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Anno Accademico 2009/10
01MJXIT
Interferenze e rumore nei sistemi integrati
Dottorato di ricerca in Ingegneria Elettronica E Delle Comunicazioni - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Fiori Franco ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/01 30 0 0 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
IT
Il corso presenta i metodi attualmente utilizzati per l'analisi e il progetto di circuiti e sistemi integrati con particolare riguardo alle interferenze e al rumore. A questo proposito, viene analizzata la propagazione dei disturbi attraverso percorsi parassiti come il package, il substrato di silicio, le linee di alimentazione, le metallizzazioni su silicio dei sistemi su silicio (SoC) e sistemi nei package (SiP).
Vengono anche descritte le principali sorgenti di disturbi come core digitali, circuiti d'ingresso e di uscita, pompe di carica elettrica, transistori di potenza (DMOS, IGBT) e stadi di potenza RF. P questi circuiti vengono proposti modelli e circuiti equivalenti.
Il corso propone anche una panoramica sui principali metodi comunemente utilizzati per per l'analisi dei sistemi non lineari dinamici utili per valutare la demodulazione dei disturbi impulsati e a radiofrequenza nei circuiti analogici in banda base, in quelli digitali e di tipo misto.
Infine, con riferimento ai circuiti analogici di front-end per l'acquisizione dei segnali analogici, viene affrontato il tema del progetto degli stadi amplificatori a basso rumore.

EN
The course shows to PhD students a set of methods for the analysis and design of integrated circuits and systems with respect to interference and noise. To this purpose, the propagation of disturbances through parasitic paths like package lead-frame, silicon substrate, power supply rails, metal interconnects in SoC and in SiP is discussed and possible modeling methods are presented.
The main sources of disturbances, like core logic switching gates (memory, cpu, ect.), IOs, charge pumps, power transistors (DMOS IGBT) and RF power stages are identified and their respective macromodels are presented.
Furthermore, the course provides an overview of the most popular methods for the analysis of nonlinear dynamic circuits. Such methods are employed to evaluate the demodulation of RF and pulsed signals in baseband analog, digital and mixed signal building blocks. Some design solutions that makes circuits immune to such interference are also presented.
Finally, the design of baseband low noise amplifiers for the acquisition of sensor signals is also presented.
Programma
Programma del corso:

IT

1) Sorgenti di 'switching noise' (SN) nei sistemi integrati su silicio
- Sistemi integrati digitali, IOs, oscillatori, PLL
- Transistori di potenza (DMOS, VDMOS, IGBT)
- Tecniche per la riduizione del SN (disaccoppiamento su silicio, , progetto dell'albero di clock, metodo 'spread spectrum', controllo dello SR dei driver/buffers)
2) Propagazione del SN nei SoCs
- Crosstalk attraverso le interconnessioni
- Accoppiamento parassita attraverso il substrato
- Modello elettrico del package e allocazione dei pin
- Power integrity (i.e. IR drop)
3) Affidabilitą dei SoC in presenza di disturbi RF e impulsati
- Analysis dei circuiti non lineari
Dominio del tempo (transient analysis, piecewise linear approximation)
Analisi nel dominio della frequenza (Harmonic balance, serie di volterra, funzioni descrittive)
- Analisi e progetto di blocchi analogici e digitali
a) Stadi elementary,
b) opamps,
c) comparatori,
d) memorie a semiconduttore
e) I/Os
4) Analisi e progetto di stadi d'ingresso a basso rumore (thermal and flicker noise)


EN

5) Sources of switching noise (SN) in integrated systems
- Core logic gates, IOs, oscillators, PLL
- power transistors (DMOS, VDMOS, IGBT)
- Design techniques for SN reduction (onchip decoupling, clock tree design, spread spectrum techniques, slew rate control for output buffers)
6) SN propagation in SoCs
- Crosstalk through metal interconnects
- Substrate parasitic coupling
- Package modeling and pad allocation
- Power integrity (i.e. IR drop)
7) SoC reliability in the presence of radio frequency and pulsed interference
- Nonlinear circuit analysis
Time-domain (transient analysis, piecewise linear approximation)
Frequency domain steady-state (Harmonic balance, volterra series, describing functions)
- Analysis and design of analog and digital building blocks
f) single stage amplifiers,
g) opamps,
h) comparators,
i) memory cells
j) I/Os
8) Analysis and design of low noise analog front-end (thermal and flicker noise)
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma provvisorio per l'A.A.2009/10
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