Research Laboratory Physical Design of Integrated Analog and Mixed-Signal Circuits
| Vortragende/r (Mitwirkende/r) | |
|---|---|
| Nummer | 0000003199 |
| Art | Praktikum |
| Umfang | 4 SWS |
| Semester | Wintersemester 2026/27 |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Stellung in Studienplänen | Siehe TUMonline |
| Termine | Siehe TUMonline |
- 08.10.2026 10:30-12:00 N1812, Seminar , Vorlesung: Block Lab for Non-Ideal Effects and Layout in IC Design
- 09.10.2026 10:30-12:00 N1812, Seminar , Vorlesung: Block Lab for Non-Ideal Effects and Layout in IC Design
- 14.10.2026 14:00-15:00 N1812, Seminar , Kick-off
- 10.02.2027 09:00-11:00 N1812, Seminar
Teilnahmekriterien
Beschreibung
Inhalt dieses Moduls ist die Erstellung eines physikalischen Designs aus dem Schematic einer Analog-/Mixed-Signal-Schaltung. Dabei kommen aktuelle Entwurfsmethoden und Entwufswerkzeuge (bspw. Werkzeuge für die Platzierung und Verdrahtung), wie sie beispielsweise von den Firmen Cadence und Synopsis angeboten werden, zum Einsatz. Studierende entwickeln die für die Durchführung des Entwurfsablaufs notwendige Skripte (beispielsweise in der im Entwurfsautomatisierungsbereich üblichen Skriptsprache TCL) und bearbeiten die einzelnen Arbeitsschritte des physikalischen Design Flows, wobei insbesondere Floorplanning, analog Placement and Routing, Physical Verification and Signoff zu nennen sind. Dabei kommen die Studierenden mit Entwurfsregeln (bspw. bezüglich der Distanz von Transistoren) für die verwendete Technologie in Kontakt und lernen den Entwurfsablauf so zu steuern, dass die Entwurfsregeln eingehalten werden.
Bei den Schritten, die für die Erstellung eines gertigungstauglichen Chips notwendig sind, kommen fertigerspezifische Standardzellbibliotheken und Process Design Kits (PDKs) zum Einsatz. Für aktuelle industrierelevante Technologieknoten, von denen einer auch bei der geplanten Chipfertigung im Praktikum zum Einsatz kommen soll, sind für den Zugriff auf diese Daten spezielle Lizenz- und Geheimhaltungsverträge zu beachten, die von Studierenden unterzeichnet werden müssen. Studierende, die diese Vereinbarung nicht unterzeichnen möchten können alternativ mit einem zur Verfügung gestellten OpenSource PDK oder einem für die Lehre modifizierten PDK arbeiten, für das keine entsprechende Unterschrift erforderlich ist. In diesem Fall ist jedoch voraussichtlich keine Fertigung des Chips möglich. Die angestrebten Lernergebnisse (s.o.) können in beiden Fällen, also unabhängig von den eingesetzten PDKs, erreicht werden.
Bei den Schritten, die für die Erstellung eines gertigungstauglichen Chips notwendig sind, kommen fertigerspezifische Standardzellbibliotheken und Process Design Kits (PDKs) zum Einsatz. Für aktuelle industrierelevante Technologieknoten, von denen einer auch bei der geplanten Chipfertigung im Praktikum zum Einsatz kommen soll, sind für den Zugriff auf diese Daten spezielle Lizenz- und Geheimhaltungsverträge zu beachten, die von Studierenden unterzeichnet werden müssen. Studierende, die diese Vereinbarung nicht unterzeichnen möchten können alternativ mit einem zur Verfügung gestellten OpenSource PDK oder einem für die Lehre modifizierten PDK arbeiten, für das keine entsprechende Unterschrift erforderlich ist. In diesem Fall ist jedoch voraussichtlich keine Fertigung des Chips möglich. Die angestrebten Lernergebnisse (s.o.) können in beiden Fällen, also unabhängig von den eingesetzten PDKs, erreicht werden.
Lehr- und Lernmethoden
In diesem Modul erhalten Studierende in Gruppenarbeit die Aufgabe das Schematic einer Schaltung, die beispielsweise von derselben Gruppe im „Forschungspraktikum Funktionales Design von Analog- und Mixed-Signal-Schaltungen“ entwickelt wurde, in eine Beschreibung zu überführen, die anschließend in ein Tape-Out gegeben werden kann. Dabei müssen typische Spezifikationen wie Fläche oder Leistungsaufnahme eingehalten werden. Die Studierenden beschäftigen sich mit einem Teilbereich einer komplexeren Schaltung und berücksichtigen für diesen Teilbereich die Designregeln für eine gegebene Fertigungstechnologie. Die Studierenden entwickeln außerdem Tests, mit denen die Funktionalität der Schaltung und die Einhaltung der Spezifikationen nach dem Backenddesign sichergestellt werden kann.
Als Einstieg werden in ca. zwei Seminaren Grundlagen für das Praktikum vermittelt. Insbesondere werden die durchzuführenden Arbeitsschritte, die zu erreichenden Spezifikationen und die verwendeten Entwurfswerkzeuge vorgestellt. Das Praktikumsprojekt wird in Kleingruppen mit ca. 5 Studierenden im Umfang des Selbststudiums unabhängig in freier Zeiteinteilung durchgeführt. Unterstützend findet ein regelmäßiger Austausch mit einem Betreuer in Form von wöchentlichen Seminaren und individueller Unterstützung und Tutorien im Praktikumsraum (z.B. persönliche Unterstüztung bei der Lösung schwieriger Probleme im individuellen Design) statt; in diesem Rahmen werden Probleme der Gruppen mit dem Design und der Projektorganisation diskutiert und gemeinschaftlich gelöst.
Als Einstieg werden in ca. zwei Seminaren Grundlagen für das Praktikum vermittelt. Insbesondere werden die durchzuführenden Arbeitsschritte, die zu erreichenden Spezifikationen und die verwendeten Entwurfswerkzeuge vorgestellt. Das Praktikumsprojekt wird in Kleingruppen mit ca. 5 Studierenden im Umfang des Selbststudiums unabhängig in freier Zeiteinteilung durchgeführt. Unterstützend findet ein regelmäßiger Austausch mit einem Betreuer in Form von wöchentlichen Seminaren und individueller Unterstützung und Tutorien im Praktikumsraum (z.B. persönliche Unterstüztung bei der Lösung schwieriger Probleme im individuellen Design) statt; in diesem Rahmen werden Probleme der Gruppen mit dem Design und der Projektorganisation diskutiert und gemeinschaftlich gelöst.