Программа вступительных испытаний в магистратуру кафедры «Проектирование и конструирование интегральных микросхем» по направлению 210100 68 "Электроника и микроэлектроника"
| Вид материала | Программа |
- Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 210100 68 «Электроника, 119.24kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру кафедры «Материаловедение и физическая, 170.2kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению 210100. 68 Электроника, 78.21kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру кафедры «Микроэлектроника» по направлению, 167.67kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины материалы и элементы электронной техники ооп 210100, 296.57kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 210100. 68 Электроника, 181.41kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 210100. 68 Электроника, 164.86kb.
- Лекции, лабораторные занятия, курсовая работа, консультации, самостоятельная работа, 23.03kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф эфф 1-21/01 Государственное образовательное, 130.14kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению подготовки магистра, 291.99kb.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Московский государственный институт электронной техники (технический университет)»
Факультет «Электроника и компьютерные теехнологии»
| | | УТВЕРЖДАЮ | |
| | | Председатель Ученого совета ЭКТ | |
| | | | д.т.н., профессор М.Г.Путря |
| | | "_______"____________2010г. | |
Программа вступительных испытаний
в магистратуру кафедры «Проектирование и конструирование интегральных микросхем» по направлению 210100 68 "Электроника и микроэлектроника"
(магистр техники и технологии) по программе «Технология и проектирование интегральных микросхем»
| | | СОГЛАСОВАНО: | |
| | | Председатель УМК | |
| | | факультета ЭКТ | |
| | | | Ю.А.Парменов |
| | | "______"___________ 2010г. | |
Москва 2010г.
1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ
“ ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА”
1.1. Направление утверждено приказом Министра образования Российской Федерации N 686 от 02.03.2000 г.
1.2. Степень (квалификация) выпускника - магистр техники и технологий.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистра по направлению “Электроника и микроэлектроника” при очной форме обучения 6 лет. Основная образовательная программа подготовки магистра состоит из программы подготовки бакалавра по соответствующему направлению (4 года) и специализированной подготовки магистра (2 года).
1.3. Квалификационная характеристика выпускника
Магистр по направлению подготовки “Электроника и микроэлектроника” в соответствии с требованиями “Квалификационного справочника должностей руководителей специалистов и других служащих”, утвержденного Постановлением Минтруда России от 21.08.98, № 37, может занимать следующие должности; инженер-электроник, инженер-технолог, инженер-конструктор, инженер-лаборант, младший научный сотрудник, ассистент и прочие.
1.3.1. Область профессиональной деятельности
Область профессиональной деятельности выпускника включает в себя совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленной на исследование, моделирование, разработку, производство и эксплуатацию материалов, компонентов, приборов и устройств различного назначения вакуумной, плазменно, твердотельной, микро- и наноэлектроники.
1.3.2. Объекты профессиональной деятельности
Объектами профессиональной деятельности выпускника в зависимости от содержания образовательной программы подготовки (магистерской специализации) являются материалы, структуры, элементы, компоненты, приборы и устройства электронной техники, технологические процессы их изготовления, методы исследования, проектирование и конструирование, диагностическое и технологическое оборудование, математические модели процессов и объектов электроники и микроэлектроники, алгоритмы решения типовых задач, относящихся к профессиональной сфере.
1.3.3. Виды профессиональной деятельности
Магистр подготовлен к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе; при условиии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля - к педагогической деятельности.
