Katedra Mikroelektroniki i Technik...

56
ul. Wólczańska 221/223, budynek B18 www.dmcs.p.lodz.pl Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Specjalności studiów na kierunku Elektronika i telekomunikacja rok akademicki 2009/2010

Transcript of Katedra Mikroelektroniki i Technik...

ul. Wólczańska 221/223, budynek B18www.dmcs.p.lodz.pl

Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Specjalności studiówna kierunku Elektronika i telekomunikacja

rok akademicki 2009/2010

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 2

Pracownicy

3 profesorów 24 adiunktów 1 wykładowca 4 asystentów ponad 30 doktorantów

Kierownik Katedry:prof. dr hab. inż. Andrzej Napieralski

Spotkaliśmy się już z Państwem na zajęciach z przedmiotów: Metody numeryczne Przyrządy półprzewodnikowe mocy Komputerowe projektowanie układów elektronicznych Podstawy mikroelektroniki

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 3

Kierunki działalności naukowej

• Układyscalone VLSI

• Mikrostruktury krzemowe

• Systemy fotowoltaiczne

• Układy mikroprocesorowe i reprogramowalne

• Inżynieria oprogramowania

• Języki opisu sprzętu

• Modelowanie i symulacja

• Impulsowe układy przekształtnikowe

MIKROELEKTRONIKA

INFORMATYKA

ELEKTRONIKA PRZEMYSŁOWA

• Termika i termografia

• Technologie internetowe

• Systemy cyfrowe

• Komputery i sieci przemysłowe

• Analiza obrazów

• Systemybiometryczne

• Kompatybilność elektromagnetyczna

• Języki programowania• Technika i metody

pomiarowe

• Programowanie rozproszone

• Układy z przełączanymi pojemnościami

• Nowe materiałypółprzewodnikowe

• Oprogramowanie dlaurządzeń przenośnych

• Architektura komputerów

• Konstrukcja kompilatorów

• Sztuczna inteligencja

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 4

Programy badawcze

Projekty międzynarodowe CARE (6PR) – Coordinated Accelerator Research in Europe PERPLEXUS (6PR) – Pervasive Computing Framework

for Modeling Complex Virtually-Unbounded Systems EuCARD (7PR) – European Coordination for Accelerator

Research and Development 19 projektów zrealizowanych – programy UE, NATO i in.

Granty krajowe KBN/MNiI/MEiN/MNiSW 5 w trakcie realizacji 1 zatwierdzony 44 ukończone

Programy dla mikroelektroniki EuroChip, EuroPractice projektowanie i produkcja małych serii

układów scalonych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 5

CARE i EuCARD – ośrodek DESY

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 6

Detektor ZEUS w tunelu HERA

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 7

CARE – tematy badawcze Katedry

Oparty na FPGA podsystem dla układu niskopoziomowego sterowania akceleratora

Precyzyjny system strojenia wnęk rezonansowych oparty na elementach piezoelektrycznych i magnetostrykcyjnych

Maszyny stanowe do sterowania akceleratorów VUV-FEL, X-FEL i ILC

Wpływ promieniowania na elementy elektroniczne – programowe i sprzętowe metody minimalizacji

Rozproszona baza danych ustawień systemu

Detekcja fazy wiązki elektronów

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 8

Inne bieżące projekty naukowe

IrisStation – system precyzyjnej akwizycji obrazów oka w czasie rzeczywistym nowa, unikalna metoda

rozpoznawania osób na podstawie wzoru tęczówki

generacja kryptograficznego klucza biometrycznego

Wieloprocesorowy superkomputer do symulacji układów chemicznych (wspólnie z Katedrą Fizyki Molekularnej PŁ) 100×100 procesorów nowatorski algorytm badania złożonych układów

w rzeczywistej skali wielkości i czasu

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 9

Nagrody

IrisStation – precyzyjny system akwizycji obrazu oka do zastosowań biometrycznych Eureka! 2007 – złoty medal z wyróżnieniem

