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Entwurf und Analyse von Schaltungen für hohe Datenraten (ENAS)5 ECTS
Modulverantwortliche/r: Klaus Helmreich Lehrende:
Klaus Helmreich
Startsemester: |
SS 2013 | Dauer: |
1 Semester |
Präsenzzeit: |
Std. | Eigenstudium: |
Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
Inhalt:
1. Grundlagen
Signalkenngrößen: Anstiegszeit und Bandbreite, Überschwingen, Jitter
Eigenschaften von Signalquellen und -senken: Quell-/Lastimpedanz, Nichtlinearität
Signale auf Leitungen: Verlustmechanismen, Frequenzabhängigkeit, Einfluß auf Signalform, Symbolinterferenz, Kopplung und Übersprechen
Leistungsversorgung: Verhalten unter dynamischen Lastschwankungen, Stabilisierungsbandbreite
2. Integrierte Schaltungen
Eingangs- / Ausgangseigenschaften von Gattern: Eingangskapazität, Anstiegszeitverhalten, Flankenform
Leitungen in integrierten Schaltungen: Geometrien und Parameter, Signalverformung durch Verluste, Laufzeitverhalten, Taktverteilung
Fehlermodelle bei hohen Datenraten: Laufzeitfehler, resistive Defekte, signalabhängige Fehler durch Koppeleffekte
Leistungsversorgung, interne Kapazität: dynamischer Strombedarf, Anforderung an externe Entkopplung
Aufbau- und Verbindungstechnik: Chipgehäuse, Bauformen, parasitäre Eigenschaften
Charakterisierungs- und Prüfverfahren: nichtinvasive und invasive Verfahren, Meßverfahren für Wafer/Gehäuse/Bauelement, Test in Entwurfsverifikation und Fertigung
Modellierung und Simulation des elektrischen Verhaltens: Schaltungs- und Verhaltensbeschreibung im Zeitbereich: SPICE, VHDL-AMS, IBIS
3. Schaltungen auf Leiterplatten
Materialien und Fertigungsprozess: Ausgangsmaterialien, physikalische und elektrische Eigenschaften, Einfluß von Ätz- und Laminiervorgang auf Material- und Leitungseigenschaften, Parameterhaltigkeit
Leitungsgestaltung und -dimensionierung: geeignete Leitungsbauformen und -geometrien, Topologie, Entwurfsregeln, typische Verluste und Auswirkung auf Signalform
Durchkontaktierungen: parasitäre Eigenschaften und deren quantitative Abschätzung, Entwurfsregeln, Einfluß auf Signale, Kompensationsmöglichkeiten durch geeignete Gestaltung
Leistungsversorgung: Entwurfsregeln, Stabilisierung und Entstörung
Lagenaufbau für Anwendungen hoher Datenrate: Signal-, Masse- und Versorgungslagen, Beschränkungen durch Fertigungsprozeß
Meßtechnik und -verfahren: Zeit- und Frequenzbereichsverfahren, Bestimmung von Leitungsparametern, Augendiagramm
Modellbildung: Zulässigkeit von Näherungen, Simulation von Leitungen mit frequenzabhängigen Verlusten im Zeitbereich, Versorgungs- und Massesystem, Simulationsunterstützung in Leiterplatten-Entwurfswerkzeugen
Signalintegrität und EMV: Koexistenz analoger und digitaler Funktionsgruppen, Gestaltung von Signalführung und Versorgungssystem
Weitere Informationen:
Schlüsselwörter: Leiterplatte Durchkontaktierung Aufbautechnik Verbindungstechnik Leistungsversorgung Charakterisierung Prüfverfahren Modellierung Chipgehäuse Simulation Meßtechnik Signalquelle Signalkenngröße Signalintegrität EMV Signal Leitung Datenrate
Studien-/Prüfungsleistungen:
Entwurf und Analyse von Schaltungen für hohe Datenraten_ (Prüfungsnummer: 61801)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2013, 1. Wdh.: WS 2013/2014, 2. Wdh.: SS 2014
1. Prüfer: | Klaus Helmreich |
- Termin: 29.09.2014
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