1.3.4. Обобщенные задачи профессиональной деятельности
Магистр по направлению подготовки "Электроника и микроэлектроника должен быть подготовлен к решению следующих типовых задач:
-анализ состояния научно-технической проблемы, формулирование технического задания, постановка цели и задач исследования объекта на основе подбора и изучения литературных и патентных источников;
-анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследований;
-библиографический поиск с использованием современных информационных технологий;
-выбор оптимального метода и программы исследований, модификация существующих и разработка новых методик, исходя из задач конкретного исследования;
-измерение или экспериментальное исследование объектов электроники с целью их модернизации или создания новых материалов, компонентов, приборов или их технологий;
-математическое моделирование разрабатываемых структур, приборов или технологических процессов с целью оптимизации их параметров;
-использование типовых и разработка новых программных продуктов, ориентированных на решение научных, проектных и технологических задач электроники;
-организация модельных и натурных экспериментов по оптимизации структуры и конструкции исследуемых приборов и устройств, оценка их качества и надежности на стадиях проектирования и эксплуатации;
-анализ научной и практической значимости проводимых исследований, а также оценка технико-экономической эффективности разработки;
-подготовка результатов исследований для опубликования в научной печати, а также составление обзоров, рефератов, отчетов и докладов;
1.3.5. Квалификационные требования
Для решения профессиональных задач магистр
-формулирует и решает задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности, и требующие углубленных профессиональных знаний;
-осуществляет сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследований;
-изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в своей профессиональной сфере;
-выбирает необходимые методы исследования, модифицирует существующие и разрабатывает новые методы, исходя из задач конкретного исследования;
-проводит экспериментальные исследования объектов электроники с целью их модернизации или создания новых материалов, приборов или их технолгий;
-разрабатывает физические и математические модели процессов и явлений, относящихся к исследуемому объекту;
-участвует в проектировании, конструировании и модернизации объектов электронной техники;
-составляет описания проводимых исследований, обрабатывает и анализирует полученные результаты, представляет итоги проделанной работы в виде отчетов, обзоров , докладов, рефератов и статей;
-принимает участие в составлении патентных и лицензионных паспортов заявок на изобретения;
-участвует во внедрении разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществления авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию проектируемых изделий и объектов электронной техники;
-подготавливает рецензии, отзывы и заключения на научно-технические разработки и техническую документацию;
Магистр должен знать:
-постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы по своей профессиональной деятельности;
-специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;
-информационные технологии в научных исследованиях и программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;
-методы исследования и проведение экспериментальных работ;
-методы анализа и обработки экспериментальных данных;
-физические и математические модели основных процессов и явлений, относящихся к исследуемым объектам;
-современные средства вычислительной техники, коммуникации и связи;
-технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в области электронного материаловедения, элементной базы электронной техники и электронного приборостроения;
-порядок и методы проведения патентных исследований
-методики оценки технико-экономической эффективности научных и технических разработок;
-основы экономики, организации труда и управления коллективом;
-основы трудового законодательства
-действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по эксплуатации исследовательского оборудования, программам испытаний, оформлению технической документации;
формы организации образовательной и научной деятельности в высших учебных заведениях.
2. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ТЕМ ВЫНОСИМЫХ НА ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
2.1. Методология проектирования изделий электронной техники, интегральных схем.
Общие сведения о проектировании. Краткая характеристика методологий архитектурного, организационного (функционально-логического), электрического и физического проектирования. Блочно-иерархический подход к проектированию. Уровни абстрагирования и аспекты описания проектируемых объектов. Восходящее и нисходящее проектирование. Классификация проектных процедур. Типовые проектные процедуры и последовательности процедур.
Методы проектирования БИС. Особенности проектирования ИС и БИС. Принципы проектирования БИС и СБИС. Этапы проектирования БИС: разработка спецификации, функционально-логический, схемотехнический, топологический, физико-технологический.
Задачи каждого уровня проектирования и методы их решения. Технологические маршруты проектирования.
2.2. Общая структура САПР.
Классификация и стандартизация САПР. Общая структура и характеристика различных видов обеспечения: технического, математического, общесистемного программного, прикладного программного, информационного, лингвистического, методического, организационно-технического. Этапы проектирования САПР.
Маршруты проектирования БИС.
Технические средства САПР, вычислительные системы.
2.3. Лингвистическое, информационное и программное обеспечение САПР.
Классификация языков САПР. Языки программирования. Входные языки. Примеры входных языков на этапах функционального, логического, схемотехнического и топологического проектирования СБИС. Инвариантные и проблемная составляющая языков описания проектирования. Языки и уровни абстракции в цифровых системах. Языки описания аппаратуры. Языки высокоуровневого проектирования сложных систем. Назначение языков С++ и System C. Краткая характеристика языка описания аппаратуры VHDL. Основные черты языка VHDL. Интерфейс, архитектурные тела. Анализ и моделирование цифровых систем на языке VHDL. Примеры.
Языки СУБД: классификация, назначение, примеры. Международная стандартизация в области форматов обмена данными (EDIF, CIF и др.). Их назначение и краткая характеристика.
Информационное обеспечение САПР. Общие сведения. Понятие о банках и базах данных. Способы организации размещения данных. Системы управления базами данных. Типы структур баз данных.
Иерархические, сетевые и реляционные структуры. Логическая и физическая организация баз данных. Понятие о базах знаний. Системы управления базами знаний. Системы управления базами данных. Прикладные и системные базы данных.