Kompilator języka C generujący programy odporne na awarie sprzętowe Eureka! 2007 – złoty medal

Wyróżnienia lokalne Prezydenta Miasta Łodzi (Łódzkie Eureka) Nagroda Gospodarcza Wojewody Łódzkiego

Wyróżnienia prac doktorskich dr inż. Dariusz Makowski – nagroda Ministra

Nauki i Szkolnictwa Wyższego, 2007 dr inż. Piotr Pietrzak – wyróżnienie

w konkursie ABB, 2008

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 10

Współpraca z przemysłem

Freescale Semiconductor Inc. (d. Motorola)Laboratorium pomiarów i symulacji termicznych

Kinectrics Inc. (d. Ontario Hydro Technologies)Analiza termiczna przewodów energetycznych

CFD Research CorporationOprogramowanie do symulacji wielopoziomowych

Tritem Microsystems GmbHProjekty komercyjnych układów scalonych dla Atmel Corporation

Philips Lighting Polska SAElektronika w nowoczesnych źródłach światła

ComarchInformatyczne systemy wspomagania decyzji

TelecaSystemy mikroprocesorowe

Symbian AcademyNauczanie – programowanie dla platform mobilnych

Przedsiębiorstwa lokalne:Elpol, Elkomtech, Partnertech, SochorElektronika, informatyka, termografia

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 11

Najważniejsi partnerzy zagraniczni

Deutsche Elektronen-Synchrotron / DESYHamburg, Niemcy

Universiteit GentGandawa, Belgia

Universitat Politècnica de CatalunyaBarcelona, Hiszpania

Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des SystèmesTuluza, Francja

Ecole Nationale Supérieure des TélécommunicationsParyż, Francja

Valtion teknillinen tutkimuskeskus / VTTEspoo, Finlandia

Natsional’nyi Universytet L’vivs’ka PolitekhnikaLwów, Ukraina

University of TorontoToronto, Kanada

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 12

Wyjazdy zagraniczne

Program Erasmus 13 uczelni w 7 krajach Średnio 15 wyjazdów

studenckich rocznie Realizacja prac dyplomowych

Ośrodek DESY w Hamburgu Udział w realizacji zadań

w międzynarodowych projektach naukowych

Prace dyplomowe

Wakacyjne praktyki wymienne Politechnika Lwowska –

corocznie 10 osób z każdej z uczelni

ToulouseBarcelona

GentBournemouth

Lappeenranta

Sevilla

Hasselt

Solothurn

Horsens

ParisNantes Львів

Hamburg

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 13

Czym dysponujemy 2 nowoczesne aule wykładowe, każda na 150 osób 3 nowoczesne sale wykładowe, każda na 50 osób 5 pracowni komputerowych (komputery klasy PC) pracownia projektowania układów scalonych wyposażona w 7

stacji roboczych Sun oraz silne jednostki obliczeniowe PC laboratorium układów programowalnych i systemów

mikroprocesorowych oraz sterowników i sieci przemysłowych laboratorium systemów wbudowanych laboratorium projektowania i konstrukcji układów

elektronicznych mocy stanowisko konstrukcyjne obwodów

drukowanych pracownia dyplomowa z frezarką do

płytek drukowanych 5 pracowni naukowych pracownia studenckich kół naukowych biblioteka naukowa

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 14

Nowa siedziba Katedry

Bud. B18 – ul. Wólczańska 221/223 3 424 m2 powierzchni

Adaptacja budynku jest współfinansowana z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego

2005

2006

2008

Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

Specjalność

Układy elektronikiprzemysłowej

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 16

prof. Andrzej Napieralski dr Tomasz Poźniak dr Sławomir Bek mgr Zbigniew Kulesza

dr Piotr Pietrzak dr Marek Kamiński mgr Łukasz Starzak mgr Konrad Przygoda

dr Witold Marańda dr Maciej Piotrowicz mgr Maciej Makowski mgr Bartosz Pękosławski

