Analog/digital systemkonstruktion, 6 hp

Analog/Digital System Design, 6 credits

TNE026

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Kurstyp

Programkurs

Examinator

Adriana Serban

Studierektor eller motsvarande

Kjell Karlsson

Undervisningstid

Preliminär schemalagd tid: 53 h
Rekommenderad självstudietid: 107 h

Tillgänglig för utbytesstudenter

Ja
VOF = Valbar / Obligatorisk / Frivillig
Kursen ges för Termin Period Block Språk Ort VOF
6CIEN Civilingenjör i elektronikdesign 6 (VT 2022) 1, 2 4, 2 Engelska Norrköping O

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Fördjupningsnivå

A1X

Kursen ges för

  • Civilingenjörsprogram i elektronikdesign

Rekommenderade förkunskaper

Analoga kretsar, Digital konstruktion, Signaler och system

Lärandemål

Kursen avser att ge kunskaper om och färdighet i att utveckla analog/digitala system med hjälp av avancerade simuleringsprogram. Kursen ger deltagarna fördjupad förståelse kring analog och digital kretsteori och en grundlig förståelse för integrerad kretskonstruktion. Tekniker för analog och digital konstruktion tas upp. Konstruktion av en fungerande integrerad krets (IC) från kravspecifikation till verifiering och optimering ska genomföras i form av ett industriell projekt och avslutas med en professionell rapport. Efter avslutad kurs och inlämnad projektrapport skall studenten självständigt kunna:

  • Beskriva de viktigaste stegen i en CMOS process.
  • Analysera och jämföra analoga och digitala modeller av MOS transistorer.
  • Relatera de fysikaliska egenskaperna i en MOS-transistor till de elektriska egenskaperna, med avseende på snabbhet, fördröjningar och effektförbrukning.
  • Analysera och jämföra avancerade analoga integrerade kretsar baserade på CMOS-tekniker, som olika typer av strömkällor, förstärkarkopplingar, och komparatorer.
  • Analysera och jämföra enklare digitala kretsar baserade på CMOS-tekniker, utgående från given funktion eller en given topologi.
  • Förstå och beskriva hur man bygger upp ett komplext, analog/digital system utgående från enklare analoga och digitala kretsar.
  • Skriftligt i form av en väl strukturerad rapport och muntligt presentera och förklara projektarbetet och viktigaste resultat som har uppnås.

 

Kursinnehåll

En genomgång av MOS-transistorn och dess fysikaliska och elektriska egenskaper. Avancerade analoga integrerade kretsar baserade på CMOS-tekniker, som olika typer av strömkällor och förstärkarkopplingar. Olika familjer av digitala kretsar baserade på MOS transistorn. Kombinationskretsar, sekvenskretsar. Komparatorer. Specifika konstruktionsmetoder for analoga och digitala kretsar. Faslåsta slingor (PLLs) och PLL-baserade kretsar. Användning av simuleringsverktyg för analog/digital systemkonstruktion. Olika typer av simuleringar.
I projektet ingår gruppbildning, projektplanering, förstudie, självständigt grupparbete med EDA-verktyg för att konstruera på transistornivå kretsschema, utveckla lämpande simulerings scenario och genomföra kretssimuleringar för både verifikation och optimering på krets och system nivån.

Undervisnings- och arbetsformer

Kursen är organiserad kring en projektuppgift och innehåller föreläsningar, klasser och laborationer. Kursmoment stöder intensivt den analoga och digitala integrerade kretsteorin, designmetodik och introduktionen av det nya EDA-verktyget. Laborationerna kommer att ägnas åt att konstruera ett bibliotek av grundläggande analoga och digitala kretsar. Sedan, nya CMOS IC designprojekt tilldelas till varje studentgrupp. Den slutliga projektrapporten kommer att presentera konstruktionen av en analog/digital integrerad krets, inklusive relevant teori, kretsscheman tillsammans med kretssimuleringsresultat och tillhörande diskussioner. Hela projektarbetet ska sammanfattas i det sista kapitlet. Studenter uppmuntras att hitta referenser mellan forskningsartiklar och krävs för att använda en akademisk skrivstil.

Examination

UPG7Skriftlig redovisning av laborationer1 hpU, G
PRA2Genomfört projekt med godkänd projektrapport, redovisas skriftligt och muntligt3 hpU, G
TEN1Skriftlig tentamen2 hpU, G

 

Slutbetyg (U,3,4,5) beräknas ur resultatet av följande kursmoment: tentamen (40%) och projektrapport samt laborationsaktivitet (60%).

Betygsskala

Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5

Övrig information

Påbyggnadskurser: RF Systemutveckling (kan också läsas parallellt)

Om undervisnings- och examinationsspråk

Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Examinationsspråk relaterar till undervisningsspråk enligt nedan:

  • Om undervisningsspråk är ”Svenska” kan kursen ges i sin helhet på svenska eller delvis på engelska. Examinationsspråk är svenska, men delar av examinationen kan ske på engelska. 
  • Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Examinationsspråk är engelska.
  • Om undervisningsspråk är ”Svenska/Engelska” ges kursen i sin helhet på engelska om studenter utan tidigare kunskap i svenska språket deltar. Examinationsspråk följer undervisningsspråk. 