Программное обеспечение САПР. Классификация программного обеспечения САПР (ПО). Общесистемное ПО. Назначение и основные функции операционных систем (ОС).
Оболочки ОС: назначение, реализация, примеры. Графический интерфейс WINDOWS: возможности и ограничения. Операционные системы семейства UNIX: назначение, основные понятия, программный интерфейс, командный язык, основной набор команд ОС и графические интерфейсы открытых вычислительных систем.
Прикладное программное обеспечение (ППО) САПР СБИС и САПР МЭА. Требования, предъявляемые к ППО. Пакеты прикладных программ (ППП): назначение, типы, состав. Языковые процессоры. Понятие о компиляции и интерпретации. Фазы трансляции. Лексический и синтаксический анализ. Сравнительные характеристики трансляторов и интерпретаторов. Элементы теории формальных грамматик. Порождающие грамматики. Контекстно связанные и свободные грамматики и языки. Синтаксические деревья. Связи модулей по управлению и информации. Примеры ППП САПР. Разработка конструкторской документации СБИС и МЭА. Особенности разработки ППО. Структурирование программ на уровне текстовых модулей. Раздельно компилируемые модули и библиотеки процедур. Генерация объектных модулей. Автоматизация программирования. Кросс-системы.
2.4. Функционально-логическое проектирование БИС
Особенности функционально-логического проектирования. Способы представления информации. Алгебра логики (АЛ) – как математическая основа теории логического проектирования (определения, правила, формы представления логических функций (ЛФ). Минимизация ЛФ. Методика синтеза логических схем (ЛС). Методика проведения функциональной верификации ЛС.
Характеристика БИС как объекта функционально-логического проектирования
(ФЛП). Логические элементы. Методика разработки логического проекта БИС. Технология восходящего и нисходящего проектирования. Тестирование БИС. Аттестация БИС. Особенности логического проектирования комбинационных функциональных схем: сумматоров, шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров, компараторов, преобразователей кода.
Проектирование последовательностных функциональных узлов. Триггеры и устройства на их основе.
2.5. Автоматизация схемотехнического проектирования БИС.
Современное программное обеспечение.
Методы формирования математических моделей БИС.
Метод узловых потенциалов. Модифицированный метод узловых потенциалов. Метод переменных состояния.
Анализ по постоянному току. Методы анализа по постоянному току. Методы решения систем линейных уравнений. ''Точные''. Итерационные. Метод Гаусса. Метод Якоби, Гаусса-Зейделя, ПВР. Методы решения систем нелинейных уравнений. Классификация. Метод Ньютона-Рафсона.
Анализ переходных процессов. Классификация методов численного интегрирования. Сравнение явных и неявных методов интегрирования. Анализ многошаговой формулы интегрирования. Метод простых итераций, ускоренных итераций, итераций Ньютона- Рафсона, обратных итераций.
Анализ чувствительности. Метод приращений. Метод присоединенной цепи. Метод дифференцирования уравнений.
Оптимизация. Постановка задачи параметрической оптимизации. Применение аппарата анализа чувствительности в задачах параметрической оптимизации. Одномерная оптимизация. Многомерная оптимизация. Методы оптимизации нулевого порядка. Метод деления отрезка пополам. Метод золотого сечения. Метод удвоения шага. Методы оптимизации первого порядка. Методы оптимизации второго порядка. Параболическая минимизация. Метод покоординатного спуска. Методы случайного поиска. Метод наискорейшего спуска Коши. Методы сопряженных направлений. Метод Флетчера-Ривса. Метод Флетчера-Пауэлла. Метод Ньютона.
2.6. Топологическое проектирование БИС.
Маршруты проектирования топологии.
Матричные БИС как объект проектирования. Методика проектирования матричных БИС. Постановка задачи размещения. Критерии размещения. Классификация алгоритмов. Основные методы автоматической трассировки матричных БИС.
Основные понятия топологии нерегулярных БИС: компоновка, размещение, трассировка. Задачи и классификация алгоритмов. Теоретико-графовый подход к синтезу топологии БИС. Модели, учитывающие физические характеристики. Общая постановка задачи построения топологической трассировки. Методы синтеза топологии БИС.
Декомпозиция электрической схемы.
Методологии интерактивного и автоматизированного синтеза топологии.
Перспективы автоматизации синтеза топологии БИС.
2.7.Основы проектирования БИС на архитектурно-элементном уровне.