Osoby związane ze specjalnością

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 17

Zagadnienia – rynek wiedzy

Przyrządy dyskretne i układy scalone

Przekształtniki elektroniczne

Bloki sterowania – elektronika analogowa i systemy mikroprocesorowe

Akwizycja, transmisja i przetwarzanie danych

Projektowanie, konstrukcja i uruchamianie układów – narzędzia komputerowe

Sterowanie i nadzór nad procesami przemysłowymi

Kompatybilność elektromagnetyczna

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 18

Zastosowania – rynek pracy

Systemy przekształcania energii elektrycznej – zasilacze, baterie słoneczne, podtrzymanie zasilania…

Przemysł samochodowy Przemysł elektroenergetyczny

i elektromechaniczny – urządzenia produkcyjne, sprzęt AGD…

Napęd elektryczny – bramy, windy, tramwaje, samochody…

Oświetlenie i elektrotermia – wysoka sprawność i kompatybilność elektromagnetyczna

Linie produkcyjne w każdej gałęzi przemysłu

Laboratoria naukowe

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 19

Przyrządy półprzewodnikowe

Budowa i działanieBudowa i działanie Poprawne stosowaniePoprawne stosowanie

PomiaryPomiary Modelowanie zjawisk Modelowanie zjawisk

elektrycznych i cieplnychelektrycznych i cieplnychNowoczesne przyrządy

półprzewodnikowe mocy

E (–)

P Baza P

C (+)

N+ Em iter

N+

P

E G (+)

J1

J3

P+ P+

P+ Kolektor

N- Baza N

IPNP

IMOS J2

N Kanał + + + + + +

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 20

Układy scalone mocy

Układy sterowania i zasilania, sterowniki PWMUkłady sterowania i zasilania, sterowniki PWM Działanie obwodów monitorowania i zabezpieczeńDziałanie obwodów monitorowania i zabezpieczeń Metodologia analizy i projektowaniaMetodologia analizy i projektowania Realizacja praktycznych układów Realizacja praktycznych układów

hybrydowychhybrydowych

Układy smart power

Projektowanie układówsmart power

Zabezpie-czenie ESD

Czujnik napięcia

Logika sterująca

Źródło napięciowe

Zabezpieczenie przepięciowe

Zabezpieczenie bramki

Pompa ładunkowaPrzesuwnik poziomu

Czujnik temperatury

Zasilanie

Obciążenie

Sterowanie

Ograniczenie prądowe

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 21

Przekształtniki elektroniczne

Podstawowe Podstawowe topologietopologie

Techniki Techniki sterowaniasterowania

Zadanie

Pomiar

KorektorModulator

Sterownik

Zasilanie Odbiornikηdh

λ

Gvg

Rout

Projektowanie +Projektowanie +weryfikacja symulacyjnaweryfikacja symulacyjna

Prototypowanie + Prototypowanie + weryfikacja doświadczalnaweryfikacja doświadczalna

Układy impulsowe mocySterowanie przekształtników

elektronicznych

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,222,0

22,4

22,8

23,2

23,6

24,0

Uwe=10V Uwe=12V Uwe=14V

Obciążenie [A]

Nap

ięci

e w

yjśc

iow

e [V

]

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 22

Systemy sterowania

Systemy sterowania w elektronice przemysłowej

MikroprocesoryMikroprocesoryi mikrokontroleryi mikrokontrolery

Układy scaloneUkłady scalone(programowalne)(programowalne)