Övrigt

Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.

Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt. 

Om det föreligger synnerliga skäl får rektor i särskilt beslut ange förutsättningarna för, och delegera rätten att besluta om, tillfälliga avsteg från denna kursplan. 

Institution

Institutionen för teknik och naturvetenskap

Kurslitteratur

CMOS. Circuit Design, Layout, and Simulation, R. J. Baker, H. W. Li, D. E. Boyce, Wiley Interscience. ISBN 0-471-70055-X.
Kod Benämning Omfattning Betygsskala
UPG7 Skriftlig redovisning av laborationer 1 hp U, G
PRA2 Genomfört projekt med godkänd projektrapport, redovisas skriftligt och muntligt 3 hp U, G
TEN1 Skriftlig tentamen 2 hp U, G

 

Slutbetyg (U,3,4,5) beräknas ur resultatet av följande kursmoment: tentamen (40%) och projektrapport samt laborationsaktivitet (60%).

Kursplan

För varje kurs ska en kursplan finnas. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.

Schemaläggning

Schemaläggning av kurser görs enligt, för kursen, beslutad blockindelning. 

Avbrott och avanmälan på kurs

Enligt beslut vid Linköpings universitet om Riktlinjer och rutiner för bekräftelse av deltagande i utbildning med mera på grund- och avancerad nivå (Dnr LiU-2020-02256) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan 
tas bort. Avanmälan eller avbrott från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv

Inställd kurs eller avvikelse från kursplanen

Kurser med få deltagare (< 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av dekanus. 

Riktlinjer rörande examination och examinator 

Se Beslut om Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet Dnr LiU-2020-04501, (http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592). 

Examinator för en kurs ska inneha en läraranställning vid LiU i enlighet med LiUs anställningsordning, Dnr LiU-2021-01204 (https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622784). För kurser på avancerad nivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor eller postdoktor. För kurser på grundnivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor, universitetsadjunkt (även adjungerad och gästadjunkt) eller postdoktor. I undantagsfall kan även en Timlärare utses som examinator på både grund- och avancerad nivå, se Tekniska fakultetsstyrelsen vidaredelegationer. 

Examination

Principer för tentamina

Skriftlig och muntlig tentamen samt digital salstentamen och datortentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.

Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:

  • kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
  • kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
  • kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
  • kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i mars och i augusti

Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs.

För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.

För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.

När en kurs, eller ett tentamensmoment (TEN, DIT, DAT), ges för sista gången ska ordinarie tentamen och två omtentamina erbjudas. Därefter fasas examinationen ut under en avvecklingsperiod med tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs under det följande läsåret. Om ingen ersättningskurs finns ges tre tentamina i omtentamensperioder under det följande läsåret. Annan placering beslutas av programnämnden. I samtliga fall ges dessutom tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat. Totalt erbjuds alltså 6 omtentamenstillfällen, varav 2 ordinarie omtentamenstillfällen. I tentaanmälningssystemet markeras tentamina som ges för näst sista respektive sista gången.

Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. 

Omprov övriga examinerande moment

För riktlinjer för omprov vid andra examinerande moment än skriftliga tentamina, digital salstentamina och datortentamina hänvisas till de generella LiU-riktlinjerna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592

Nedlagd kurs

För Beslut om Rutiner för administration vid avveckling av utbildningsprogram, fristående kurser och kurser inom program, se DNR LiU-2021-04782. Efter beslut om nedläggning och efter avvecklingsperiodens slut hänvisas studenterna till ersättande kurs (eller motsvarande) enligt information i kursplan eller utbildningsplan. Om en student har godkänt i något/några moment i en avvecklad programkurs men inte alla och det finns en åtminstone delvis ersättande kurs så kan en bedömning om eventuellt tillgodoräknande ske. Eventuell tillgodoräkning av delmoment görs av examinator.

Anmälan till tentamen

För deltagande i skriftlig tentamen, digital salstentamen och datortentamen är anmälan obligatorisk, se beslut i regelsamlingen https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682. En oanmäld student kan således inte erbjudas plats. Anmälan till tentamen är öppen 30 kalenderdagar före provdatum och stänger 10 kalenderdagar innan provdatum om inget annat anges. Anmälan görs i Studentportalen eller via LiU-appen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. 

Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar

Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682.

Plussning

Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyad examination (s.k. plussning) för högre betyg på skriftliga tentamina, digital salstentamina och datortentamina, dvs samtliga provmoment med modulkod TEN, DIT och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.

Plussning är ej möjlig på kurser som ingår i utfärdad examen.

Betyg och examinationsformer

Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. 

