Professeur

Nom

Disponibilité

Local

Normand Bélanger

Sur Rendez-Vous

M-5107

José Philippe Tremblay

M-5307

Laboratoire : local L-5904

Équipements utilisés : Stations Linux

Logiciels utilisés : Cadence, Spectre, Synopsys

BUT DU COURS

Le but du cours est d'introduire les étudiants en génie électrique (orientations informatique et électrique) et en génie informatique à la conception de circuits numériques intégrés à très grande échelle. En plus de démystifier la boîte noire qu'est le circuit intégré, ce cours donne une vue d'ensemble des principaux aspects du processus de conception et d'intégration d'un circuit dédié à un système.

L'objectif est de donner une vue verticale des différents niveaux d'abstraction. Il ne s'agit donc pas de former des experts à un niveau d'abstraction, mais de fournir les connaissances de base nécessaires pour apprécier les concepts et compromis élémentaires à chacun des niveaux, en partant du procédé pour aller jusqu'au système.

Ce cours est précédé du cours Systèmes Logique II (ELE4301) et suivi du cours de Prototypage Rapide de Systèmes Numériques (ELE4307) ainsi que de plusieurs cours de cycles supérieurs qui approfondissent divers sujets pertinents afin de réaliser des circuits intégrés numériques ou analogiques.

OBJECTIFS GÉNÉRAUX D'APPRENTISSAGE

À la fin du cours l'étudiant :

	connaîtra les étapes d'une technologie de fabrication CMOS et ses règles de conception;
	pourra concevoir des circuits logiques simples en utilisant la technologie CMOS;
	connaîtra les notions de base se rapportant aux architectures intégrées;
	connaîtra plusieurs limites pratiques des technologies d'intégration;
	pourra utiliser une collection d'outils de conception assistée par ordinateur permettant de : réaliser le dessin des masques de cellules simples; vérifier le respect des règles de dessin; extraire le circuit à partir du dessin des masques; simuler la réponse temporelle avec un simulateur de circuit; simuler la réponse temporelle avec un simulateur logique; concevoir un circuit logique à l'aide du langage VHDL; synthétiser une description VHDL comportementale; utiliser un logiciel de placement et routage automatique pour créer une mégacellule constituée de cellules normalisées.
	aura appris à déterminer la pertinence de réaliser un circuit intégré;
	connaîtra les critères de sélection d'une méthode de conception;
	connaîtra les concepts de base de la conception pour la testabilité.

MÉTHODES D'ÉVALUATION

Quiz (50 minutes)

Jeudi 8 octobre

20 %

Laboratoire 1

Lundi 5 octobre  (avant minuit)

8 %

Laboratoire 2

Lundi 9 novembre (avant minuit)

14 %

Projet

Lundi 7 décembre (avant minuit)

18 %

Examen Final

à déterminer

40%

CRITÈRES D'ÉVALUATION AU LABORATOIRE

	capacité d'appliquer en pratique la matière vue en cours;
	clarté des rapports qui doivent décrire de façon concise les résultats atteints;
	capacité d'utiliser intelligemment les outils CAO;
	questions reliées à la préparation des laboratoires.

DISPONIBILITÉ DU LABORATOIRE

Les modalités d'utilisation du laboratoire sont les suivantes. Chaque étudiant est tenu de venir au laboratoire aux périodes prévues à l'horaire pour profiter des conseils des répétiteurs expérimentés dans l'emploi des outils. Vous devriez chercher à faire le maximum pendant les périodes normales.

PLAN DE COURS

Semaine

Cours

Laboratoire

Évaluation

1

Introduction à la conception de circuits intégrés

 Synopsys 1-1

2

VHDL et synthèse

3

Le transistor MOS

 Synopsys 1-2

4

Procédés de fabrication

 Synopsys 2-1

5

 Synopsys 2-2

6

Structures Logiques CMOS

 Cadence 1-1

 Quiz 

 Rapport Laboratoire 1

7

Circuits séquentiels

 Cadence 1-2

8

 Cadence 2-1

9

PLA

 Cadence 2-2

10

Méthodes de conception

 Projet

 Rapport Laboratoire 2

11

Méthodes de conception

 Projet

12

 Projet

13

Vérification

 Projet

 Examen final

 Rapport projet

MANUELS

Obligatoires

1) "Conception et vérification des circuits VLSI", Éditions de l'École Polytechnique de Montréal, Yvon Savaria, 1988.

2) Documents pour les cours  ELE4304 voir sur http://www.cours.polymtl.ca/ele4304/

3) Manuel d'exercice, Cours de VLSI, , Y. Savaria, A. Belhaouane, N. Bélanger et A. Boubguira,  voir sur http://www.cours.polymtl.ca/ele4304/

4) "The VHDL Cookbook", Peter J. Ashenden, 1990

5) Méthodologie de Design Reuse, Ludovic Loiseau, http://www.cours.polymtl.ca/ele4304/references/design_reuse.pdf

Références utilisées

6) Application Specific Integrated Circuits, Smith M.J.S., Addison Wesley 1997

7) A Designer's Guide to VHDL Synthesis, Ott D.E., Wilderotter, T.J., Kluwer Academic Publishers, 1994.

8) Reuse Methodology Manual for System-on-Chip Designs, M.Keating et P. Bricaud, Kluwer Academic Publishers 1999.

9) VHDL, Coding Styles and Methodologies, an In-Depth Tutorial, 2^nd Edition, Cohen, B. Kluwer, 1999

10) Surviving the SOC Revolution, L. Chang, L.Cooke, M.Hunt, G. Martin, A., McNelly, L.Todd, Kluwer Academic Publishers, 1999.

Quelques bons titres

11) Logic Synthesis Using Synopsis, P. Kurup, T. Abbasi, Kluwer 1995 11) Introduction to VLSI Systems, Mead & Conway, Addison Wesleyá 1980.

12) Introduction aux Systˆmes VLSI, Mead & Conway, Inter Edition 1983.

13) Principle of CMOS VLSI design. A Systems Perspective. N.H.E. Weste, second edition, Kamram Eshraghian. Addison Wesley 1993.

Yvon Savaria

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