Посмотреть презентацию кафедры (файл *.pdf)

Кафедра ПКИМС является ведущей в МИЭТ кафедрой в области разработки САПР БИС.

В настоящее время кафедра осуществляет подготовку специалистов по формам:

Бакалавриат:

* Направление 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника».

- Профиль «Автоматизация проектирования изделий наноэлектроники»

Магистратура:

* Направление 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника».

- Программа «Лингвистические средства САПР СБИС и систем на кристалле»

* Направление 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника».

- Программа «Автоматизированное проектирование субмикронных СБИС и систем на кристалле»

- Программа «Проектирование и конструирование наноэлектроных систем на кристалле» (сетевая)

Аспирантура:

* Направление 09.06.01 «Информатика и вычислительная техника»

Специальность 05.13.12. «Системы автоматизации проектирования», квалификация кандидат технических наук.

Программа профессиональной переподготовки:

* «Автоматизированное проектирование СБИС и систем на кристалле»

Программы повышения квалификации:

* «Проектирование сложно-функциональных блоков СБИС»

* «Проектирование СнК на основе СБИС с программируемой архитектурой» * «Физический синтез с использованием САПР Synopsys» * «Маршрут проектирования цифровых ИС в САПР Synopsys»

Кафедра проектирования и конструирования интегральных микросхем (ПКИМС) (факультет ЭКТ) была создана в 1982 г. при реорганизации физико-технического факультета на базе кафедры радиоэлектроники (факультет МПиТК) и кафедры гибридных интегральных схем (факультет ФТ).

Основная идея реорганизации состояла в том, чтобы на одном факультете объединить подготовку специалистов в области автоматизированного проектирования и технологии изготовления интегральных микросхем (ИМС). До этого на факультете выпускались только инженеры-физики и инженеры-технологи для предприятий полупроводниковой электроники. Необходимость реорганизации факультета была обусловлена тем, что к началу 80-х годов сложность интегральных схем возросла настолько, что взаимосвязь процессов проектирования и производства БИС стала очевидной и возникла потребность в подготовке специалистов по автоматизации проектирования, владеющих основами разработки ИМС.

Более 20 лет кафедру ПКИМС возглавлял Казеннов Г.Г., докт. техн. наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР в области науки и техники. Вместе с ним начинали и работали на кафедре профессора д.т.н. Соколов А.Г., Щемелинин В.М., доценты, к.т.н., Перминов В.Н., Целибеева В.Н. и преподаватели Савельев П.B., Терехов Н.Д., Петраков В.И., Трофимова Л.В., Попова Т.B. Основным научным направлением кафедры стало создание теоретических основ и методологии автоматизированного проектирования СБИС. В решении этой проблемы участвовали четыре научные группы, которые возглавляли ведущие профессора кафедры:

Ермак В.В. – по автоматизации логического проектирования;

Соколов А.Г. – по автоматизации схемотехнического проектирования;

Щемелинин В.М. – по автоматизации топологического проектирования;

Кремлев В.Я. – по автоматизации проектирования элементной базы.

В. В. Ермак, Г. Г. Казеннов, М. В. Щемилинин

Под руководством профессора Казеннова Г.Г. на кафедре сформировалась научно-педагогическая школа в области САПР БИС. На кафедре были разработаны программные комплексы для проектирования БИС, нашедшие широкое применение в промышленности – «КИПАРИС», «АКИМС» и др.

Г. Г. Казеннов, В. Я. Кремлев

На кафедре были разработаны и выпущены учебные пособия:

- Е.В. Авдеев «Аналоговые и смешанно-сигнальные расширения VHDL»

- Е.В. Авдеев, В.Н. Целибеева «Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Лингвистическое обеспечение САПР» / Под ред.д.-т.н., профессора Г.Г. Казённова

- Е.В. Авдеев, А.Л. Ездаков «Методические указания к лабораторным работам по курсам «Системы искусственного интеллекта» и «Экспертные системы САПР ИМС»

- Т.В. Попова «Основы логического проектирования интегральных схем».

***

А.И. Сухопаров

С 2003 по 2008 гг. кафедрой руководил канд. техн. наук, доцент Сухопаров Анатолий Иванович. Выпускник МИЭТ 1972 г., с 2007 г. Генеральный директор ОАО «Ангстрем-Т» – строящегося завода по производству СБИС уровня 90 – 130 нм на пластинах диаметром 200 мм. Кандидат технических наук, автор 104 научных работ, в т.ч. 54 Авторских свидетельств на изобретения. Сухопаров А.И. имеет награды: Заслуженный конструктор РФ, Лауреат Государственной премии СССР (1989 г.), Лауреат премии Правительства РФ (2001 г.), Орден Знак Почета.

Открытие центра 29 июня 2005 г., аудитория 4131: Президент компании Synopsys Аарт де Джиз и ректор МИЭТа Ю.А. Чаплыгин

В июне 2003 г. на основе соглашения между мировым лидером в области автоматизированного проектирования ИМС компанией Synopsys, фирмой ALT-S и МИЭТ на кафедре был создан учебный центр МИЭТ - Synopsys. В июне 2005 года состоялось открытие этого центра.

В УЦ на 10-ти рабочих местах было установлено фирменное лицензионное программное обеспечение (ПО) для факультативного обучения студентов работе с программами логического синтеза ИМС. Работами по конкурсному отбору студентов и подготовке необходимых учебных материалов руководил профессор Ермак В.В. В рамках работы УНЦ «Synopsys» были разработаны и выпущены учебные пособия:

- В.С. Калашников, О.В. Ласточкин, М.Ю. Семенов «Основы логического синтеза средствами САПР Synopsys с использованием Verilog HDL. Учебное пособие». – М.: МИЭТ, 2004. – 88 с.