SterownikiSterownikiprzemysłoweprzemysłowe

SieciSieciprzemysłoweprzemysłowe

i pakiety SCADAi pakiety SCADA

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 23

Programowanie układów cyfrowych

Mikroprocesory i mikrokontrolery

AsembleryJęzyk C

Układy programowalne

VerilogVHDL

Sterowniki przemysłowe

IL, LDSTL, FDB, ST

Systemy sterowania w elektronice przemysłowej

Modelowanie i synteza układów scalonych

Kod źródłowyKod źródłowySymulacjaSymulacja

TestowanieTestowanie

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 24

Projektowanie i realizacja układów

MontażMontaż

ProjektProjekt

UruchomienieUruchomienieWprowadzenie do programów CAD

Programy CAD w praktyce inżynierskiej

Pracownia problemowa

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 25

Tegoroczne prace dyplomowe

Bezprzerwowy zasilacz komputera PC Wizualizacja procesów przemysłowych z

wykorzystaniem pakietów SCADA i Internetu System do monitoringu magistrali CAN Przetwornica impulsowa dla autonomicznego

systemu fotowoltaicznego Małogabarytowy przekształtnik napięcia

dla lampy elektroluminescencyjnej zasilanej z sieci 230 V projekt dla Regional Competence Centre firmy Philips Lighting

Zastosowanie piezoelektryków do pozyskania energii elektrycznej dla zasilania modułów pomiarowych krajowy grant badawczy

Impulsowy wzmacniacz mocy do sterowania piezoelektrycznych elementów wykonawczych część układu sterowania akceleratorem dla ośrodka fizyki cząstek elementarnych DESY w Hamburgu

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 26

Korzyści dla absolwenta

Znajomość współczesnych rozwiązań przekształtników elektronicznych działania i praktycznych zastosowań przyrządów

półprzewodnikowych i układów scalonych mocy języków programowania i opisu układów cyfrowych

Umiejętność programowania

mikrokontrolerów i sterowników przemysłowych

projektowania i konstrukcji układów od schematu do działającego urządzenia

korzystania ze sprzętu pomiarowego i narzędzi komputerowych

samodzielnego rozwiązywaniaproblemów inżynierskich

Specjalność

Systemy mikroprocesorowe

i układy programowalne

Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 28

oprogramowaniesprzęt

Obszar zagadnień

układyreprogramowalne

mikroprocesory

pamięci, układy peryferyjne

języki programowania

języki opisu sprzętu

mikrokontrolery

procesory PC

procesory sygnałowe

PAL

CPLD

FPGA

systemy operacyjne

niskiego poziomu

wysokiego poziomu

VHDL

Verilog

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 29

Systemy mikroprocesorowe – liczby

W 2004 roku wyprodukowano 6,8 miliarda mikrokontrolerów, prognozowany wzrost produkcji w latach 2004-2009 to 10,3%

Wartość rynku mikrokontrolerów rośnie w tempie 8% rocznie, mikrokontrolerów 32-bitowych – 16%

Wartość rynku mikrokontrolerów 8-bitowych w 2004 była o 66% większa niż 32-bitowych

W przeciętnym samochodzie jest około 50 mikrokontrolerów, między 2006 a 2010 wartość rynku mikrokontrolerów dla motoryzacji wzrośnie o 63% (do 9,5 miliarda dolarów)

Wartość rynku układów DSP dla telefonów komórkowych w 2011 osiągnie 12 miliardów dolarów

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 30

Systemy mikroprocesorowe

Zagadnienia: obsługa urządzeń

peryferyjnych komunikacja

sieciowa systemy czasu

rzeczywistego programowanie

nisko- i wysokopoziomowe

projektowanie systemów

Aplikacje: zbieranie

i przetwarzanie sygnałów

sterowanie systemy

urządzeń mobilnych - Symbian OS

urządzenia internetowe

elementy AI

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 31

Systemy mikroprocesorowe

Platformy sprzętowe: 8-bit (8051) 32-bit

(ARM 7 TDMI, Freescale 68331)

DSP (TI TMS-320C6713)

sterowniki przemysłowe (Siemens, PEP, Omron)

komputery PC

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 32

Systemy mikroprocesorowe

Platformy programowe: asemblery kompilatory: GCC dla C

i C++ (cross i natywne), Carbide.C++, MS Visual Studio .NET 2003, 2005, 2008

dedykowane środowiska uruchomieniowe i symulacyjne dla poszczególnych układów

systemy operacyjne: Linux, Symbian OS

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 33

Programowalne układy logiczne

Poznanie architektury i zasady działania różnych rodzajów układów programowalnych

