Ιδιότητες των τρανζίστορ NMOS και PMOS, χρήση ως διακόπτες. Φυσική σχεδίαση. Καθυστέρηση λογικών πυλών, μοντελοποίηση και βελτιστοποίηση. Κατανάλωση ισχύος, τεχνικές ελαχιστοποίησης. Πύλες με τρανζίστορ περάσματος και δυναμικές πύλες. Ακολουθιακά κυκλώματα και χρονισμός ψηφιακών κυκλωμάτων. Διαμοίραση ρολογιού. Σχεδίαση Μνημών. Κυκλώματα εισόδου/εξόδου και δίκτυο μεταφοράς ισχύος ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Μεθοδολογίες αυτοματοποιημένης σχεδίασης. Εργαλεία σχεδιασμού. Σχεδίαση κυκλωμάτων CMOS, στατικές και δυναμικές λογικές δομές CMOS, χωροθέτηση CMOS σε ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC), προσομοίωση και επιβεβαίωση ορθή λειτουργίας, τεχνικές σχεδίασης χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, μεθοδολογίες σχεδιασμού VLSI.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος VLSI, οι φοιτητές θα μπορούν να περιγράψουν όλα τα βήματα της ροής σχεδιασμού VLSI, από το αρχικό επίπεδο του σχηματικού έως το τελικό της δημιουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος στο πυρίτιο. Επίσης, οι φοιτητές θα μπορούν:

• Να χρησιμοποιούν μαθηματικά μοντέλα προσομοίωσης και ανάλυσης κυκλωμάτων CMOS.
• Να σχεδιάζουν ηλεκτρονικά κυκλώματα σε CMOS με τρανζίστορ.
• Να καταλαβαίνουν τους σχεδιαστικούς κανόνες IC και να μπορούν να επιτελέσουν μόνοι τους την χωροθέτηση και διασύνδεση κυκλωμάτων μικρού αριθμού τρανζίστορ.
• Να μπορούν να χειριστούν δημοφιλή εργαλεία ώστε να εξάγουν το VLSI floorplan, το οποίο μπορεί να αποσταλεί σε εργοστάσιο IC για κατασκευή.
• Να καταλάβουν τους συμβιβασμούς και να μπορούν να αποφασίσουν για την καλύτερη υλοποίηση κάποιου κυκλώματος ως προς τις επιδόσεις, το κόστος και την κατανάλωση ενέργειας.
• Να μπορούν να προτείνουν βελτιστοποιήσεις σε ένα κύκλωμα σε επίπεδο σχεδιασμού με τρανζίστορ.
• Να γνωρίζουν και να μπορούν να αποφύγουν τυπικά λάθη σχεδιασμού CMOS.
• Να μπορούν να σχεδιάσουν και να αναγνωρίσουν τυπικές δομές VLSI, όπως αθροιστές, πολλαπλασιαστές, ROMs, PLAs, SRAMs.
• Να γνωρίζουν το πρόβλημα της στρέβλωσης ρολογιού και να μπορούν να το αντιμετωπίσουν σχεδιαστικά.
• Να γνωρίζουν την επίδραση του θορύβου, και να μπορούν να το αντιμετωπίσουν σχεδιαστικά.

Απαιτούνται γνώσεις από τα μαθήματα:

• Ψηφιακή Σχεδίαση
• Ηλεκτρονική Ι, ΙΙ

Παραδόσεις, εργαστηριακές ασκήσεις.

Θεωρία (50%), εργαστήριο (50%).

1. CMOS Digital Integrated Circuits: Analysis and Design, KANG; LEBLEBICI, Εκδόσεις Επίκεντρο, 2014.
2. Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGAs, Wayne Wolf, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ, 2013.
3. ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ: ΜΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, JAN M. RABAEY, ANANTHA CHANDRAKASAN, BORIVOJE NIKOLIC, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ, 2006.