  • Kurser med skriftlig tentamen och digital salstentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
  • Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  • Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

Examinationsmoment och modulkoder

Nedan anges vad som gäller för de examinationsmoment med tillhörande modulkod som tillämpas vid Tekniska fakulteten vid Linköpings universitet. 

  • Skriftlig tentamen (TEN) och digital salstentamen (DIT) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
  • Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), digital kontrollskrivning (DIK), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamen (HEM).
  • Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktivt deltagande som basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
  • Examinationsmomenten Opposition (OPPO) och Auskultation (AUSK) inom examensarbetet ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).

Allmänt gäller att:

  • Obligatoriska kursmoment skall vara poängsatta och ges en modulkod.
  • Examinationsmoment som ej är poängsatt får ej vara obligatoriskt. Det är frivilligt att delta på dessa moment och information om det samt tillhörande villkor skall tydligt framgå i den beskrivande texten.
  • För kurser med flera examinationsmoment med graderad betygsskala skall det anges hur slutbetyg på kursen vägs samman.

För obligatoriska moment gäller att (i enlighet med Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592): 

  • Om det finns särskilda skäl, och om det med hänsyn till det obligatoriska momentets karaktär är möjligt, får examinator besluta att ersätta det obligatoriska momentet med en annan likvärdig uppgift.

För möjlighet till anpassade examinationsmoment gäller att (i enlighet med Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592): 

  • Om LiU: s koordinator för studenter med funktionsnedsättning har beviljat en student rätt till anpassad examination vid salstentamen har studenten rätt till det.
  • Om koordinatorn har gett studenten en rekommendation om anpassad examination eller alternativ examinationsform, får examinator besluta om detta om examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål.
  • Examinator får också besluta om anpassad examination eller alternativ examinationsform om examinator bedömer att det finns synnerliga skäl och examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål.

Rapportering av examinationsresultat

Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.

Plagiering

Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination, exempelvis från kandidatarbete, projektrapporter etc. (ibland kallat självplagiering).

Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination.

Försök till vilseledande

Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv.

Regler

Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser. 

LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva

CMOS. Circuit Design, Layout, and Simulation, R. J. Baker, H. W. Li, D. E. Boyce, Wiley Interscience. ISBN 0-471-70055-X.
I = Introducera, U = Undervisa, A = Använda
I U A Moduler Kommentar
1. ÄMNESKUNSKAPER
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen
X
PRA2
TEN1
UPG7
Transformteori, reglerteknik
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen
X
X
PRA2
UPG7
Digitala och analog CMOS integrerade kretar.
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen
X
X
PRA2
TEN1
Design av analog/digital system,
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen
X
X
X
PRA2
Studenterna läser aktuella IEEE artiklar och använder informationen för att vidare konstruera en (delar av) integrerad krets (IC).
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete
X
X
X
PRA2
Studenterna läser aktuella IEEE artiklar och använder informationen för att vidare konstruera en (delar av) integrerad krets (IC).
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning
X
X
X
PRA2
Problemlösning från specifikation till design  and optimering av analog/digital projekt.
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning
X
X
X
PRA2
UPG7
Simulering för att få fördjupat teoriförståelse och för verifiering av egna lösningar.
2.3 Systemtänkande
X
X
PRA2
TEN1
UPG7
Modellera, analysera och utveckla analog/digital system.
Återanvända kunskaper från mer teoretiska kurser så som regler teknik.
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande
X
X
PRA2
TEN1
Självständigt, kreativt och kritiskt designa byggblock som inkluderas i ett komplex system
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande
X
X
PRA2
UPG7
Samarbeta, planera projektarbetet i tid och per student. Att skriva akademisk rapport, med källredovisning.
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA
3.1 Arbete i grupp
X
PRA2
UPG7
Projekt och labboration i grupp
3.2 Kommunikation
X
X
PRA2
UPG7
Skriftligt och muntligt presentera labb- och projektresultat. Projektrapport.
3.3 Kommunikation på främmande språk
X
PRA2
UPG7
Labb och projektrapport på engelska
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling

                            
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor

                            
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system
X
X
PRA2
Modellera system for förslag av specifikation och implementering. Utvärdera det mot ett mer omfattande krav.
4.4 Att konstruera produkter och system
X
X
PRA2
UPG7
Modellera system for förslag av specifikation och implementering. Planera i tid.
4.5 Att realisera produkter och system
X
X
PRA2
Verifiera och optimera systemet på systemnivå som sista steg innan prototypen
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system

                            
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling

                            
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling

                            
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt
X
X
PRA2
Litteratur studie, vetenskapliga artiklar, planera grupparbete och uppgifter
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt
X
X
PRA2
Litteratur studie, vetenskapliga artiklar, planera grupparbete och uppgifter
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt
X
X
PRA2
Skriva en rapport i form av vetenskaplig artikel eller akademisk rapport.

Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida.

Det finns inga filer att visa.