Návrh a testovanie integrovaných obvod ov

1. Návrh a testovanieintegrovanýchobvodov Ústav informatiky

2. Návrh a testovanie integrovanýchobvodov • Vyskúšaš aj TY??????????? • Môžeš to študovať aj na Slovensku. • Zamestnať sa môžeš aj v Českej republike a veľmi dobre v zahraničí • .....a vyskúšať si to môžeš unás. Ústav informatiky

3. Mikroelektronika • návrh integrovaných obvodov • technológia výroby integrovaných obvodov /IO/ • testovanie integrovaných obvodov. • mikrosenzory • … materiály pre výrobu IO • …… Ďalej sú len základné informácie o návrhu a testovaní integrovaných obvodov. Ústav informatiky

4. Návrh integrovaných obvodov • Výsledok Tvojej práce To je pod tým pozláteným viečkom Ústav informatiky

5. Návrh integrovaných obvodov integrovaný obvod-obsahuje rádovo milióny tranzistorov Kremíkový plátok obsahuje rádovo stovky integrovaných obvodov tranzistor Ústav informatiky

6. Logické hradlá A matematicky sa popisuje to, čo robia logické hradla takto: vstup1 výstup Výstup=vstup’ /opačná hodnota na výstupe/ vstup1 výstup Výstup=vstup1.vstup2 /súčin/ vstup2 vstup1 vstup2 výstup Výstup=vstup1+vstup2 /súčet/ vstup1 výstup Výstup=(vstup1.vstup/´ /negovaný súčin/ vstup2 vstup1 Všetky hradlá sú zložené z tranzistorov, hradlo invertor je zložené z tranzistorov takto: výstup Výstup=(vstup1+vstup2/´ /negovanýsúčet/ vstup2 vstup1 Výstup=vstup+vstup /súčet modulo 2/ vstup2 výstup Na tejto strane je výstupný signál Na tejto strane vstupujú signály V logických hradlách sa s nimi niečo stane Ústav informatiky

7. Tabuľka opisu správania sa logických hradiel Vstupné hodnoty: 0 – nízka hodnota 1 – vysoká hodnota Matematický popis správania Výstupné hodnoty na logických hradlách Používané značky pre logické hradlá Ústav informatiky

8. Postup pri Tvojej práci Analýza požiadaviek Napíšeš algoritmus /program/ ako by to malo pracovať. Špecifikácia požiadaviek Algoritmus prevedieš na logické hradlá, /niekedy to robíš automatom, niekedy nie/. Návrh Konzultuješ so zadávateľom prípadné zmeny. Verifikácia Syntéza Overíš či si to správne navrhol /počítačom/- niečo ako debuggovanie. Implementácia Implementácia Prevádza sa to na grafické obrazce pre niektorú továreň – Intel... robí sa to dnes väčšinou automaticky /počítačom/. Testovanie Overíš, či to bolo správne vyrobené. Či v továrni neurobili chybu. Ústav informatiky

9. Start A=0 or B=0 A=0 B=0 A>=B A=A-B End Swap [A,B] Postup pri návrhu integrovaného obvodu Algoritmus process variable A,B Swap: integer range 0 to 255;begin A:=A_in; B:=B_in; if {A/=0 and B/=0} then while {B /= 0} loop A:=A-B; end loop; Swap:=A; A:=B; B:=Swap; end loop; else A:=0; end if; Y<=A;end process; V grafickej forme /flowchart/ Ako text Prevod na logické hradlá Load Y{7:0} A{7:0} Reset B{7:0} - Done Implementácia Prevod na grafické obrazce - výroba kremíkového plátku Clock

10. Testovanie integrovaného obvodu • Dnes obrovský problém! • Treba zistiť, či každý z niekoľkých desiatok miliónov tranzistorov pracuje správne, či každý z niekoľko desiatok miliónov spojov nie je prerušený.... • Integrované obvody sa už používajú v leteckej technike, v zdravotníctve ...Následky chyby v riadení nejakého procesu sú tu katastrofálne. • Ak chcete testovať, musíte mať hlavne znalosti z elektroniky, matematiky, technológie, programovania – je to interdisciplinárny obor. • Je to veľmi žiadaná a dobre platená odbornosť u spoločností, ktoré sa zaoberajú elektronikou. Ústav informatiky

11. Pracovisko testovania Ústav informatiky

12. Doska plošných spojov Integrované obvody ako časti väčšieho systému integrované obvody doska plošného spoja Zlaté pásiky sú spoje medzi vstupmi /výstupmi/ jednotlivých integrovaných obvodov Tie svetlé plôšky sú vstupy /výstupy/ integrovaného obvodu

13. Typ Počet tranzistorov Typická aplikácia 1-100 100-1000 1000-100,000 100,000-500,000 >500,000 Logické hradlá .. Registre, filtre ...... 8-bitový mikroprocesor.... 32-bitový mikroprocesor .. 64-bitový mikroprocesor..... SSI MSI LSI VLSI ULSI História mikroelektroniky • V roku1948, William Shockley v laboratóriách Bell vyrobil tranzistor . • Do roku 1960 niekoľko tranzistorov bolo umiestnených na kremíkovom plátku. • Tieto typy obvodov boli označené ako obvody malej integrácie (SSI). • Do roku 1966 desiatky až stovky tranzistorov na kremíkovom plátku – obvody strednej integrácie (MSI). • Obvody veľkej integrácie (LSI. • Do roku 1975viac ako 100,000 tranzistorovbolo umiestnených na kremíkovom plátku- obvody veľmi veľkej integrácie (VLSI). • Obvody ultravysokej integrácie (ULSI) . Ústav informatiky

14. Budúcnosť mikroelektroniky • Mikroelektronika • Nanoelektronika • Molekulárna elektronika • Kvantová elektronika • Bioelektronika • ????????? Ústav informatiky

15. Odbory blízke mikroelektronike • Mikrolektronika • Biomedicínské a ekologické inžinierstvo • Telekomunikačná a informačná technika • Elektronika a rádiová komunikácia • Kybernetika, automatizácia a meranie • ???? Ústav informatiky

16. Podniky blízke mikroelektronike ON Semiconductor (Piešťany) Motorola (Rožnov p. Radhoštěm) FEI Czech Republic (Brno) AVX (Lanškroun) ON Semiconductor (Rožnov p. Radhoštěm) National Semiconductor ???????

17. Uplatnenie v praxi • návrh IO a topólogie: ON Semiconductor, CEDO, AMI Semiconductor, National Semiconductor, Silicon Valley USA, Motorola, • vývoj elektroniky a aplikácíí IO:Siemens s.r.o, Softhard, FEI Company, Motorola, Application Lab, • technológia elektrotechnickej a elektronickej výroby: AVX, Epcos, Celestica, TESLA Sezam, Terrosil, • vývoj softwéru pre mikroelektroniku: IBM, návrhárské firmy, • diagnostika, testovanie : Polybus, • informačné, komunikačné, riadiace a biomedicínské aplikácie: Ústav informatiky