MIC6245 - Circuits intégrés à très grande échelle

Hiver 2017 - Version (09/02/17 09:55)

Groupe 40
Jeudi, de 9h30 à 12h30 PK-4665 (cours)

Mardi, de 13h30 à 16h30 PK-4365 (atelier)

Responsable(s) du cours

Nom du coordonnateur : BEGIN, Guy

Nom de l'enseignant : TRABELSI, Abdelaziz
Local : PK-4115
Téléphone : (514) 987-3000 #3699
Disponibilité : Mercredi à partir de 13h
Courriel : trabelsi.abdelaziz@uqam.ca
Site Web :

Description du cours

Méthode de conception des circuits ITGE: problèmes de rendement, testabilité, modèles de défauts, vecteurs de vérification, circuits autovérifiables. Microarchitecture: systèmes concurrents, réseaux de processeurs, processeurs spécialisés. Aspect algorithmique des outils de conception des circuits ITGE. Travaux pratiques en laboratoire (3 heures/semaine).

Préalables académiques :
MIC5120 Microélectronique II; MIC6130 Circuits intégrés programmables

Objectif du cours

Le cours MIC6245 permettra à l'étudiant d'acquérir une formation théorique et pratique sur les méthodes et les outils de conception des circuits intégrés à très grande échelle (ITGE). Un projet d'envergure permettra de concevoir un circuit intégré, de la description VHDL jusqu'au dessin des masques.

À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure:

de comprendre les méthodes de conception, vérification et simulation des circuits ITGE;
d'analyser les problèmes de rendement et testabilité de ces circuits;
de comprendre les aspects algorithmiques des outils de conception des circuits ITGE;

À la fin des séances de laboratoire, l'étudiant devra être capable:

d'utiliser les outils d'aide à la de conception de circuits ITGE;
de décrire des circuits ITGE avec un langage de description de matériel;
de faire la synthèse des circuits ITGE, incluant l'insertion des chaînes de balayage pour la vérification physique, des arbres d'horloge et de reset, les entrées/sorties, le réseau d'alimentation;
de vérifier la conformité aux règles de design de ces circuits, aux contraintes électriques temporelles et de puissance, aux pertes IR, aux spécifications fonctionnelles, etc.; d'utiliser les outils de simulation, placement/routage et vérification des circuits ITGE.

Contenu du cours

Méthodes de conception des circuits ITGE - Comparaison des technologies de conception et fabrication des circuits ITGE. Rendement des procédés de fabrication des circuits ITGE. Modélisation, spécifications, simulation fonctionnelle et conception des circuits ITGE : langages VHDL et VERILOG.
Vérification physique des circuits ITGE - Défectuosités et modèles de défauts. Algorithmes de génération de vecteurs de vérification (D et PODEM). Équipement ATE. Contrôlabilité et observabilité et outils de mesure de la testabilité des circuits ITGE (SCOAP et COP). Méthodes de conception DFT et BIST des circuits ITGE. Méthodes de test LSSD, LFSR et BILBO. Architectures des circuits tolérants aux fautes. Techniques de redondance du matériel et du logiciel. Reconfiguration statique et dynamique.
Aspect algorithmique des outils de conception des circuits ITGE - Évaluation de la complexité des algorithmes. les classes P et NP. Algorithme efficace (polynomial). Introduction a la NP-complétude. Algorithmes de placement (min-cut, recuit simule). Algorithmes de routage (Lee-Moore, Greedy). Routage global et routage detaille. Compacité uni et bi-dimensionnelle.
Conception physique de circuits intégrés - Synthèse d'horloges : arbres, PLL, DLL. Insertion des chaînes de balayage pour la vérification. Placement et routage. Plan de masse (floorplan). Réseau d'alimentation et de reset. Plots d'entrée, de sorties et d'alimentation. Intégrité du signal. Analyse de bruit et de puissance. Stratégies de routage des longues interconnexions. Extraction des éléments parasites. Analyse statique temporelle. Vérification formelle d'équivalence logique: LVS. Vérification électrique et des dessins des masques: ERC, DRC

Modalités d'évaluation

Description sommaire	Date	Pondération
Examen intra	8e semaine	*
Examen final	Dernière semaine	*
Devoirs		5 %
Projet (individuel)		55 %

~~* Barême: Selon la distribution des notes finales. Le meilleur des deux examens compte pour 25 % et l'autre pour 15 %.

LABORATOIRES

Les séances de laboratoire (3 heures) sont obligatoires et font partie intégrante du cours et de l'évaluation. Les étudiants doivent se présenter aux séances afin d'effectuer les travaux pratiques et présenter leurs résultats à l'auxiliaire d'enseignement. Tous les travaux pratiques sont réalisés individuellement. Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. En cas de doute sur l'originalité des travaux, un test oral peut être exigé. Chaque travail pratique sera présenté sous la forme d'un rapport identifié avec le nom, le numéro du cours. Une pénalité de retard de 25 % par jour sera appliquée aux rapports remis après les dates prévues dans l'énoncé du laboratoire. Chaque heure d'absence aux séances de laboratoire implique un réduction de 5 % sur la note finale du projet.

Engagements et Responsabilités

Politique d'absence aux examens

L'autorisation de reprendre un examen en cas d'absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l'étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.

Il est de la responsabilité de l'étudiant-e de ne pas s'inscrire à des cours qui sont en conflit d'horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d'exercices que les examens. De tels conflits d'horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d'examen de reprise.

Dans le cas d'une absence pour raison médicale, l'étudiant-e doit joindre un certificat médical original et signé par le médecin décrivant la raison de l'absence à l'examen. Les dates d'invalidité doivent être clairement indiquées sur le certificat. Une vérification de la validité du certificat pourrait être faite. Dans le cas d'une absence pour une raison non médicale, l'étudiant-e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l'absence à l'examen – par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d'un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d'études de l'étudiant-e constate qu'un étudiant a un comportement récurrent d'absence aux examens, l'étudiant-e peut se voir refuser une reprise d'examen.

