chip Ansatz zu integrieren. Das Modul „Advanced Analog Integrated Circuits and Systems“ greift diese technologische Entwicklung auf und befasst sich mit den analogen Grundschaltungen und Konzepten die für Anwendungsfelder wie Wireless-Infrastruktur Anwendungen (z.B. LTE), Transceiver Systeme für elektro-optische Anwendungen (z.B. Silicon Photonics), verlustleistungsarme Sensorsysteme für biomedizinische Anwendungen (z.B. Nervenstimulation) oder Themen aus der Automobilelektronik oder Internet-of-Things ( IoT ) grundlegend sind.
Lerninhalte:
In diesem Kurs werden die folgenden Themen vermittelt:
1. High-Speed Transceiver-Architekturen, Betriebsarten und Bausteine
2. Switched Capacitor-Schaltungen, SC-Integratoren, SC-Verstärker, SC-Filter, Abtastglieder, diskrete Signalverarbeitung
3. Differentielle OTAs und Opamps, Komparatoren, Übertragungsfunktionen, Versorgungsspannung und Gleichtaktunterdrückung, Metastabilität
4. Rückgekoppelte Systeme, Nichtlinearitäten, Closed-Loop-Architekturen, Gleichtaktrückführung und deren Architekturen
Zugehörige Lehrveranstaltungen
System-on-Chip - Entwurf und Programmierung (Vorlesung)
System-on-Chip (Projekt)
Modulzugehörigkeit
System-on-Chip (SOC) + RISC-V Lab
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls besitzen die Studierenden fortgeschrittene Kenntnisse über den Entwurf von hochkomplexen digitalen Schaltungen und Systemen bzw. Systems-on-Chip (SoC). Die Kenntnisse schließen dabei die folgenden Bereiche ein: Grundlagen des Entwurfs von komplexen SoCs, Design-Flow, IP Reuse, Hardware-Software Co-Design, SoC-Architekturen, Echtzeit-Betriebssysteme, Prozessorarchitekturen, Speichertypen und Speicherhierachie, On-Chip- und Off-Chip-Bussysteme, Test und Debug-Methoden.
Im Rahmen des Projekts erlernen die Studierenden darüber hinaus folgende praktischen Fähigkeiten:
- Umgang mit Software-Werkzeugen zum Entwurf komplexer digitaler Hardware
- Navigation von komplexen Design Flows für FPGA- oder IC-Entwicklung
- Erweiterung von bestehenden digitalen Hardware-Projekten, z. B. um Peripheriemodule, Bus-Komponenten, Interrupt-Quellen, Bus-Master
- Einschätzung und Bewertung der Machbarkeit und des Implementierungsaufwands von Projektideen im Bereich des digitalen Schaltungsentwurfs
- Schrittweise Umsetzung von Projektideen im Bereich des digitalen Schaltungsentwurfs: Spezifizierung, Implementierung, Verifikation, Demonstration mittels FPGA-Prototyp
Lehrinhalte
In dem Modul werden fortgeschrittene Konzepte und Methoden des digitalen Hardwareentwurfs und der Programmierung von Systems-on-Chip (SoC) und eingebetteten Systemen behandelt. Inhalte der Vorlesung sind insbesondere: Grundlagen des Entwurfs von komplexen SoCs, Design-Flow, IP Reuse, Hardware-Software Co-Design, SoC-Architekturen, Echtzeit-Betriebssysteme, Prozessorarchitekturen, Speichertypen und Speicherhierachie, On-Chip- und Off-Chip-Bussysteme, Test und Debug-Methoden.
In dem Projekt werden die Vorlesungsinhalte in Gruppen von 3 - 4 Personen praktisch angewendet. Dabei wird der Umgang mit Tools für den Entwurf von komplexen digitalen Schaltungen im Rahmen eines umfangreichen Design-Flows mit Hardware-Software-Codesign erlernt. Eine FPGA-Prototypenplattform kommt dabei zum Einsatz. In der Einführungsphase wird eine Reihe von Übungsblättern bearbeitet. Im Anschluss daran wird eine selbstdefinierte Projektidee auf Basis des Beispielsystems umgesetzt.
