Microsoft PowerPoint - 01 PEK EMT Uvod (2013).ppt [Compatibility Mode]

Транскрипт

1 Projektovanje elektronskih kola Prof. o.dr Predrag Petković, dr Miljana Milić Katedra za elektroniku Elektronski fakultet Niš Projektovanje elektronskih kola Literatura: V. Litovski Projektovanje j elektronskih kola Simulacija Optimizacija Testiranje Fizičko projektovanje j П. Петковић, Пројектовање CMOS интегрисаних кола са мешовитим сигналима, Уводно поглавље,, Електронски факултет Projektovanje elektronskih kola Dodatna literatura: П. Петковић, М. Андрејевић Стошовић, М. Милић, Д. Мирковић, Практикум лабораторијских вежби из предмета Пројектовање електронских кола и Пројектовање дигиталних електронских кола, Поглавље Пројектовање електонских кола, Projektovanje elektronskih kola Kolokvijumi: Spice 30% 26 mart Nalepnice 30% 24 april Optimizacija 40% 4 maj Prisustvo 5% Projekat (ispit): Zadatak 4.05 Odbrana Optimizacija 50% ocene 04 Juni 50% ocene

2 Projektovanje elektronskih kola. Osnovni pojmovi Sadržaj: I. Uvod - osnovni pojmovi II. Analiza el. kola primenom računara III. Optimizacija i ij el. kola IV. Logička simulacija.2 Faze projektovanja.3 Projektovanje u užem smislu.4 Aspekti projektovanja.5 Stilovi projektovanja.6 Izbor stila projektovanja Kako se opisuje projekat? Projektovanje (el. kola) podrazumeva skup aktivnosti koje od opisa željene funkcije kola dovode do realizacije prototipa. Rezultat ove aktivnosti jeste potpuna dokumentacijom neophodna da bi kolo ušlo u redovnu proizvodnju Šta je mobilni telefon? To je sprava koja omogućava bežični telefonski razgovor i prenos poruka u digitalnom obliku

3 Kako se opisuje projekat? Šta je mobilni telefon? To je sprava koja ima integrisani mikrofon, ADC, pojačavač, č č primopredajnik, DAC, antenu Small Signal RF Power RF Power Management Analog Baseband Digital Baseband (DSP + MCU) Kako se opisuje projekat? Šta je mobilni telefon? To je sprava od plastike, dimenzija 0x5x2.5 cm sa LCD ekranom i tastaturom od 8 tastera Kako se opisuje projekat? DOMENI opisa projekta. Funkcijonalni iopis Šta kolo/sistem radi (opis ponašanja) 2. Strukturni opis Čime se ostvaruje 3. Fizički opis Kako izgleda Kako se opisuje projekat? NIVOI opisa projekta Zavise od toga ŠTA opisujemo Digitalni sistem (PC ili digitalno kolo). Sistemski 2. Algoritamski 3. RTL + 4. Logički 5. Električni G S D n+ n+ SISTEM MODUL GEJT KOLO KOMPONENTA

4 Ravan projektovanja između ose domena i ose nivoa (apstrakcije) Ravan projektovanja između ose domena i ose nivoa (apstrakcije) dome en Funkcionalni (ponašanje) Funkcionalni (ponašanje) Strukturni Strukturni Fizicki Sistemski (sistem) Algoritamski (modul) RTL (registri) Logicki (gejt) Elektricni (kolo) nivo apstrakcije Fizicki nivo apstrakcije Dodavanjem ose aplikacije, ravan prerasta u prostor projektovanja domen Funkcionalni (ponašanje) Strukturni Fizicki Projekat t3 (mobilni telefon) Projekat 2 (PC) Projekat (sat) Sistemski (sistem) Algoritamski (modul) RTL (registri) aplikacija Logicki (gejt) Elektricni (kolo) nivo apstrakcije

5 dome n Projektovanje predstavlja kretanje kroz projektni poje poso prostor Prelazak iz opisa ponašanja u strukturni opis predstavlja strukturno projektovanje Prelazak iz strukturnog u fizički je fizičko projektovanje Funkcionalni (ponašanje) Strukturni Fizicki l Algoritamski (modu) Sistemski (si stem) RTL ( registri) Logicki (gejt) E lektricn i (kolo) nivo apstrakcije dome n Funkcionalni (ponašanje) Opis ponašanja Strukturni opis Strukturni Fizicki l Algoritamski (modu) Sistemski (si stem) RTL ( registri) Logicki (gejt) E lektricn i (kolo) nivo apstrakcije Geometrijski opis

6 . 2 Faze projektovanja. 3 Projektovanje u užem smislu Uno enje zahteva š Projektovanje Izrada prototipa Kvalifikacija za proizvodnju Pro jekto va nje logicke i elektricne šem e Fizic ko projektovanje j Sinte za Verifikac ija Sinteza Verifikac ija Aspekti projektovanja.4. Aspekti projektovanja. 2. Sistemski aspekt projektovanja 3. Aspekt testiranja 4. Ekonomski i pravni aspekt 5. Ekološki aspekt projektovanja Tehnološki Mora se voditi računa o sudbini projekta i kada dođe do promene tehnologije. Idealno bi bilo da projektovanje ne zavisi od tehnologije u kojoj će se kolo proizvesti. Nije moguća potpuna nezavisnost

