Fast Integrated Circuits for Digital Communications
Modul | Schnelle integrierte Schaltungen für die digitale Kommunikation | |||||||||
Veranstaltungsnummer / | L.048.90704 | |||||||||
Koordinator / | Scheytt, Christoph, Prof. Dr.-Ing. | |||||||||
Lehr- und Forschungseinheit / | Schaltungstechnik | |||||||||
Typ / | 2 V / 2 Ü | |||||||||
Arbeitspensum / |
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Leistungspunkte / | 6 | |||||||||
Modulseite / | https://www.hni.uni-paderborn.de/en/system-and-circuit-technology/teaching/fast-integrated-circuits-for-wireline-communications/?cHash=e32f5540dd674c9cd4c76f389628254e | |||||||||
Zeitmodus / | Wintersemester |
Kurzbeschreibung / Short Description |
| In der Glasfaserkommunikation werden heutzutage in kommerziellen Systemen sehr hohe Bitraten von über 100 Gb/s pro optischem Kanal und mehreren Tb/s in einer Glasfaser erreicht. In ähnlicher Weise treten heute bei der Signalübertragung zwischen Chips hohe Bitraten von mehr als 10 Gb/s an einem einzelnen Gehäuse-Pin auf, die über Leiterplatten und preisgünstige serielle Kabelverbin-dungen übertragen werden müssen. In Zukunft werden durch den Fortschritt der CMOS-Technologie und der optischen Kommunikationstechnik die Datenraten weiter kontinuierlich steigen. Der Entwurf von elektronischen Schaltungen für hohe Bandbreiten bzw. Bitraten erfordert ein gutes Systemverständnis im Hinblick auf die typischen Sende-/Empfangsarchitekturen, Komponenten und Signaleigenschaften. Überdies ist ein gutes Verständnis des Schaltungsentwurfs integrierter Schal-tungen und eine genaue Höchstfrequenz-Modellierung von passiven und aktiven Bauelementen notwendig. Ziel der Vorlesung ist es, den Studenten ein Verständnis des methodischen Entwurfs schneller inte-grierter, elektronischer Schaltungen für die digitale leitungsgebundene Kommunikationstechnik zu vermitteln. Ein Teil der Übungen wird als CAD-Übung unter Nutzung moderner Chip-Entwurfssoftware durchgeführt. Nowadays commercial fiber-optic communication systems reach very high data rates of 100 Gb/s per optical channel and several Tb/s in a single fiber. In a similar way very high data rates of more than 10 Gb/s occur at a single package pin of electronic chips. These signals are to be transmitted over printed circuit boards and inexpensive serial cables. In the future the progress of CMOS tech-nology and communication technology will push speed of fiber-optic and wire-line communication continuously to ever higher data rates. The design of electronic circuits for high bandwidth rsp. data rates requires a good system knowledge with respect to typical transmitter and receiver architectures, components, and signal properties. Furthermore a thorough understanding of integrated circuit design as well as precise high-frequency modeling of passive and active devices are required. Goal of the lecture is to enable the student to utilize a methodological approach for the design of fast integrated electronic circuits for digital wired communications. A part of the exercises will be carried out using modern industry-standard IC design software. |
Inhalt / Content |
Die Vorlesung vermittelt den methodischen Entwurf von schnellen, integrierten, elektronischen Schaltungen für digitale leitungsgebundene Kommunikationssysteme. Ein Teil der Übungen wird als CAD-Übung unter Nutzung moderner Chip-Entwurfssoftware durchgeführt. Die Vorlesung baut auf die Pflichtvorlesung "Schaltungstechnik" bzw. "Circuit and System Design" auf.
The lecture deals with analysis and design of fast integrated electronic circuits for digital broadband communication systems. A part of the exercises will be performed using modern chip design CAD tools. The lecture is based on the compulsory lectures "Schaltungstechnik" rsp. "Circuit and System Design".
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Lernergebnisse und Kompetenzen / Learning outcomes and competences |
Fachkompetenz / Domain competence: Der Student wird in der Lage sein:
The student will be able to:
Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications: Die Studenten lernen, wie verschiedene interdisziplinäre wissenschaftliche Bereiche - wie mathematische Signal- und Systemanalyse, nichtlineare und lineare Schaltungsanalyse, Halbleiterphysik, Bauelemente und Hochfrequenztechnik - zur Entwicklung von Kommunikations-Anwendungen miteinander kombiniert werden. |
Methodische Umsetzung / Implementation |
Vorlesung mit Übungen (einschließlich rechnerunterstütztem Entwurf mit IC-Entwurfssoftware) Lecture with Exercises (including computer-aided design using electronic design software) |
Inhaltliche Voraussetzungen / Prerequisites |
Vorlesung "Schaltungstechnik" des Bachelor Elektrotechnik oder Vorlesung "Circuit and System Design" des Master "Electrical Systems Engineering" oder vergleichbare Vorlesungen |
Kombinationshinweise - Überschneidungen / Overlapping modules |
Keine / None |
Prüfungsmodalitäten / Assessments |
Mündliche Prüfung / oral exam |
Unterrichtssprache / Teaching Language |
Deutsch oder Englisch (je nach Nachfrage) / German or English (depending on demand) |
Lernmaterialien, Literaturangaben / Teaching Material, Literature |
Handouts und Literatur-Referenzen werden in der Vorlesung gegeben. |
| Bemerkungen / Comments |
| Im Rahmen der Vorlesung wird eine 2-tägige Exkursion zum IHP Leibnizinstitut für Innovative Mik-roelektronik in Frankfurt (Oder) mit Besichtigung einer modernen Chipfertigung angeboten (Teil-nahme ist freiwillig). As part of the lecture a 2-day excursion to IHP Leibnizinstitute for High-Performance Microelectron-ics in Frankfurt (Oder) is offered which includes the visit of a modern chip fabrication facility (partici-pation in the excursion is voluntary). |