Nauka projektowania własnych systemów opartych na układach programowalnych

Nauka języków HDL przeznaczonych do syntezy i modelowania układów cyfrowych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 34

Programowalne układy logiczne

Xilinx Xilinx XC4003EXC4003E

+ XC3020A+ XC3020A

Xilinx Xilinx Spartan Spartan 2S200E2S200E

Xilinx Virtex IIXilinx Virtex II

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 35

Prace magisterskie

Sprzętowy odbiornik internetowych stacji radiowych

System pozycjonowania pojazdu z użyciem kamery wizyjnej

Algorytmy wykrywania kształtów w analizie obrazów termograficznych

Przenośny system akwizycji obrazu z wykorzystaniem kart pamięci micro SD

Miniaturowy oscyloskop cyfrowy z zastosowaniem procesora ARM

Implementacja sztucznych sieci neuronowych w mikrokontrolerach o małej mocy obliczeniowej

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 36

Prace magisterskie

Zastosowanie procesorów ARM w aplikacjach wbudowanych

Stacja pogodowa z przesyłaniem danych za pomocą sieci GSM

Zastosowanie systemu GPS do określania pozycji pojazdu inspekcyjnego

System sterowania robotem sprzątającym

Kamera internetowa z dostępem przez sieć Ethernet

Jądro systemu rozpoznawania pisma Braille’a

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 37

Korzyści dla absolwenta

Umiejętności Dogłębna znajomość

systemów mikroprocesorowych, zarówno od strony konstrukcji sprzętu, jak i oprogramowania

Szeroki wachlarz poznanych platform sprzętowych i programowych

Znajomość i umiejętność korzystania z układów peryferyjnych

Umiejętność stosowania programowalnych układów logicznych, zarówno od strony sprzętowej, jak i programowej

Perspektywy zatrudnienia Każda firma rozwijająca

systemy akwizycji, transmisji, przetwarzania danych, sterowania, w tym firmy:

telekomunikacyjne elektroenergetyczne motoryzacyjne

Każda firma wykorzystująca te aplikacje

Możliwość kariery naukowej w kraju bądź za granicą

Specjalność

Układy i systemyscalone

Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 39

Układy i systemy scalone - oferta

Aktualna wiedza poparta praktyką

badawczą i doświadczeniem

komercyjnym prowadzących zajęcia

Laboratoria wyposażone w nowoczesny

sprzęt pomiarowy i badawczy

Dostęp do oprogramowania CAD-EDA

największych firm światowych

Współpraca z wiodącymi dostawcami

technologii, oprogramowania

i firmami projektowymi

Wymiana, współpraca i praktyka

w ramach projektów Unii Europejskiej

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 40

Najważniejsze zagadnienia

Technologia VLSI

Układy scalone analogowe cyfrowe mieszane

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 41

Najważniejsze zagadnienia

Języki HDL – opisu wysokiego poziomu

Programowalne układy logiczne

Mikrosystemy scalone

Modelowanie i symulacjazjawisk cieplnych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 42

Technologia VLSI

Organizacja cleanroom’u

Procesy technologiczne

Integracja procesów

Profile domieszkowania

Charakterystyki elektryczne

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 43

Analogowe układy scalone

Umiejętność projektowania schematu

i topografii układów analogowych

Znajomość ograniczeń wprowadzanych

przez proces technologiczny

Opanowanie strategii planowania umieszczania

modułów w scalonych układach analogowych

Umiejętność projektowania struktur scalonych

z uwzględnieniem ograniczeń ze strony

procesów technologicznych

Wprowadzenie do opisu zjawisk

elektromagnetycznych i termicznych

towarzyszących pracy struktur scalonych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 44

Cyfrowe układy scalone

Metody projektowania systemów

cyfrowych w układach scalonych

Synteza układów cyfrowych z opisu

w języku wysokiego poziomu

Automatyczna generacja masek

układów scalonych

Układy i struktury pomocnicze

w systemach scalonych

idea and specification coding and verification digital implementation fabrication

entity is port

inin

downto

alu (

ci : STD_LOGIC; a : STD_LOGIC_VECTOR(n-1

0);...

