Analogiapiirit III:n harjoitustyö

Transkriptio

1 Analogiapiirit III:n harjoitustyö Harjoitustyössä suunnitellaan 1. asteen Σ modulaattori ASIC toteutuksena. Koko ASIC suunnittelupolku käsinsuunnittelusta lopulliseen IC piirikuvioon päydään läpi viidessä osassa. Σ modulaattorin suunnittelu ja ideaalisen mallin toiminnan varmistaminen piirisimulaatioilla. Operaatiovahvistimen suunnittelu ja simulointi. Realisoitavissa olevan DS modulaattorin toiminnan varmistaminen piirisimulaatioilla. Operaatiovahvistimen piirikuvion piirto. Σ modulaattorin piirikuvion piirto.

2 Työn sisältö ja (esim.) aikataulu Harjoitustyön sisältö ( Σ modulaattori SC tekniikalla) vaihe n:o vaiheen sisältö 1 1. asteen Σ modulaattori 1 bittisellä kvantisoijalla SC rakenteen suunnittelu ja varmistaminen simuloimalla ideaalisilla operaatiovahvistimilla ja komparaattorilla 2 operaatiovahvistimen spesifikaatioiden suunnittelu (SC näkökulmasta, apuna voi käyttää esim. vaiheen 1 simulaatioita) operaatiovahvistimen rakenteen valinta operaatiovahvistimen suunnittelu operaatiovahvistimen toiminnan varmistaminen simuloimalla 3 kohdassa 1 suunnitellun koko Σ rakenteen toiminnan varmistaminen simuloimalla käyttäen suunniteltua operaatiovahvistinta ja valmiiksi annettua komparaattoria arvioitu kesto viikkoa operaatiovahvistimen layoutin suunnittelu 3 5 koko piirin layoutin suunnittelu layoutin viimmeistely (padit/sfc:t/scribe) + kotelon valinta/bondauskaavio 2

3 "Kurssin" rakenne 1. Aloituskokous motivointi tarkat ohjeet ohjeet saatavana myös verkkosivulta ( AP3_01/AP3_HARJ_02.html ) jaetaan esimerkkiaikataulu 2. Ohjelmiston käytön opetussessiot sessiot kestävät kaksi tuntia kerrallaan koneet opiskelijoiden käytössä muulloinkin lisätään session alkuun kyseisen päivän aiheen demo (esim. videotykki), jonka aikana opiskelijat tekevät omat muistiinpanonsa esim. käytetyistä käskyistä sessioiden sisältö voidaan valita osin myös session alussa suoritetun oppilaspalautteen mukaan varsinkin layout/viimeisen session ajankohdat voidaan myöhemmin sovittaa kurssin todelliseen etenemisvauhtiin (vrt. väliraportit)

4 session n:o "Kurssin" rakenne kuvaus ajankohta viikkoa alkukokouksesta 1piirikaaviosuunnittelua ja simulointia 1 2piirikaaviosuunnittelua ja simulointia 3 3layout suunnittelua 4 4layout suunnittelua ja verifiointia 5 5piirikaaviosuunnittelua, simulointia, layout suunnittelua ja 8 verifiointia (tarpeen mukaan) 1. sessio pidetään n. viikko aloituskokouksen jälkeen (teoria tehty ja siirrytään simulointiin) Varsinaiset yhteissessiot lopetetaan kurssin puolivälissä (vrt. oikeastikin työntekijä ensin kurssitetaan ohjelman käyttöön, minkä jälkeen käyttöä opiskellaan itse tekemällä ja manuaaleista lukemalla (ja kyselemällä toisilta ja ohjaajalta)). Mielestäni tällainen rytmitys tukee paremmin ohjelmiston käytön todellista oppimista, kuin aiemmat metodit, jossa opettaja on joko koko ajan paikalla, mikä johtaa liialliseen kyselemiseen oman ajattelun sijasta, tai jossa opettaja ei ole ollenkaan paikalla, jolloin apua ei ole edes pyydettäessä tarjolla. 5. sessio järjestetään kaksi viikkoa ennen harjoitukseen varatun ajan loppua, jotta hitaammin edenneetkin saavat opetusta ohjelmiston käytössä ja jo pitkälle edenneet saavat apua viimehetken ongelmiinsa. 3. Lopetuskokous harjoitustyön viimeisellä viikolla feedback opettajille parhaiden ratkaisujen esittely (feedback tekijöille) rohkaistaan jälkeenjääneitä kurssin suorittamiseen omatoimisesti mahd. pian

