Lehre

Aus dem Forschungsbereich Electronic Design Automation (EDA) werden folgende Lehrveranstaltungen angeboten:

Diese Lehrveranstaltungen sind Teil des Master-Studiengangs Leistungs- und Mikroelektronik.

Layout Tutorial

Im Rahmen unserer Lehrveranstaltung „Design integrierter analoger Schaltkreise I-III“ bieten wir eine Vorlesung zum Thema „Layout“ mit dazugehörigem Praktikum an, die von Prof. Scheible gehalten wird.

In der Vorlesung werden die Studierenden von den Grundlagen bis zu anspruchsvollen Themen, wie dem Matching, mit dem nötigen Hintergrundwissen zur Layout-Erstellung von integrierten elektronischen Schaltungen vertraut gemacht.

Im dazugehörigen Layout-Praktikum lernen die teilnehmenden Studierenden die praktischen Details, die sie dann befähigen, eigenständig elektronische Schaltungen mit modernen Tools zu entwerfen, zu simulieren, ins Layout umzusetzen und diese zu überprüfen.

Während des gesamten Praktikums arbeiten die Studierenden in der Cadence-DFII-Umgebung. Sie verwenden folgende Tools: Virtuoso-Schematic-Editor, Virtuoso-Analog-Design-Environment und Virtuoso-Layout-Editor, den Simulator Spectre und das Verifikationspacket Assura.

Das Praktikum beginnt mit dem Tutorial „Polygon-Pushing“. Hier werden Strukturen auf geometrischer Ebene gezeichnet. Design-Regeln sind zu beachten; alle erstellten Strukturen sollen DRC*-Konform sein.

Im zweiten Tutorial werden Schaltungen auf Schematic-Ebene eingegeben, simuliert und anschließend gelayoutet.  Es werden Kenntnisse zur: Schaltungseingabe, DC-, Transienten- und AC-Simulation, Umgang mit dem Cadence-Tool: Calculator, als auch der Layoutentwicklung vermittelt. DRC- und LVS*-Checks schließen das Tutorial ab.

Nach zwei einführenden Tutorials (SLT und CTPP) sind die Studierenden bereit, mit den Praktikumsaufgaben anzufangen. Zu Beginn bauen sie Transistoren noch auf Layer-Ebene aus Polygonen auf. Später, im Laufe des Praktikums platzieren sie vorgefertigte Bauelemente und verwenden  Automatisierungs-Hilfen. Diese werden schrittweise eingeführt. Mit Cadence-Pcells und Cadence-Modgens setzen die Studierenden auch komplexe Schaltungen unter Berücksichtigung von Constraints* in Layouts um. Bei der Durchführung der im Praktikum gestellten Aufgaben achten sie vor allem auf eine Layout-freundliche Dimensionierung der Bauelemente (Anzahl der Devices und Finger, Faltung), eine durchdachte Platzierung der Bauelemente (Floor-Planning), kurze Verdrahtungslängen, das Matching und auf Robustheit.

Das Praktikum findet im Anschluss an die Vorlesung statt und ist inhaltlich mit dieser eng verzahnt.

DRC -- Design Rule Check

LVS – Layout Versus Schematic

Constraints – harte Kriterien im analogen Schaltungsentwurf, deren Einhaltung zwingend notwendig ist.

Projekt-Praktikum am rbz

In unserem Projekt-Praktikum erhalten die Studierenden die Gelegenheit, ihre eigenen integrierten Schaltkreise zu entwerfen, anschließend zu simulieren, zu layouten, dann zu verifizieren, mit den aktuellsten Prozessen in den Bosch-Werken herstellen zu lassen und danach an modernstem Messequipment im rbz zu vermessen.

Das Praktikum wird analog zu einem Industrie-Projekt durchgeführt, inklusive derselben Personalstruktur, wobei alle Posten von Studierenden besetzt werden, und die Professoren und Assistenten nur beratende Funktionen ausüben.

In jedem Semester wird ein anderer Chip entworfen, wobei die Aufgaben aufeinander aufbauen dürfen, so dass ein teilweiser Re-use von Design und Layout möglich gemacht wird.

Zu Design, Simulation, Layout und Verifikation wird die Cadence-Software Virtuoso verwendet, die auf die aktuellen Prozesse bei Bosch angepasst ist.

Mit den Kenntnissen aus dem Layout-Praktikum können die Studierenden weitgehend selbstständig Ihr Projekt realisieren und erste Praxiserfahrung sammeln.

Diese einzigartige Gelegenheit erhalten Sie durch die Bereitstellung eines Wafer-Runs pro Semester durch die Robert Bosch GmbH.