ALU

MU

X

REG

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 45

Analogowo-cyfrowe układy scalone

Poznanie pogranicza analogowego

i cyfrowego przetwarzania sygnałów

Przekazanie wiedzy umożliwiającej

efektywne projektowanie scalonych

systemów analogowo-cyfrowych

Nabycie umiejętności uwzględniania

i minimalizacji skutków ograniczeń

procesów technologicznych w procesie

projektowania układów mieszanych

Umiejętność płynnego posługiwania się

zaawansowanym profesjonalnym

oprogramowaniem projektanckim

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 46

-- 2nd order sigma-delta converter test filelibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.electrical_systems.all;

entity test_converter_2nd isgeneric(n : integer range 1 to 24 := 8); -- number of bits of the decimatorend;

architecture behav of test_converter_2nd isterminal test, in_main, in_dist, input, n1, n2a, n3a, n2b, n3b, convert : electrical; signal n4, n6, n7, n8 : std_logic; signal clk, rst, en : std_logic := '0'; signal d5, d6, d9, d10 : std_logic; signal d3, d4, output : std_logic_vector(n-1 downto 0); signal con : real;

beginvoltage_summer_inp : entity work.voltage_summer(behav) port map(in_main, in_dist, input); integrator_1 : entity work.integrator(behav) port map(n2a, n3a);integrator_2 : entity work.integrator(behav) port map(n2b, n3b);comparator : entity work.comparator(behav) port map(n3b, electrical_ref, n4);dff_mod : entity work.dff(behav) port map(n4, clk, n6, n7, n8);d2a : entity work.d2a(behav) port map(n8, n1);voltage_summer_1 : entity work.voltage_summer(behav) port map(input, n1, n2a);voltage_summer_2 : entity work.voltage_summer(behav) port map(n3a, n1, n2b);

counter_out : entity work.counter(behav) generic map(n) port map(clk, d6, n8, d3);counter_clk : entity work.counter(behav) generic map(n) port map(clk, rst, en, d4);reg : entity work.reg(behav) generic map(n) port map(d6, rst, d3, output);dff_dec : entity work.dff(behav) port map(d4(n-1), clk, rst, d5, d9);inv : entity work.inverter(behav) port map(d5, d10);and_gate : entity work.and_gate(behav) port map(d10, d4(n-1), d6);

clock : clk <= not clk after 500ns;reset : rst <= '1' after 50ns, '0' after 100ns;enable : en <= '0' after 25ns, '1' after 50ns;

Języki opisu sprzętu

VHDL Verilog

VHDL DESCRIPTION

state <= a when (enable=‘1’)

else state;

D Q

E NQ

a

enable

state

VHDL DESCRIPTION

state <= a when (enable=‘1’)

else ‘0’;

a

enablestate

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 47

Programowalne układy logiczne

Układy GAL/CPLD Układy FPGA Układy SoC (System-On-Chip)

µP Core

On-Chip Memory

Cell InterfaceConfig & Probing Analog Cells

Logic Cells

Config Memory

I/O I/O

Ana

log

I/O

Dig

ital

I/

O

To external memory To the next chip

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 48

Nowoczesne mikrosystemy scalone

Budowa mikrosystemów Zagadnienia dotyczące

projektowanych współcześnie

mikrosystemów scalonych

Budowa i działanie czujników

i sensorów półprzewodnikowych

Technologie

wytwarzania

mikrosystemów

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 49

Nowoczesne mikrosystemy scalone

Czujnik promieniowaniaCzujnik promieniowania

MikrozwierciadłaMikrozwierciadła

Matryca DLPMatryca DLP

CzujnikCzujnikprzyspieszeniaprzyspieszenia

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 50

Nowoczesne mikrosystemy scalone

1

MN

MX

MEMS Przetwornik termoelektryczny - 3D 27

43.78260.564

77.34794.129

110.911127.693

144.475161.257

178.04

ANSYS 11.0MAR 19 2009

NODAL SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1TEMP (AVG)RSYS=0SMN =27SMX =178.04

