• Signalkenngrößen: Anstiegszeit und Bandbreite, Überschwingen, Jitter

• Eigenschaften von Signalquellen und -senken: Quell-/Lastimpedanz, Nichtlinearität

• Signale auf Leitungen: Verlustmechanismen, Frequenzabhängigkeit, Einfluß auf Signalform, Symbolinterferenz, Kopplung und Übersprechen

• Leistungsversorgung: Verhalten unter dynamischen Lastschwankungen, Stabilisierungsbandbreite

2. Integrierte Schaltungen

• Eingangs- / Ausgangseigenschaften von Gattern: Eingangskapazität, Anstiegszeitverhalten, Flankenform

• Leitungen in integrierten Schaltungen: Geometrien und Parameter, Signalverformung durch Verluste, Laufzeitverhalten, Taktverteilung

• Fehlermodelle bei hohen Datenraten: Laufzeitfehler, resistive Defekte, signalabhängige Fehler durch Koppeleffekte

• Leistungsversorgung, interne Kapazität: dynamischer Strombedarf, Anforderung an externe Entkopplung

• Aufbau- und Verbindungstechnik: Chipgehäuse, Bauformen, parasitäre Eigenschaften

• Charakterisierungs- und Prüfverfahren: nichtinvasive und invasive Verfahren, Meßverfahren für Wafer/Gehäuse/Bauelement, Test in Entwurfsverifikation und Fertigung

• Modellierung und Simulation des elektrischen Verhaltens: Schaltungs- und Verhaltensbeschreibung im Zeitbereich: SPICE, VHDL-AMS, IBIS

3. Schaltungen auf Leiterplatten

• Materialien und Fertigungsprozess: Ausgangsmaterialien, physikalische und elektrische Eigenschaften, Einfluß von Ätz- und Laminiervorgang auf Material- und Leitungseigenschaften, Parameterhaltigkeit

• Leitungsgestaltung und -dimensionierung: geeignete Leitungsbauformen und -geometrien, Topologie, Entwurfsregeln, typische Verluste und Auswirkung auf Signalform

• Durchkontaktierungen: parasitäre Eigenschaften und deren quantitative Abschätzung, Entwurfsregeln, Einfluß auf Signale, Kompensationsmöglichkeiten durch geeignete Gestaltung

• Leistungsversorgung: Entwurfsregeln, Stabilisierung und Entstörung

• Lagenaufbau für Anwendungen hoher Datenrate: Signal-, Masse- und Versorgungslagen, Beschränkungen durch Fertigungsprozeß

• Meßtechnik und -verfahren: Zeit- und Frequenzbereichsverfahren, Bestimmung von Leitungsparametern, Augendiagramm

• Modellbildung: Zulässigkeit von Näherungen, Simulation von Leitungen mit frequenzabhängigen Verlusten im Zeitbereich, Versorgungs- und Massesystem, Simulationsunterstützung in Leiterplatten-Entwurfswerkzeugen

• Signalintegrität und EMV: Koexistenz analoger und digitaler Funktionsgruppen, Gestaltung von Signalführung und Versorgungssystem

Title:

Design and Characterisation of High Speed Digital Circuits

Credits: 5

UE: Entwurf und Analyse von Schaltungen für hohe Datenraten Übung

Dozentinnen/Dozenten: Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich, Dipl.-Ing. Gerald Gold
Zeit und Ort: Do 16:15 - 17:45, 0.111; Bemerkung zu Zeit und Ort: erster Termin: 23.4.15