7 .4. Aspekti projektovanja Tehnološki 250 Minimalna dimenzija [ nm] Prvi tranzistor Bell Labs, 948 Walter Houser Brattain, John Bardeen, William Bradford Shockley Nobelova nagrada za fiziku The integrated circuit was first conceived by a radar scientist, Geoffrey W.A. Dummer (born 909), working for the Royal Radar Establishment of the British Ministry of Defence, and published in Washington, D.C. on May 7, 952. Dummer unsuccessfully attempted to build such a circuit in 956. Prvo integrisano kolo Texas Instruments, 959, February 6 Jack Kilby.5625 x mm ½ Nobelova nagrada za fiziku

8 Intel 4004 Micro-Processor Intel Pentium (IV) microprocessor Murov zakon (965) Broj tranzistora na čipu udvostručava se svakih 8-24 meseci transistors MHz operation o LOG 2 OF THE NUM MBER OF COMPONENT TS PER INTEGR RATED FUNCTIO ON Electronics, April 9, istora x roj tranz Br Murov zakon primenjen na mikroprocesore Porast 2X za.96 godina! 0 P6 Pentium proc Broj tranzistora t i u vodećim mikroprocesorima udvostručava se na svake 2 godine Godina (W) P P6 Pentium proc Godina Snaga i dalje raste

9 Intel Pentium processor Extreme Edition die (W/cm2 Gustina snage 0000 )Raketni Motor 000 Nuclearni Reaktor Ringla P6 Pentium proc Godina Gustina snage je velika i čip se greje Procesori sa dva jezgra (od aprila 2005.) Intel Pentium processor Extreme Edition die AMD Athlon 64 X2 Dual-Core Processor for Desktop Sistemski aspekt projektovanja Sistemski aspekt projektovanja Sistemski aspekt projektovanja Aspekt testiranja Ekonomski i pravni aspekt Ekološki aspekt projektovanja

10 Sistemski aspekt projektovanja Aspekt testiranja Poređenje sa razvojem avio industrije Prvi let braća Rajt obavila su 903. Prvi putnički avion na mlazni pogon 959. ~000km/h brzina 48km/h Danas, posle 50 godina, avioni lete istom brzinom Sistemski aspekt projektovanja Aspekt testiranja Ekonomski i pravni aspekt Ekološki aspekt projektovanja Aspekt testiranja Odgovor na pitanje da li su zadovoljeni projektni zahtevi - ne unosi novu vrednost ali košta 00 0 Troškovi testiranja po dfkt defektu je nata testiranj komponen je testiranj ploca je a testiranj sistema Pravilo 0x Aspekt testiranja Tokomm projektovanja j voditi računa kako će se kolo testirati u različitim fazama proizvodnje. Troškovi testiranja po defektu Cilj: 00 Omogućiti testiranje, ti 0 testiranje omponenata ko testiranje ploca testiranje sistema Olakšati testiranje Ubrzati testiranje Po najmanjoj ceni

11 Ekonomski aspekt j Sistemski aspekt projektovanja Aspekt testiranja Ekonomski i pravni aspekt Ekološki aspekt projektovanja Ekonomski aspekt Tržište mobilnih telefona (Broj prodatih) Godina Količina 48M 86M 62M 260M 435M Godina 20 Količina 200M (podaci iz Texas Instruments) Small Signal RF Power RF Power Management Analog Baseband Digital Baseband (DSP + MCU) Ekonomski aspekt Ekonomski aspekt Zadatak svih fabrika na svetu je da proizvode samo jedan artikal

12 Ekonomski aspekt Fiksni troškovi Vreme i cena projektovanja j Cena izrade maske Ostali fiksni troškovi (zakupnina prostora,...) Proporcionalni troškovi Cena urošenog materijala (silicijuma), ij pakovanja (kućišta), testiranja Proporcionalni iveličini iserije Proporcionalni površini čipa Ekonomski aspekt Na porast fiksnih troškova utiče rast troškova projektovanja: Projektanti su skupi i postaju skuplji obrazovanje uslovi rada uslovi života Investicije u novi hardver Investicije u novu softver ($00 000) Pravni aspekt Pravni aspekt IP - Intelektualna l svojina prava vezana za IP proističu iz zaštite: Patenta Dizajna Žiga Autorskih prava Topografija integrisanog kola (0 godina) Geografska oznaka porekla Predmet zaštite: Hardver Patent Softver Autorsko pravo nad kopijom književnog dela Baza podataka Posebno pravo na organizaciju i sadržaj baze Integrisano kolo Zaštita lejauta, imena,... Kako stimulisati inventivnost? Kako zaštititi IP na složeni el. sistem?

13 Standardi di Pravni aspekt Dokumenti koji sadrže usaglašena pravila, uputstva ili karakteristike kt tik koje se odnose na aktivnosti (proizvodnja i upravljanje) i njihove rezultate (gotova roba). Uređuju i obezbeđuju kompatibilnost proizvoda različitih proizvodjača. Njihovo poštovanje predstavlja preduslov za kvalitet proizvoda. Šta treba da znamo? I. Uvod: Šta smo naučili? Elementarno (za potpis) Šta je projektovanje elektronskih kola? Osnovna (za 6). Domeni opisa projekta 2. Aspekti projektovanja I. Uvod: Šta smo naučili? Šta treba da znamo? Ispitna pitanja a) Nivoi i projektovanja j b) Faze projektovanja c) Projektovanje u užem smislu d) e) Aspekt testiranja f) Ekonomski aspekt projektovanja Sadržaj: I. Uvod Sledećenedelje ć dlj I. Osnovni pojmovi (nastavak) Standardi Ekološki aspekt projektovanja Stilovi projektovanja II. Analiza el. kola primenom računara III. Optimizacija el. kola IV. Logička simulacija