L'étudiant-e absent-e lors d'un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l'examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur le site Web du département à l'adresse suivante : http://info.uqam.ca/politiques/

L'étudiant-e doit déposer le formulaire dûment complété au secrétariat de la direction de son programme d'études : PK-3150 pour les programmes de premier cycle, PK-4150 pour les programmes de cycles supérieurs. Pour plus de détails sur la politique d'absence aux examens du Département d'informatique, consultez le site web suivant : http://info.uqam.ca/politiques

Intégrité académique

PLAGIAT Règlement no 18 sur les infractions de nature académique. (extraits)

Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l'occasion d'un examen ou d'un travail faisant l'objet d'une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement.

La liste non limitative des infractions est définie comme suit :

la substitution de personnes;
l'utilisation totale ou partielle du texte d'autrui en la faisant passer pour sien ou sans indication de référence;
la transmission d'un travail pour fins d'évaluatiion alors qu'il constitue essentiellement un travail qui a déjà été transmis pour fins d'évaluation académique à l'Université ou dans une autre institution d'enseignement, sauf avec l'accord préalable de l'enseignante, l'enseignant;
l'obtention par vol, manoeuvre ou corruption de questions ou de réponses d'examen ou de tout autre document ou matériel non autorisés, ou encore d'une évaluation non méritée;
la possession ou l'utilisation, avant ou pendant un examen, de tout document non autorisé;
l'utilisation pendant un examen de la copie d'examen d'une autre personne;
l'obtention de toute aide non autorisée, qu'elle soit collective ou individuelle;
la falsification d'un document, notamment d'un document transmis par l'Université ou d'un document de l'Université transmis ou non à une tierce persone, quelles que aoient les circonstances;
la falsification de données de recherche dans un travail, notamment une thèse, un mémoire, un mémoire-création, un rapport de stage ou un rapport de recherche;
Les sanctions reliées à ces infrations sont précisées à l'article 3 du Règlement no 18.

Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. Pour plus de renseignements, veuillez consulter les sites suivants : http://www.sciences.uqam.ca/etudiants/integrite-academique.html et http://www.bibliotheques.uqam.ca/recherche/plagiat/index.html

Médiagraphie

UR www.moodle.uqam.ca
Les transparents et énoncés du projet sont disponibles sous MIC6245.

VO Laung-Terng Wang, Cheng-Wen Wu, Xiaoqing Wen -- VLSI Test Principles and Architectures: Design for Testability (Systems on Silicon) -- ISBN: 0123705975 Publisher: Morgan Kaufmann Volume disponible en ligne à la Bibliothèque des sciences.

VR Sabih H. Gerez, John Wiley & Sons -- Algorithms for VLSI Design Automation, Chichester -- ISBN: 0-471-98489-2. November 1998.

VR Charles J. Alpert, Dinesh P. Mehta, Sachin S. Sapatnekar -- Handbook of Algorithms for Physical Design Automation -- CRC Press, 2009

VR Springer -- Practical Problems in VLSI Physical Design Automation -- ISBN 978-1-4020-6626-9, 2008

VR Michael John Sebastien Smith -- Application-Specific Integrated Circuits -- Addison-Wesley, 1997.

VR Miron Abramovici, Melvin A. Breuer, Arthur D. Friedman -- Digital Systems Testing and Testable Design -- IEEE Press, 1990.

VC Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, Borivoje Nikolic -- Digital Integrated Circuits - A Design perspective, Second Edition -- Prentice Hall, 2003.

VC Savaria, Y. -- Introduction à la conception des circuits VLSI -- Editions de l'École Polytechnique de Montréal, 1988.

VC Airiau, R. et al. -- VHDL: du langage à la modélisation -- Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, 1990.

VC Vijay, K. Madisetti. -- VLSI Digital Signal Processors - An Introduction to Rapid Prototyping and Design Synthesis -- IEEE Press.

VC Srinivas Devadas & al. -- Logic Synthesis -- McGraw-Hill.

VC Kenneth P. Parker -- The Boundary-Scan Handbook -- Kluwer Academic Publishers, 1992.

VC Lipsett, R., Schaefer, C., Ussery C. -- VHDL: Hardware Description and Design -- Kluwer Academics, 1989.

A : article - C : comptes rendus - L : logiciel C : complémentaire - O : Obligatoire - R : recommandé
S: Standard - U : uri - V : volume

Qualités de l'ingénieur et unités d'agrément

Qualités de l'ingénieur

Sous Qualité	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7	Q8	Q9	Q10	Q11	Q12
1		DE*		DE			DE
2		DE*		DE	DE
3		DE*							--
4	DE	DE	--		--			--	--	--
5	DE	--	--	--	--	--	--	--	--	--	DE	--

Lexique (A : Qualité abordée, D: Qualité développée, E: Qualité évaluée, *: Évaluation collectée)

(Q1: Connaissances en génie; Q2: Analyse de problèmes; Q3: Investigation; Q4: Conception; Q5: Utilisation d'outils d'ingénierie; Q6: Travail individuel et en équipe; Q7: Communication; Q8: Professionnalisme; Q9: Impact du génie sur la société et l'environnement; Q10: Déontologie et équité; Q11: Économie et gestion de projets; Q12: Apprentissage continu)

Heures		Total UA	Composante du cours en unités d'agrément (UA)
Cours magistraux	Labo	Total UA	Maths	Sciences naturelles	Études complément.	Sciences du génie	Conception en ingénierie
40	30	55				30	25