5 lisätään opiskelijoiden oma aloitteisuutta tiedonhaussa ja ongelmanratkaisussa valmiita ratkaisuesimerkkejä ei kopioida lähdemateriaaleista harjoitustyömateriaaliin opiskelijoiden on itse haettava ratkaisujen periaatteet esim. kurssikirjallisuudesta vaihtoehtoiset ratkaisut sallitaan

6 harjoitustyön ja tosielämän eron vähentämiseen (vrt. kaksois rakenteen poisto) ts. työn on oltava sisällöltään, ongelmanasettelultaan ja rakenteeltaan enemmän tosielämää vastaavan esim. ennen harjoitustyössä painotettiin simulaattoria työkaluna, eikä ongelman ratkaisun oikeellisuuden varmistajana, kuten tosielämässä asia on tämä ongelma korjataan muuttamalla työn rakenne sellaiseksi, että opiskelijoiden tulee todistaa valitsemallaan metodilla saavuttamansa ratkaisun oikeellisuus simulointityökaluilla tämä vastaa täsmälleen todellisen insinöörityön rakennetta!

7 Kurssimateriaalin ja kurssin rakenteen tulee mahdollistaa opiskelijoiden etenemisen omaan tahtiin, kuitenkin siten että mahdollisimman moni saa suoritettua tehtävän annetussa ajassa. kurssimateriaalin rakenne yhteisten opetussessioiden ajoitus ja toisto materiaalissa kiinnitetään huomiota opiskelijan mahdollisuuteen seurata oman työnsä etenemistä jokaisessa vaiheessa koska kurssin rakenne on uusi, kiinnitetään erityistä huomiota harjoitustyön sisällön laajuuden valitsemiseen, jotta työtaakka ei ylitä harjoitustyölle annettua painoarvoa.

8 Työn sisältö uusitaan siten, että koko työ voidaan periaatteessa suorittaa yhden suunnitteluympäristön sisällä (Cadence) aikaa vapautuu suunnittelutyöhön periaate "kun tuntee yhden oppii kyllä käyttämään nopeasti muitakin piirisuunnitteluohjelmistoja" valittu suunnitteluympäristö (Cadence) on relevantti, sillä se on käytössä sekä elektroniikan laboratoriossa että useassa lähiseudun integroituja piirejä suunnittelevassa yrityksessä toisaalta, käytettyä ympäristöä ei rajata vain valittuun, vaan opiskelijat saavat itse valita esim. töiden kautta tutuksi tulleen ohjelmiston/ohjelmistot, mikäli niin haluavat tukiongelma (esim. komponenttikirjastot)

9 Työselostus jaetaan useaan osaan, jotka kirjoitetaan työn edetessä ja palautetaan opettajalle väliraportteina. lopullinen työselostus muodostuu väliraporteista, jolloin työ ei jää roikkumaan loppuraportin kirjoitusvaiheeseen, kuten ennen on usein käynyt auttaa opiskelijoita oman edistymisensä arvioinnissa ja tiedon jäsentelyssä kurssin opetushenkilöstö voi näin seurata opiskeli joiden etenemistä selostusten palauttamistilanteesta muodostuu automaattisesti kontaktitilanne opiskelijoiden ja opettajien välille

10 tarkasteluun on valittu piirirakenne, joka on relevantti nyt ja lähitulevaisuudessa ja joka on kiinnostava sinäänsä esim. audiopiireistä kiinnostuneille opiskelijoille harjoituksen lopputulos on sellainen, että se voitaisiin valmistaa valmiiksi mikropiiriksi aiemmin vain osa kokonaisuutta ilman selkeää yhteyttä piirisuunnittelijan työn lopputuotteeseen harjoitustyön suoritettuaan opiskelijalla on todelliset ja käyttökelpoiset valmiudet käytännön IC suunnitteluun aina ongelman asettelusta lopulliseen tuotteeseen asti painotusta siirretty enemmän piirikuvion (vrt. layout) suunnittelun puolelle kyseessä on ainoa harjoitustyö, johon sisältyy layout suunnittelua ja tutustuminen layout suunnittelun työkaluihin. piirikuvion laatu on todellisten piirien toiminnan kannalta ensiarvoisen tärkeää