集積回路工学特論

科目基礎情報

学校 大島商船高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 集積回路工学特論
科目番号 0057 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電子・情報システム工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 [教科書] 使用しない / [教材] オリジナル講義プリント
担当教員 山田 博

目的・到達目標

(1) デジタル回路の基本技術とシステムLSIの基本技術を評価的観点から説明できる。
(2) ファンクションブロックとインターフェースマクロについて評価的観点から説明できる。
(3) クロック関連マクロとメモリ関連マクロについて評価的観点から説明できる。
(4) LSIの統合設計と信頼性について評価的観点から説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1 デジタル回路技術とシステムLSI技術の問いかけの8割以上が説明できる。 デジタル回路技術とシステムLSI技術の問いかけの6割以上が説明できる。 デジタル回路技術とシステムLSI技術を問いかけの4割を越えて説明できない。
評価項目2ファンクションブロックとインターフェースマクロについて問いかけの8割以上が説明できる。ファンクションブロックとインターフェースマクロについて問いかけの6割以上が説明できる。ファンクションブロックとインターフェースマクロについて問いかけの4割を越えて説明できない。
評価項目3クロック関連マクロとメモリ関連マクロについて評価的観点から問いかけ8割以上が説明できる。クロック関連マクロとメモリ関連マクロについて問いかけの6割以上が説明できる。クロック関連マクロとメモリ関連マクロについて問いかけの4割を越えて説明できない。
評価項目4LSIの統合設計と信頼性について問かけの8割以上が説明できる。LSIの統合設計と信頼性について問いかけの6割以上が説明できる。LSIの統合設計と信頼性について問いかけの4割を越えて説明できない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE J(05) 説明 閉じる
本校 (1)-a 説明 閉じる
専攻科 (5)-b 説明 閉じる

教育方法等

概要:
この授業では、電子回路の集大成ともいうべきシステムLSIの設計を中心に学び、ロジックマクロやメモリマクロ、クロックマクロさらにインターフェースマクロなどを学習します。
授業の進め方と授業内容・方法:
講義では、毎回オリジナルの講義プリントを配ります。
注意点:
本科での先行履修として、電子機械工学科では電子工学およびディジタル回路を、情報工学科ではデジタル電子回路、デジタル・アナログ集積回路を受講しておくことが望ましい。
追記1:遠隔講義、遠隔演習をWebClassにて実施する場合があります。
追記2:定期テストをWebClassにて実施する場合があります。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス / デジタル回路とシステムLSI システムLSIの応用、内部構造、分類を説明できる。
2週 LSIを支える周辺技術 CMOSデバイス、超微細化、配線技術、スケール則、テクノロジーブースターを説明できる
3週 LSI設計の考え方と手法 LSI設計ツール、設計レベル、カスタムLSI、動作レベル設計、システムレベル設計を評価的観点から説明できる。
4週 ファンクションブロックとインターフェースマクロ IPマクロの分類と特徴、スタンダードセルの種類と配置技術を評価的観点から説明できる。
5週 クロック関連マクロ(1) PLL回路、位相比較回路、チャージポンプ回路、VCO回路、DLL回路、SMD回路を評価的観点から説明できる。
6週 クロック関連マクロ(2) シリアルインターフェースマクロ、CDR回路、USBインターフェースマクロを評価的観点から説明できる。
7週 メモリマクロ(1) SRAMマクロ、マルチポートSRAM、連想メモリCAMを評価的観点から説明できる。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 メモリマクロ(2) eDRAMマクロ、リフレッシュ動作、リダンダンシ回路を評価的観点から説明できる。
10週 メモリマクロ(3) フラッシュメモリ、FeRAMを評価的観点から説明できる。
11週 統合設計(1) システム設計、信号伝送の設計、電源系の設計、電磁放射を評価的観点から説明できる。
12週 設計手法と流れ 仕様定義、機能設計、機能検証、論理合成、タイミング検証、形式検証、フロアプラン、配置配線、サインオフ検証を評価的観点から説明できる。
13週 LSIの信頼性 機能保証、品質保証、信頼性保証、バスタブカーブ、初期故障率、偶発故障率、摩耗故障率を評価的観点から説明できる。
14週 SPICE、HDLによる設計、システムレベル設計 高速SPICE、システムアーキテクチャを評価的観点から説明できる。
15週 総括 システムLSIの今後の展望や課題を説明できる。
16週 前期末試験

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週

評価割合

試験レポート相互評価発表合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000