ΣΧΟΛΗ

Πολυτεχνική

ΤΜΗΜΑ

Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

Προπτυχιακό

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_ΓΚ809

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

8

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων ΙΙ

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διδασκαλία  

3 x 13 εβδ.

3

Εργαστηριακές ασκήσεις  

2 x 10 εβδ.

2

ΣΥΝΟΛΟ

5

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Επιστημονικής περιοχής και ανάπτυξης δεξιοτήτων

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Συστήνεται στους φοιτητές να έχουν ολοκληρώσει τα μαθήματα: Ψηφιακή Λογική, Ψηφιακά Κυκλώματα και Συστήματα, Μικροηλεκτρονικές Διατάξεις και Κυκλώματα, Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ι

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

Ελληνική ή Αγγλική, ανάλογα με το ακροατήριο

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

Ναι εφόσον υπάρχει ικανός αριθμός

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

https://eclass.upatras.gr/courses/EE891/

https://eclass.upatras.gr/courses/EE892/

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Οι βασικοί στόχοι του μαθήματος είναι:

·        H σχεδίαση των βασικών ακολουθιακών κυκλωμάτων (flip-flop, latches) σε τεχνολογίες VLSI, η κατανόηση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους και η χρήση τους σε πολύπλοκους σχεδιασμούς

·        Η κατανόηση του χρονισμού των ακολουθιακών κυκλωμάτων και των περιορισμών χρόνων συγκράτησης και αποκατάστασης καθώς επίσης και η κατανόηση του φαινομένου της μετασταθερότητας και της λειτουργίας και χρήσης κυκλωμάτων συγχρονισμού και διαιτησίας

·        H σχεδίαση υποσυστημάτων χειρισμού δεδομένων όπως προηγμένα κυκλώματα πρόσθεσης, αφαίρεσης, πολλαπλασιασμού, καθώς και κυκλώματα σύγκρισης, μέτρησης κωδικοποίησης/αποκωδικοποίησης κλπ.

·        H σχεδίαση μνημών (ROM, SRAM, DRAM, CAM) με τεχνικές VLSI και η κατανόηση της λειτουργίας τους

·        Η σε βάθος κατανόηση των διαφορετικών στρατηγικών/μεθοδολογιών για τη σχεδίαση VLSI συστημάτων

·        Η σχεδίαση κατάλληλων κυκλωμάτων για την αντιμετώπιση ειδικών ζητημάτων (λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης ισχύος, παραγωγή και διανομή ρολογιού, κυκλώματα εισόδου/εξόδου κλπ.)

·        Η απόκτηση σχεδιαστικής εμπειρίας μέσω της εργαστηριακής εκπαίδευσης στα παραπάνω θέματα.

Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής:

·        Θα έχει αποκτήσει εκτενή γνώση στη σχεδίαση και χρονισμό των ακολουθιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

·        Θα έχει αποκτήσει σε βάθος γνώση στη σχεδίαση μνημών και προηγμένων υποσυστημάτων χειρισμού δεδομένων

·        Θα έχει κατανοήσει τη λειτουργία διαφορετικών τύπων μνήμων και τους τρόπους υλοποίησης τους με τεχνολογία VLSI

·        Θα είναι σε θέση να επιλέγει μεταξύ διαφορετικών υλοποιήσεων ή να εφαρμόζει κατάλληλες τεχνικές για τη σχεδίαση υψηλής ταχύτητας και χαμηλής κατανάλωσης VLSI υποσυστημάτων

·        Θα έχει κατανοήσει σε βάθος τις διαφορετικές στρατηγικές σχεδιασμού συστημάτων ώστε να επιλέγει την καταλληλότερη ανάλογα με τις ανάγκες της εφαρμογής

·        Θα έχει αποκτήσει σχεδιαστική εμπειρία στα παραπάνω θέματα μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών, Λήψη αποφάσεων, Αυτόνομη εργασία, Ομαδική εργασία

·      Σχεδίαση Ακολουθιακών Κυκλωμάτων: Στατικά ακολουθιακά κυκλώματα, Σχεδίαση μανδαλωτών και flip-flops, Δυναμικά ακολουθιακά κυκλώματα, Συγχρονιστές , Διοχέτευση κύματος (wave pipelining).

·      Χρονισμός Ψηφιακών Κυκλωμάτων: Ταξινόμηση κυκλωμάτων ως προς το χρονισμό, Σύγχρονος σχεδιασμός, Αυτοχρονιζόμενα κυκλώματα, Διανομή ρολογιού.

