Tehnološki aspekt projektovanjaleda.elfak.ni.ac.rs/education/PEK_stari/literatura... · 2015. 3. 16. · na mlazni pogon 1959. ~1000km/h Danas, posle 56 godina, avioni lete istom

02.03.2015. 1

Projektovanje elektronskih kola

Prof. dr Predrag Petković,dr Miljana Milić

Katedra za elektronikuElektronski fakultet Niš

LEDA - Laboratory for Electronic Design Automation http://leda.elfak.ni.ac.yu/

02.03.2015. 2

Sistemski aspekt projektovanja


Tehnološki aspekt projektovanjaSistemski aspekt projektovanjaAspekt testiranjaEkonomski aspektPravni aspektEkološki aspekt projektovanja

02.03.2015. 3



02.03.2015. 4



Prvi let braća Rajt obavila su 1903.

brzina 48km/h

Prvi putnički avion na mlazni pogon 1959. ~1000km/h

Danas, posle 56 godina, avioni lete istom brzinom, ALI

Poređenje sa razvojem avio industrije

02.03.2015. 5

Aspekt testiranja


Tehnološki aspekt projektovanjaSistemski aspekt projektovanjaAspekt testiranjaEkonomski aspektpravni aspektEkološki aspekt projektovanja

02.03.2015. 6

Aspekt testiranja


Odgovor na pitanje da li su zadovoljeni projektni zahtevi

Pravilo 10x1

Troškovi testiranja po defektu

test

iran

jeko

mpo

nena

ta

test

iran

jepl

oca

test

iran

jesi

stem

a

1

10

100

- ne unosi novu vrednost ali košta

02.03.2015. 7

Aspekt testiranja


Tokomm projektovanja voditi računa kako će se kolo testirati u različitim fazama proizvodnje.

Troškovi testiranja po defektu

test

iran

jeko

mpo

nena

ta

test

iran

jepl

oca

test

iran

jesi

stem

a

1

10

100

Cilj:

• Omogućiti testiranje,

• Olakšati testiranje

• Ubrzati testiranje

• Po najmanjoj ceni

02.03.2015. 8

Ekonomski aspekt



02.03.2015. 9

Ekonomski aspekt


Tržište smart telefona

02.03.2015. 10

Ekonomski aspekt


02.03.2015. 11

Ekonomski aspekt


Zadatak svih fabrika na svetu je da proizvode samo jedan ‘artikal’

02.03.2015. 12

Ekonomski aspekt


Fiksni troškovi Vreme i cena projektovanja Cena izrade maske Ostali fiksni troškovi (zakupnina prostora, ...)

Proporcionalni troškovi Cena urošenog materijala (silicijuma), pakovanja

(kućišta), testiranja Proporcionalni veličini serije Proporcionalni površini čipa

02.03.2015. 13

Ekonomski aspekt


Na porast fiksnih troškova utiče rast troškova projektovanja:

Projektanti su skupi i postaju skuplji• obrazovanje• uslovi rada• uslovi života

Investicije u novi hardverInvesticije u novu softver ($100 000)

02.03.2015. 14

Ekonomski aspekt



02.03.2015. 15

Pravni aspekt


IP - Intelektualna svojina prava vezana za IP proističu iz zaštite:•PatentaDizajnaŽigaAutorskih pravaTopografija integrisanog kola (10 godina) Geografska oznaka porekla

Kako stimulisati inventivnost?

Kako zaštititi IP na složeni el. sistem?

02.03.2015. 16


Predmet zaštite:

Hardver PatentSoftver Autorsko pravo nad kopijom književnog delaBaza podataka Posebno pravo na organizaciju i

sadržaj bazeIntegrisano kolo Zaštita lejauta, imena,...

Pravni aspekt

02.03.2015. 17

Pravni aspekt


StandardiDokumenti koji sadrže usaglašena pravila, uputstva ili karakteristike koje se odnose na aktivnosti (proizvodnja i upravljanje) i njihove rezultate (gotova roba).

Uređuju i obezbeđuju kompatibilnost proizvoda različitih proizvodjača.

Njihovo poštovanje predstavlja preduslov za kvalitet proizvoda.

02.03.2015. 18

Pravni aspekt


StandardiDokumenti koji sadrže usaglašena pravila, uputstva ili karakteristike koje se odnose na aktivnosti (proizvodnja i upravljanje) i njihove rezultate (gotova roba).

Uređuju i obezbeđuju kompatibilnost proizvoda različitih proizvodjača.

Njihovo poštovanje predstavlja preduslov za kvalitet proizvoda.

