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Analog circuits, VLSI and modelling
01NPKPE
A.A. 2024/25
Course Language
Inglese
Degree programme(s)
Master of science-level of the Bologna process in Nanotechnologies For Icts (Nanotecnologie Per Le Ict) - Torino/Grenoble/Losanna
Course structure
| Teaching | Hours |
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Lecturers
| Teacher | Status | SSD | h.Les | h.Ex | h.Lab | h.Tut | Years teaching |
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Co-lectures
Context
| SSD | CFU | Activities | Area context | ING-INF/01 | 12 | B - Caratterizzanti | Ingegneria elettronica |
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The course is taught in English.
Questo insegnamento, collocato al primo semestre del secondo anno della Laurea Magistrale in Nanotechnologies for ICTs (percorso internazionale), intende fornire informazioni su progetto e test di circuiti integrati analogici, circuiti VLSI e sistemi HF/VHF.
Il corso è suddiviso in cinque parti. Nella prima parte, gli studenti raggiungono le competenze per progettare circuiti integrati analogici. Nella seconda parte vengono introdotti gli strumenti per modellizzare sistemi hardware. Nella terza parte sono affrontate le problematiche relative alla progettazione VLSI. La quarta parte fornisce agli studenti le competenze per il test di sistemi VLSI. La quinta parte si concentra sul progetto di circuiti e sistemi HF e VHF.
The course is taught in English.
Aim of the course (1st semester, 2nd year) of the International LM in Nanotechnologies for ICT is to provide specialized theoretical know how to design and test analog integrated circuits, VLSI circuit and HF/VHF systems.
The course is divided in five segments. In the first, the student will be able to design analog integrated circuits (and the analog parts of VLSI circuits). In the second part, the student will be able to design and model hardware systems. The third part will introduce the fundamental principles of VLSI circuit design. The fourth part will give to the students a background for test of VLSI systems. The fifth is focused on the design of circuits and systems at high frequency (HF) and very high frequency (VHF).
- Conoscenza delle tecniche per il progetto di circuiti integrati analogici.
- Conoscenza delle tecniche per il progetto e test di circuiti VLSI.
- Conoscenza delle tecniche per il progetto di circuiti e sistemi HF/VHF.
- Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la realizzazione e test di circuiti elettronici integrati analigici e VLSI.
- Capacità di progettare di circuiti e sistemi HF/VHF.
- Knowledge of techniques for design of analog integrated circuits.
- Knowledge of techniques for design and test of VLSI circuits.
- Knowledge of techniques of design for HF/VHF circuits and systems.
- Ability to apply know-how to realize and test analog integrated and VLSI circuits.
- Ability to design HF/VHF circuits and systems.
- Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria, elementi di struttura della materia)
- Elementi di meccanica quantistica e meccanica statistica.
- Elementi di elettronica e microelettronica.
- Elementi di dispositivi elettronici.
- Elementi di fisica della materia e di micro- e nanotecnologie
- Elementi di tecnologie MEMS e NEMS
- Elementary physics (mechanics, thermodynamics, wave optics, elements of structure of matter)
- Elements of quantum mechanics and statistical mechanics
- Elements of electronics and microelectronics.
- Elements of electronic devices
- Elements of physics of matter and of micro and nanotechnologies
- Elements of MEMS and NEMS technologies
Progetto di circuiti analogici (2 cr.)
Progetto di sistemi hardware (2 cr.)
Introduzione alla progettazione VLSI (3 cr.)
Test di sistemi VLSI (2 cr.)
Circuiti HF e VHF (3 cr.)
Analog circuit design (2 ECTS)
Signal representation, Insensibility to process and physical parameters, Similarity and rules for optimum matching.
Basic analog cells design and tradeoffs: Operational amplifier, Comparators, Current references, Voltage references,
Switched capacitors principles.
Hardware system modeling (2 ECTS)
Introduction to basic concepts of VLSI design. (3 ECT)
Main steps of VLSI design flow, CMOS fabrication technology, very deep sub-micron (VDSM) issues, High-performance CMOS design techniques, ASIC design guidelines, Synchronous circuit design, Low-power VLSI design.
Test of VLSI systems (2 ECTS)
HF and VHF circuits (3 ECTS)
HF Passive Components, Resonant Circuits, Impedance Matching, HF Filters, Noise and Intermodulation, Modeling and Characterization of Transistors at HF, Design of HF Small-Signal Amplifiers
Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. Può essere richiesto in taluni casi l¿uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).
Class exercises include simple problem solving activities, with strict connections to theoretical lectures. In some cases scientific calculators (students¿ personal property) may be required.
Materiale messo a disposizione dai Docenti
I testi saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell¿insegnamento
Material distributed by teachers
Actual texts will be stated by the teacher.
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L¿esame finale comprende uno scritto per ogni parte del corso. Lo scritto comprende a) problemi simbolici o numerici relativi agli argomenti principali del corso; b) quesiti a risposta multipla sui medesimi argomenti; c) domande aperte di teoria.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
The exam involves a written proof. The written proof includes: a) simple problems (either symbolic or numeric) referring to the main subjects of the course; b) multiple-answer questions on the same subjects; c) open theoretical questions.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.