·      Υποσυστήματα Χειρισμού Δεδομένων: Προσθετές/ αφαιρέτες, Ανιχνευτές «1»/«0», Συγκριτές, Μετρητές, Τελεστές Boolean λογικής, Κώδικες ανίχνευσης/διόρθωσης λαθών, Ολισθητές, Πολλαπλασιαστές, Αρχιτεκτονικές παράλληλου προθέματος.

·      Υποσυστήματα Μνημών και Δομές Τύπου Πίνακα: Στατική μνήμη τυχαίας προσπέλασης (SRAM), Δυναμική μνήμη τυχαίας προσπέλασης (DRAM), Μνήμη ανάγνωσης μόνο (ROM), Μνήμες σειριακής πρόσβασης, Μνήμες διεθυνσιοδοτούμενες από τα δεδομένα, Δομές προγραμματιζόμενης λογικής τύπου πίνακα .

·      Υποσυστήματα Ειδικού Σκοπού: Καταμερισμός ισχύος, Κυκλώματα ρολογιού & διανομή ρολογιού, Κυκλώματα Εισόδου/Εξόδου

·      Στρατηγικές Σχεδίασης Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων: Φυσικός (full custom) και παραλλαγές. Σχεδίαση με προσχεδιασμένα κύτταρα. Δομές τύπου πίνακα. Τεχνολογία FPGA. Σχεδιαστικές μεθοδολογίες και ροές σχεδιασμού.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Πρόσωπο με πρόσωπο

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Το μάθημα υποστηρίζεται από χώρο ηλεκτρονικής μάθησης στο eclass.upatras.gr μέσω του οποίου διαμοιράζεται το υλικό του μαθήματος όπως διαφάνειες των διαλέξεων, εκφωνήσεις των εργαστηριακών ασκήσεων, φροντιστηριακές ασκήσεις και επιπλέον εκπαιδευτικό υλικό. Επίσης, αναρτώνται οι ανακοινώσεις που αφορούν στη διεξαγωγή του διαλέξεων, των εργαστηρίων και των εξετάσεων και κάθε άλλη χρήσιμη πληροφορία.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Η ύλη του μαθήματος εξετάζεται με γραπτή εξέταση διάρκειας 3 ωρών στο τέλος του εξαμήνου. Στην εξέταση, καλείται ο φοιτητής να απαντήσει σε ερωτήματα θεωρίας και να λύσει ασκήσεις από την ύλη που διδάχτηκε. H βαθμολογία της τελικής εξέτασης είναι από 0 έως 10.

Στις εργαστηριακές ασκήσεις ο φοιτητής εξετάζεται σε τρία στάδια: α) κατά τη διάρκεια διεξαγωγής της εργ. άσκησης, β) μέσω των αναφορών των εβδομαδιαίων καθοδηγούμενων εργασιών (guided projects) βασισμένες στις εργ. ασκήσεις, τις οποίες επεξεργάζεται στο σπίτι (αφορούν σχεδιασμούς με κατάλληλο λογισμικό) και γ) με τελική εξέταση στο χώρο του εργαστηρίου, όπου εξετάζεται σε θέματα της ύλης των εργαστηριακών ασκήσεων που διδάχτηκε. Ο συνολικός βαθμός για το σκέλος των εργαστηριακών ασκήσεων προκύπτει ως εξής: Βαθμός εργαστηριακών ασκήσεων = (α) x 0,3 + (β) x 0,3 + (γ) x 0,4.

Ο βαθμός των εργαστηριακών ασκήσεων κυμαίνεται από 0 έως 10.

Ο τελικός βαθμός προκύπτει ως εξής: Τελικός βαθμός μαθήματος = (Βαθμός γραπτής εξέτασης) x 0,6+ (Βαθμός εργαστηριακών ασκήσεων) x 0,4

Απαραίτητη προϋπόθεση για την απόδοση τελικού βαθμό στο μάθημα είναι ο φοιτητής να έχει προβιβάσιμο βαθμό τόσο στη γραπτή εξέταση όσο και στις εργ. ασκήσεις.

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

-         “Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων CMOS VLSI”, N.H. West, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, Τέταρτη Έκδοση, 2010.

-         “Ψηφιακά Ολοκληρωμένα Κυκλώματα: Μια σχεδιαστική προσέγγιση“, J. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2006.