02.03.2015. 19

Pravni aspekt


StandardiMeđunarodni :

•ISO International Organization for Standardization•IEC International Electrotechnical Commision•ITU International Telecommunication Union

www.iso.org Međunarodna organizacija za standardizaciju

www.iec.ch Međunarodna elektrotehnička komisija

www.wssn.net Svetska mreža organizacija za standardizaciju

02.03.2015. 20


02.03.2015. 21

Ekonomski i pravni aspekt


StandardiRegionalni:

•CEN European Committee for Standardization•CENELEC (Elektrotehnika)• ETSI (Telekomunikacije)

www.cen.eu Evropski komitet za standardizaciju

www.cenelec.org Evropski komitet za elektrotehničku standardizaciju

02.03.2015. 22



StandardiNacionalni standardi (DIN, ANSI, ГОСТ,...)

www.din.de Nemački institut za standardizaciju

www.bsi-global.com Britanski institut za standarde

www.astm.org Američko društvo za ispitivanje i materijale

www.gost-r.info Certyfikacja w Rosji

02.03.2015. 23



Nacionalni standardi

Institut za standardizaciju Srbije (SRPS) Institute for Standardization of Serbia

02.03.2015. 24



Institut za standardizaciju Srbije (SRPS) Institute for Standardization of Serbia

http://www.iss.rs

02.03.2015. 25



Standardi

Korporacijski standardi, brendovi

02.03.2015. 26

Ekonomski aspekt



02.03.2015. 27

Ekološki aspekt projektovanja


Broj elektronskih uređaja u upotrebi postaje sve veći!

•Da li ćemo imati dovoljno energije za njihov rad?

Raste broj elektronskih uređaja van upotrebe!

•Šta raditi sa uređajima koji se ne koriste?

02.03.2015. 28



Rešenje tražiti još tokom projektovanja:

Glavni problemi•Potrošnja energije•Zagađenje istrošenim proizvodima•Zagađivanje otrovnim materijalima

Projektovanje za prirodnu okolinu

02.03.2015. 29



Potrošnja energije

• More than 30 billion kilowatt-hours of energy is wasted because many of us simply forget to shut down our computers when we’re not using them. Even with a screen saver on, when you’re not using it, it’s STILL using up to 280 watts/hour of completely wasted power.

(http://www.indianweb2.com/2007/07/localcooling-save-pc-power-consumption-fight-globalwarming/)

02.03.2015. 30



Potrošnja energije

• I najmanje smanjenje potrošnje kada se pomnožibrojem uređaja dovodi do značajnih

ušteda

• SAD troše 10GW za napajanje ‘isključenih’ uređaja!

02.03.2015. 31



Tehnološki vek računara proizvedenih 1999. je 3,1 godina!

02.03.2015. 32



Gomilanje elektronskog otpada!

02.03.2015. 33



Projektovanje za prirodnu okolinu:

•Briga o zdravlju•Briga o prirodnoj okolini i sigurnosti tokom

čitavog životnog veka proizvoda

•Projektovanje za preradu•Projektovanje za reciklažu•Projektovanje za produženje životnog veka proizvoda

Osnovne smernice

02.03.2015. 34



02.03.2015. 35



Novi materijali

02.03.2015. 36



ISO 14000 i rezultati

•SGS Tomphson primena principa PPO dovelo do povećanja profita:

•energija sa 680kWh/$1000 na 550kWh/$1000

•voda 11,3m3/$1000 na 7,8m3/$1000

•Otpad sa 71% na 35%

•Potrošnja papira 1200t/god na 800t/god

02.03.2015. 37

1. Osnovni pojmovi

1.1 Definicija1.2 Faze projektovanja1.3 Projektovanje u užem smislu1.4 Aspekti projektovanja1.5 Stilovi projektovanja1.6 Izbor stila projektovanja



1.5 Stilovi projektovanja

2.1 Standardna integrisana kola (IC)


Kola koja postoje na tržištu i mogu se kupiti u radnji.Oznaka definiše tip kola i njegovu namenu (katalozi)

CD4000, LM741, mA741, 74xxx serija,...

Standardna integrisana kola

Application Integrisana

Specific Kola

Integrated Specificne

Circuits Namene


Integrisana kola specifične nameneApplication Specific IC (ASIC)



Kola koja NE postoje na tržištu i NEmogu se kupiti u radnji.

Oznaka definiše tip kola samo neposrednom korisniku – ne nalaze se u katalozima, funkcija poznata samo korisniku



Potpuno projektovanje po narudžbini

Delimično projektovanje po narudžbini

- Pretprojektovane strukture

Standardne ćelije Makroćelije Gejtovski nizovi




Gejtovski nizovi/matrice (Gate Array)

Gate Array Sea of Gates

pMOS niznMOS niz

pMOS niznMOS niz

Preiferne I/O ćelije

Preiferne I/O ćelije

Pasivniuglovi

Pasivniuglovi

pMOS pMOS

pMOS

pMOS pMOS

pMOS

pMOS pMOS

pMOS

pMOS pMOS

pMOS

pMOS pMOS

pMOS

pMOS pMOS

nMOSnMOS

nMOSKanal za trasiranje veza

nMOSnMOS

nMOS

nMOSnMOS

nMOS

nMOSnMOS

nMOS

nMOSnMOS

nMOS

nMOSnMOS


Standardna integrisana kola (kupuju se u radnji).