Zugehörige Lehrveranstaltungen
MMIC4U Class (Integrierte LV)
MMIC4U Project (Projekt)
Modulzugehörigkeit
MMIC4U Microwave Chip Project
Lernergebnisse
Die Studierenden beherrschen die wesentlichen Konzepte und insbesondere Tools, die für die integrierten‚ RF Schaltungen angewandt werden. Sie verfügen im Rahmen eines praktisch orientierten Ausbildungsteils über die Fähigkeit selbständig Grundschaltungen zu entwerfen, zu simulieren und das Layout zu erarbeiten und experimentell im Labor zu testen.
Lehrinhalte
Durch zunehmende Chip-Integration insbesondere in der Kommunikationstechnik ist ein grundlegendes und designorientiertes Verständnis integrierter Hoch- und Höchstfrequenzschaltungssysteme zunehmend wichtig. So sind moderne Empfänger-und Sendermodule immer häufiger im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich anzutreffen. Hierfür wird klassisches Transistor (MOS, Bipolar)-Schaltungsdesign und Hochfrequenzdesign zusammen verknüpft und mit Hilfe neuester Designsoftware und Technologien auf Industriestandard angewandt. Neben der Analyse steht dabei insbesondere die Synthese, d.h. die Implementierung, von Hochfrequenz-Verstärkern (Low-Nosie Amplifier, Power Amplifier) vermittelt. Dabei meint Synthese insbesondere auch den Design Flow für die Optimierung und Validierung der Schaltungsdesigns, inklusive des Layouts und Post-Layout Verifikationsmethoden, um die entworfenen Schaltungen schließlich bei einer Halbleiter-Fab in Produktion zu geben.
MMIC4U (Microwave Monolithic Integrated Circuit for YOU): Zusammen mit dem IHP Leibniz-Institut, sind die beiden Veranstaltungen so organisiert, dass die Chipdesigns zwischen den beiden Semestern gefertigt werden. D.h. jede Gruppe hat von dem fertiggestellten Chipdesign aus dem ersten Semester zu Beginn des zweiten Semesters einen tatsächlich gefertigten Chip zur Verfügung. Der Fokus der zweiten Veranstaltung ist unter Anleitung experimentelle Auswertungen durchzuführen. In einer natürlichen Laborumgebung können grundlegende Analyseverfahren erlernt und am eigenen Chip praktiziert werden. Die Studierenden durchlaufen somit einen kompletten Entwurfs-, Produktions, und Charakterisierungszyklus.
Zugehörige Lehrveranstaltungen
High Frequency Data Converters (Vorlesung)
High Frequency Data Converters (Praktikum)
Modulzugehörigkeit
High-Frequency Data Converter Techniques
Lernergebnisse
Der kontinuierliche Fortschritt im Bereich der integrierten nanoelektronischen Schaltungen und Systemen erlaubt es, immer komplexere Funktionalität mit stetig steigenden Arbeitsgeschwindigkeiten in einem Systems-on-Chip Ansatz zu integrieren.
Das Modul „High-Frequency Data Converter Techniques“ greift diese technologische Entwicklung auf und befasst sich dem Architektur, Design und der Arbeitsweise von hochfrequenten hochgenauen Analog-Digital Umsetzer (ADCs), Digital-Analog Umsetzer (DACs), Phase-Locked Loops (PLLS) usw. die für Anwendungsfelder wie Wireless-Infrastruktur Anwendungen (z.B. LTE), Transceiver Systeme für elektro-optische Anwendungen (z.B. Silicon Photonics), verlustleistungsarme Sensorsysteme für biomedizinische Anwendungen (z.B. Nervenstimulation) oder Themen aus der Automobilelektronik oder Internet-of-Things (IoT) grundlegend sind.
Lehrinhalte
In diesem Kurs werden die folgenden Themen vermittelt:
1. High-Speed Transceiver-Architekturen, Wireline Receiver und Transmitter, Equalizer
2. Nyquist-rate ADCs, Oversampling ADCs, SAR ADCs, Slope ADCs sowie deren Vor- und Nachteile,
3. SC Technik, Track-&-Hold Architecturen, Noise Folding, Komparatoren
4. Nyquist-rate DAC, oversampling DACs, current-steering vs voltage-mode sowie deren Vor- und Nachteile
5. Programmiere Amplifier (PGA / VGA), Anti-Aliasing Filter
6. Z-Transformation, diskrete Fast-Fourier Transformation, Auflösung, Linearität
7. Layout