Постановка задач. Основные проблемы и подходы к проектированию. Проектные нормы. Разработка технического задания на разработку структуры БИС и элементной базы. Иерархическая система моделей. Исходные данные для проектирования. Проектирование тестовых структур. Идентификация параметров моделей. Методы синтеза схемотехнических моделей фрагментов цифровых БИС.
Проектирование библиотек элементов цифровых БИС. Базовые элементы сверхбыстродействующих СБИС.
Методы численного анализа в проектировании структур БИС.
Физико-топологические модели.
Классификация схемотехнических решений инжекционной логики.
Схемотехника КМОП БИС, БиКМОП. Классификация основных типов. Основные типы и параметры. Элементы трехмерных СБИС. Проблемы схемотехники УБИС.
2.8.Проектирование цифровых БИС.
Общая классификация интегральных элементов. Структурные и схемотехнические признаки современных полупроводниковых ультра БИС. Схемотехника цифровых ультра БИС. Морфологический метод синтеза элементов ультра БИС. Комплементарная логика. Статическая и динамическая логика. Схемотехника БиКМОП БИС. Классификация основных типов. Основные характеристики и параметры. Наноэлектроника.
Основы проектирования цифровых БИС на архитектурно-элементном уровне. Постановка задач. Основные проблемы и подходы к проектированию. Проектные нормы. Иерархическая система моделей. Исходные данные для проектирования.
Проектирование тестовых структур. Идентификация параметров моделей.
Методы синтеза схемотехнических моделей фрагментов цифровых БИС (в дрейфовом и диффузионно-дрейфовом приближениях).
Проектирование библиотек элементов цифровых БИС.
Методы численного анализа в проектировании структур БИС.
Физико-топологическое моделирование.
2.9. Схемотехническое проектирование аналоговых БИС.
Проблемы выбора библиотеки аналоговой БИС. Влияние схемотехнического базиса на выбор библиотечных элементов.
Усилительные элементы. Основные показатели усилителей. Обратная связь в усилителях.
Дифференциальные и операционные усилители. Компараторы.
2.10. Проектирование на ПЛИС.
Основные методы и технологии проектирования заказных БИС. Архитектура ПЛМ. Типы ПЛМ. Среда проектирования ПЛМ. Особенности архитектур ПЛИС различных фирм (“Actel” и “Xilins”).
Отечественные БМК. Особенности разработки полузаказных БИС на отечественных БМК.
2.11. Основные типы организации СБИС.
Классификация ЗУ. Постоянные ЗУ. Электрически-программируемые ПЗУ. Репрограммируемые ЗУ. Статические ЗУПВ. Динамические ЗУПВ. СФ-блоки. БМК с канальной трассировкой. БМК типа «Море вентилей». Программируемые логические матрицы. БИС с программируемой архитектурой. Интеллектуальные датчики.
Литература
1. Г.Г.Казеннов «Основы проектирования интегральных схем и систем» -М.: БИНОМ, 2005г.
2. A.M. Марченко, В.М. Щемелинин "Методы компиляции конструкции заказных СБИС", Под ред Г.Г. Казеннова. М. МГИЭТ (ТУ), 1995.118 с.
3. Е.В. Авдеев. В.Н. Целибеева "Методические указания к выполнению лабораторных работ(VHDL)". -М..МИЭТ. 1999 г..
4. А.Шепелев, А.Л. Стемпковский "Организация системной среды для построения открытых САПР СБИС"./ Учебное пособие, МИЭТ, 1999г., с 116.
- Джон Ф. Уэйкерли «Проектирование цифровых устройств». –М. ПОСТМАРКЕТ.2002 в 2 томах.
6. Болиев. В.А., Яковлев В.Б. «Основы численных методов» -М., МИЭТ, 2001.
7. Д.Каханер, К.Моулер, С.Неш. Численные методы и программное обеспечение. М., Мир, 2001.
8. Суворова Е.А., Шейнин Ю.Е. «Проектирование цифровых систем на VHDL». Учебное пособие. СПб. 2003г.
- Точчи Р.Д., Уидмер Н.С. «Цифровые системы. Теория и практика». Пер. с англ. М. Издательский дом «Вильямс» 2004г.
- Алексенко А.Г. «Основы микросхемотехники». М.: Лаборатория Базовых знаний, 2002г.
- Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. «Аналоговая и цифровая электроника». М. Горячая линия. Телеком, 2005г.
Зам. зав.кафедрой А.А. Миндеева