To su IC koja u sebi sadrže već uradjene i logičke komponente i veze.

Korisnik programira konačnu funkciju koju obavljaju. Programiranje se sastji u tome da se neželjene veze prekinu ili da se formiraju željene veze (osigurači/antiosigurači), odnosno otvoreni /zatvoreni prekidači


Standardna integrisana kola specifične nameneStandard Application Specific IC (SASIC)



SPLD CPLD PGA

PROM PLD EPLD,…



02.03.2015. 48

1. Osnovni pojmovi

1.1 Definicija1.2 Faze projektovanja1.3 Projektovanje u užem smislu1.4 Aspekti projektovanja1.5 Stilovi projektovanja1.6 Izbor stila projektovanja



Osobine standardnih integrisanih kola:

Poznata funkcija na osnovu oznake

Relativno jeftina

Izbor stila projektovanja


Osobine uredjaja zasnovanih na standardnim integrisanim kolima:

– Lako se kopiraju

– Veći broj čipova na štampanoj ploči

– Glomazni su

– Broj lemnih tačaka veliki – pouzdanost manja



Osobine ASIC:

Funkcija kola poznata samo naručiocu

Cena zavisi od obima prizvodnje

Broj pinova mali

Naručilac projektuje i daje proizvođaču na izradu/doradu



Osobine uredjaja zasnovanih na ASIC:

+ Teško se kopiraju

+ Manja cena ukoliko se izabere pravilni tip

+ Male dimenzije

+ Broj lemnih tačaka mali – pozdanost veća



Osobine SASIC:

Funkcija kola poznata samo naručiocu

Cena velika

Broj pinova veliki

Naručilac projektuje i finalizuje



Osobine uredjaja zasnovanih na SASIC:

+ Teško se kopiraju

+ Isplativa za male serije

+ Brza izrada prototipa

- Broj lemnih tačaka veliki – pouzdanost manja od ASIC

- Dimenzije štampe veće nego kod ASIC



Koji ASIC?

• potpuno projektovanje po narudžbini

(Full custom design)

•delimično projektovanje po narudžbini,

(Semicustom design)

• SASIC (standardna ASIC)



vreme/cena projektovanja

vreme/cena proizvodnje

FC SC GA FPGAposleprojektovanjapre projektovanja



potpuno delimičmoprojektovanje po narudžbini

ASIC SASIC





BrzinaOK?

BrzinaOK?

standardno IK

FPGA

PotrošnjaOK?

PotrošnjaOK?

CenaOK?

CenaOK?

Kraj

Kraj

ne

nene

ne

ne

ne

da

da

da

da

da

da

BrzinaOK?

delimičnopo

narudžbini

PotrošnjaOK?

CenaOK?

Kraj

ne

ne

ne

da

da

da

BrzinaOK?

potpunopo

narudžbini

PotrošnjaOK?

CenaOK?

Kraj

ne

ne

ne

da

da

da

Čekajnovu

tehnologiju


02.03.2015. 60

I. Uvod: Šta smo naučili?

Šta treba da znamo?

Elementarno (za potpis)Šta je projektovanje elektronskih kola?

Osnovna (za 6)1. Domeni opisa projekta 2. Aspekti projektovanja


02.03.2015. 61


Šta treba da znamo?Ispitna pitanja

a) Nivoi projektovanja

b) Faze projektovanjac) Projektovanje u užem smislud) Tehnološki aspekt projektovanjae) Aspekt testiranjaf) Ekonomski aspekt projektovanja


02.03.2015. 62


Šta treba da znamo?

Elementarno (za potpis)Stilovi projektovanja

Osnovna (za 6)1. Šta su standardna IC, ASIC, SASIC?2. Izbor stila projektovanja


02.03.2015. 63


Ispitna pitanja

a) Standardi (tipovi, naš nacionalni standard)b) Šta su standardna IC, osobinec) ASIC, osobine i tipovi d) SASIC, osobine i tipovi?e) Poređenje standardnih, ASIC i SASIC sa stanovišta

brzine izlaska na tržište i cenef) Poređenje osobina uređaja projektovanih na bazi

različitih stilova projektovanja


02.03.2015. 64

I. Uvod

Sadržaj:I. Osnovni pojmovi

Sledeće nedeljeII. Analiza el. kola primenom

računaraIII. Optimizacija el. kolaIV. Logička simulacija


Documents

Tehnološki aspekt projektovanjaleda.elfak.ni.ac.rs/education/PEK_stari/literatura... · 2015. 3. 16. · na mlazni pogon 1959. ~1000km/h Danas, posle 56 godina, avioni lete istom