Beschreibung
Das Open Electronics Lab lädt Studierende dazu ein, in ihrer Freizeit erste Erfahrungen im Entwurf und der Fertigung integrierter Schaltkreise zu sammeln.
Dank der Plattform Tiny Tapeout ist es inzwischen möglich, eigene Designs kostengünstig auf Open-Source-PDKs und Tools zu realisieren.
Im Rahmen dieses Forschungspraktikums soll eine einfache analoge Schaltung zunächst im Schaltplan entworfen, anschließend gelayoutet und schließlich zur Fertigung eingereicht werden. Dabei wird die am Lehrstuhl bereits etablierte Open-Source-Toolchain eingesetzt. Zudem soll der gesamte Workflow für die Nutzung der Tiny-Tapeout-Plattform dokumentiert und bewertet werden.
Forschungsfragen
- Welche Herausforderungen treten bei der Nutzung der Open-Source-Toolchain auf?
- An welchen Stellen kann der Flow vereinfacht oder verbessert werden?
- Welche typischen Probleme entstehen beim analogen Layout?
- Wie werden analoge Zellen DRC- und LVS-clean für die Fertigung vorbereitet?
Ziele der Arbeit
- Dokumentation eines vollständigen Analog-Design-Workflows für einen MPW-Run auf Tiny Tapeout
- Entwurf und Layout einer einfachen analogen Schaltung (z. B. OPV, Bandgap, Komparator o. ä.)
Arbeitspakete
- System & Spezifikation
- Definition von Zielen und Entwurfsmetriken
- Schaltungssimulation
- Qucs-S / Ngspice / Xyce: DC-, AC-, Rausch-, Transienten- und Stabilitätsanalyse (optional HB/S-Parameter)
- Layout
- KLayout bzw. gdsfactory (parametrische Cells), inklusive PEX und DRC/LVS
Deine Kenntnisse
(Nicht alle Punkte sind erforderlich.)
- Allgemein:
- Gute Studienleistungen (Gesamtnote besser als 2,0)
- Interesse am praktischen Arbeiten mit neuen Tools und Technologien
- Studienfach EEI/Mikroelektronik oder ähnlich
- Programmierung & EDA:
- Gute Python-Kenntnisse (NumPy, Pandas, SciPy; idealerweise scikit-rf)
- Grundkenntnisse in Linux und reproduzierbarem Arbeiten
- Erfahrung mit Cadence ist ein Plus
- Analog-Design:
- Grundlagen der Schaltungstechnik, Großsignal- und Kleinsignalanalyse
- Besuch einer der Vorlesungen ISF, LBE, SIA oder ADU
- Praxis & Motivation:
- Freude am Basteln und Experimentieren
- Idealerweise bereits Erfahrung im PCB-Design und Interesse an IC-Entwicklung