Modelowanie wielodomenowe mikrosystemów Modelowanie i symulacja układów MEMS

(ang. Micro-Electro-Mechanical Systems)

Wielodomenowe symulacje układów mikromaszynowych

z użyciem wiodących programów

jak ANSYS, Mentor Graphics

Prowadzanie licznych

analiz, takich jak rozkład

temperatury,odporności

układu na zakłócenia

elektromagnetyczne itp.

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 51

Modelowanie i symulacje termiczne

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 00

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

T i m e [ m s ]G

F v

alu

e [1

/m]

d i s t a n c e = 1 m m

d i s t a n c e = 2 m m

d i s t a n c e = 5 m m

d i s t a n c e = 1 0 m m

tTTgT v ∂

∂=∇∇++∇ λλα

λαα 2

powierzchniaadiabatyczna

strumieńcieplny

chłodzenie powierzchniaadiabatyczna

powierzchniaadiabatyczna

powierzchniaadiabatyczna

kontakty

Zjawiska cieplne w elektronice Opis matematyczny

Modele termiczne układów

Metody rozwiązywania: analityczne numeryczne

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 52

Laboratorium układów scalonych

Pracownia projektowania układów scalonych

z rezydującym w niej opiekunem specjalności

Laboratoria projektowe

Stacje firmy Sun Microsystems

Silne specjalizowane jednostki

obliczeniowe klasy PC

Monitory i wyświetlacze

o dużej przekątnej ekranu

Sprzęt i oprogramowanie do

testowania układów scalonych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 53

Laboratorium układów scalonych

Profesjonalne środowiska projektowe: CADENCE:

pakiet licencjonowanych narzędzi do projektowania i weryfikacji układów scalonych

Mentor Graphics: zestaw narzędzi projektanckich do

budowy układów scalonych na licencji MG Synopsys:

wybrane narzędzia symulacji układów scalonych

Oprogramowanie w wersjach dla systemów Solaris i Linux

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 54

Technologie produkcji układów ASIC

Dostęp do nowoczesnych technologii:

UMC - CMOS ATMEL – CMOS SoC AMS – CMOS, HV, SiGe, MEMS AMIS – CMOS, HV, Flash IHP – HBT, SiGe:C, RF

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 55

Korzyści dla absolwenta

Umiejętność projektowania: układów scalonych analogowych i cyfrowych układów programowalnych czujników i mikromaszyn

Znajomość wiodących przemysłowych środowisk projektowych

Możliwości zatrudnienia centra projektowe firm zachodnich

powstające w Europie Środkowej polskie firmy wdrażające układy

ASIC we własnych produktach ośrodki projektowe i technologiczne

w krajach Unii Europejskiej staże w nowoczesnych ośrodkach

badawczych i projektowych

27.05.2009 Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych – Specjalności studiów 56

Dziękujemy za uwagę

Informacje w Internecie:Informacje w Internecie:neo.dmcs.p.lodz.pl/specjalnoscineo.dmcs.p.lodz.pl/specjalnosci

Opiekunowie specjalności:Opiekunowie specjalności:

SMiUPSMiUP dr inż. Wojciech Tylmandr inż. Wojciech [email protected]@dmcs.p.lodz.pl

UEPUEP mgr inż. Zbigniew Kuleszamgr inż. Zbigniew [email protected]@dmcs.p.lodz.pl

UiSSUiSS dr inż. Adrian Romińskidr inż. Adrian Romiń[email protected]@dmcs.p.lodz.pl