PROGETTO DI CIRCUITI INTEGRATI

Obiettivi formativi

CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Problematiche dell’elaborazione analogica ad elevata banda passante e/o data rate; soluzioni architetturali e circuitali per sistemi mixed-signal ad elevata banda passante; analisi di circuiti di estrazione del sincronismo; comprensione di un flusso di progetto integrato basato su tecnologie CMOS e/o BiCMOS; tecniche di layout analogico CAPACITÀ APPLICATIVE. Capacità di progetto e dimensionamento di catene di elaborazione ai GHz; capacità di progetto a livello di sistema di sistemi di elaborazione complessi come PLL e CDR; capacità di sviluppo di funzioni elementari in un flusso CAD CMOS e/o BiCMOS fino al livello di layout AUTONOMIA DI GIUDIZIO. Capacità di sviluppare in autonomia il progetto di un circuito o sottosistema elettronico ABILITÀ DI COMUNICAZIONE. Capacità di riportare in modo chiaro, conciso ed esauriente il lavoro svolto CAPACITÀ DI APPRENDERE. Capacità di usare le conoscenze acquisite come punto di partenza per approfondire le problematiche sorte nel lavoro di progetto autonomo

Canale 1
FRANCESCO CENTURELLI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
ELETTRONICA ALL’IMPULSO Progettazione a larga banda in alta frequenza Problema degli adattamenti SISTEMI DI COMUNICAZIONE DIGITALE SU FIBRA OTTICA Struttura del link seriale in fibra ottica Architettura del trasmettitore e del ricevitore Modulazione diretta e indiretta del laser; modulatore Mach-Zehnder Fotodiodo PHASE_LOCKED LOOP Analisi lineare del PLL Phase detector: moltiplicatore, XOR Phase-frequency detector e suoi limiti in alta frequenza VCO e rumore di fase Comportamento del PLL in acquisizione CLOCK RECOVERY Edge detection SAW vs. PLL Acquisizione di frequenza (PFD vs doppio loop) CDR di Cordell Quadricorrelatore di Richman Phase detector per dati NRZ: DRML, PD-sampler, bang-bang, Alexander, Hogge Loop per la densità delle transizioni Frequency detector: rotational FD PFD di Pottbacker Jitter: tipi di jitter, specifiche, dimensionamento di sistema LOGICA CML Logica CML: livelli e dinamiche Porte logiche elementari (NOT, AND, XOR) Latch e flipflop Divisore di frequenza asincrono MUX e DEMUX AMPLIFICAZIONE LINEARE E LIMITING Analisi del rumore della transimpedenza Power budget; AGC vs limiting Topologie di transimpedenza Compensazione dell’offset e adattamento in ingresso del main amplifier Tecniche di espansione di banda (fT-doubler, TasTis, Wakimoto, reazione positiva capacitiva) PROBLEMATICHE DI INTEGRAZIONE Layout dei circuiti analogici Effetti parassiti e linee di interconnessione Effetti di substrato Protezione contro ESD FLUSSO CAD Uso del programma Cadence (Virtuoso, Spectre) Verifiche post-layout con Calibre (DRC, LVS) Estrazione delle parasite e simulazione post-layout (StarRCXT) Il corso comprende lo svolgimento (tipicamente in gruppo) di una tesina di progetto di un circuito o un sottosistema analogico o mixed-signal
Prerequisiti
Conoscenza avanzata dell’elettronica analogica ed a radiofrequenza
Testi di riferimento
Razavi, Design of integrated circuits for optical communications, McGraw-Hill Materiale aggiuntivo di approfondimento (libri ed articoli) è disponibile dal docente
Modalità insegnamento
lezioni + esperienza di laboratorio (tesina di gruppo)
Frequenza
Il corso include una parte di laboratorio CAD che richiede presenza in aula.
Modalità di esame
tesina + orale
Bibliografia
B. Razavi, Monolithic phase-locked loops and clock recovery circuits, Wiley A. Buchwald, K. Martin, Integrated fiber-optic receivers, Kluwer Academic Publishers D. A. Johns, K. Martin, Analog integrated circuit design, Wiley
Modalità di erogazione
Il corso prevede lezioni in aula, lezioni in laboratorio CAD, e lo svolgimento di una tesina di progetto in piccoli gruppi.
  • Codice insegnamento1021866
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoIngegneria Elettronica - Electronics Engineering
  • CurriculumIngegneria Elettronica (percorso valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-statunitense o italo-francese)
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDING-INF/01
  • CFU6