Siehe TUMonline

In diesem Modul erhalten Studierende in Gruppenarbeit die Aufgabe ausgehend von einer Spezifikation eine Analog-/ Mixed-Signal-Schaltung auf Transistorebene zu entwickeln. Die Studierenden realisieren dabei eine Schaltung aus einem typischen Themenfeld (Beispiele können eine PLL, einen ADC oder einen DC/DC-Wandler sein). Abhängig von der konkreten Themenstellung setzen Studierende spezifische Zielsetzungen bei der Entwicklung der Hardware um. Beispiele können hier die Entwicklung eines Designs mit möglichst geringer Fläche oder möglichst geringer Leistungsaufnahme sein.
Die Beschreibung der Schaltung erfolgt zunächst mit Hilfe eines Entwurfswerkzeugs, wie es beispielsweise von den Firmen Cadence oder Synopsis angeboten wird, auf Transistorebene. Die Transistornetzliste der Schaltung werden entwickelt und die Transistoren geeignet dimensioniert. Dazu kommen unter anderem Methoden der mathematischen Modellierung von Schaltungen zum Einsatz, um zunächst von den Vorgaben zu einer Initialen Transistorebenenbeschreibung zu kommen; außerdem wird in Vorlesungen erlerntes Wissen angewandt, um eine initiale Dimensionierung der Schaltungen vorzunehmen. Zusätzlich entwickeln Studierende Tests in Form von Simulationen (hier müssen bspw. Simulationsmethodiken, wie transiente Analyse oder Periodic Steady-State Analyse, geeignet ausgewählt und Stimuli spezifiziert werden), um die funktionale Korrektheit ihrer Schaltung zu gewährleisten. Im Rahmen der Tests prüfen die Studierenden die Einhaltung von Spezifikationen und optimieren ihre Schaltung gegebenenfalls.
Bei der Entwicklung der Schaltungen kommen sogenannte Process Design Kits (PDKs) zum Einsatz, die bei kommerziellen Herstellern und aktuell in der Industrie genutzten Technologien speziellen Geheimhaltungs- und Lizenzbestimmungen unterliegen können. Studierende, welche die Möglichkeit in Anspruch nehmen wollen, den entwickelten Chip nach dem zweiten Teil des Praktikums fertigen zu lassen, müssen hier ggf. einer entsprechenden Vereinbarung per Unterschrift zustimmen. Studierende, die diese Vereinbarung nicht unterzeichnen möchten, können alternativ eine für die Lehre angepasste Zellbibliothek oder eine OpenSource Alternative verwenden; eine spätere industrielle Fertigung kann dann jedoch voraussichtlich nicht angeboten werden. Die angestrebten Lernergebnisse (s.o.) können in beiden Fällen, also unabhängig von den eingesetzten Instrumenten, erreicht werden.
Zusätzlich zu den genannten fachlichen Aspekten werden im angebotenen Seminar Prinzipien und Techniken zur Projektplanung und der Projektarbeit (z.B. Projektstrukturplanung, Erstellung von Anforderungskatalogen und Lastenheften) vermittelt sowie der Gruppenarbeit, wie beispielsweise die strukturelle Voraussetzung für Gruppenarbeit oder die Methode der Moderation.