- А.Л. Стемпковский, М. Ю. Семенов « Основы логического синтеза средствами САПР Synopsys с использованием Verilog HDL. Учебное пособие ». – М.: МИЭТ, 2005. – 140 с.

В июне 2006 г. по предложению компании Synopsys и образовательного центра Synopsys-Армения был заключен договор о создании учебно-образовательного центра МИЭТ - Synopsys и разработке программы подготовки магистров. Руководителем УОЦ была назначена доцент Миндеева А.А. Для обеспечения деятельности УОЦ МИЭТ - Synopsys был оборудован компьютерный класс на 20 рабочих мест. На рабочих местах был установлен полный пакет фирменного ПО Synopsys и библиотека технологических файлов (c проектными нормами 90 нм) для обучения студентов по магистерской программе «Автоматизированное проектирование субмикронных СБИС и систем-на-кристалле». В октябре 2006 г. состоялось официальное открытие УОЦ.

А.И. Сухопаров, В. В. Ермак, Г. Г. Казеннов, М. В. Щемилинин, В. М. Дьяконов, А. А. Миндеева, Н. А. Зайцев

С 2003 по 2008 год под руководством Сухопарова А.И. рганизовал на кафедре были выполнены следующие научные работы в области проектирования СБИС и физико-технологического моделирования нано и микроэлектронных систем:

-«Исследование принципов проектирования цифровых СФ-блоков для систем на кристалле» – руководитель профессор, к.т.н. Ермак В.В.

-«Проведение анализа основных вариантов технологий КМОП КНИ СБИС с низким уровнем потребления энергии и особенностей взаимодействия системы fables-foundry для технологий КМОП уровня 0,25 мкм» – руководитель доцент, к.т.н. Дьяконов В.М.

- «Исследование маршрутов сквозного проектирования цифровых СБИС» – руководитель зав.каф., к.т.н., Сухопаров А.И.

- «Исследование принципов создания наноразмерных МОП СБИС и «систем на кристалле» с ультранизкой потребляемой мощностью» – руководитель доцент, к.т.н. Дьяконов В.М.

- «Разработка технологии нанесения сегнетоэлектрика» – руководитель профессор, д.т.н. Зайцев Н.А.

В 2006 - 2007 гг. кафедра приняла активное участие в реализации инновационной образовательной программы МИЭТа: были подготовлены к изданию 7 книг, разработаны 30 учебно-методических комплексов по учебным дисциплинам для факультетов ЭКТ и ЭТМО, подготовлены и переданы на факультет ДДО электронные версии методических материалов для организации индивидуальной работы студентов по 17 учебным дисциплинам. Под руководством профессора Ермака В.В. и доцентов Дьяконова В.М. и Сырцова И.А. в ЦФК «Электронная компонентная база» были выполнены студенческие научно-исследовательские работы по основным направлениям деятельности кафедры.

В этот период были подготовлены и выпущены учебные пособия:

- В.Б. Стешенко, Т.В. Попова, Д.Б. Малашевич «Основы HDL Verilog как средства проектирования цифровых устройств» / под ред.к.-т.н.,доцента Сухопарова А.И.

- Ю.З. Горбунов «Основы программных технологий» / под ред.к.-т.н.,доцента Сухопарова А.И.

- А.Л. Ездаков «Экспертные системы САПР».

- Матюшкин И.В. «Маршруты проектирования интегральных микросхем:системный уровень» / под ред.к.-т.н.,доцента Сухопарова А.И.

***

В.А. Беспалов

С 2008 г. заведующим кафедрой назначен профессор Беспалов В.А., докт. техн. наук, лауреат премии Президента РФ в области образования, почетный работник науки и техники РФ. С его приходом на кафедре открылись новые направления исследований, связанные с проектированием на структурируемых БМК, прототипированием и с разработкой автоматизированной системы проектирования, изготовления и контроля фотошаблонов (АСИФ) для нанометрового диапазона проектных норм.

В бакалаврскую программу включен курс по прототипированию проектных решений на учебных комплексах (отладочные платы и ПО) фирмы Altera, закупленных в рамках проекта НИУ. В магистерские программы «Автоматизированное проектирование СБИС и систем-на-кристалле средствами САПР» введены учебные дисциплины «Подготовка данных для изготовления фотошаблонов», «Проектирование на структурированных БМК».
В настоящее время на кафедре ведутся научные исследования и разработки по следующим приоритетным направлениям:

- методы переноса топологии ИМС на поверхность полупроводниковой пластины; разработка АСИФ для микроэлектронных изделий с проектными нормами нанометрового диапазона (руководитель – докт. техн. наук Беспалов В.А.);

- методы ускоренного анализа и оптимизации цифровых КМОП СБИС (руководитель – профессор Глебов А.Л.);

- математическое моделирование элементной базы современных интегральных схем (руководитель – профессор Хренов Г.Ю.);

- проектирование сложно-функциональных наноразмерных блоков СБИС (руководитель – профессор Гаврилов С.В.);

- элементная база для СБИС с ультранизкой потребляемой мощностью (руководитель – профессор Беспалов В.А.);

- физико-технологическое проектирование нано- и микроэлектронных систем (руководитель – кандидат ф.-м. наук – Матюшкин И. В.);

- методы проектирования систем на кристалле с программируемой архитектурой (руководитель – к.т.н. Бутов А.С.)

- лингвистические средства САПР СБИС и систем на кристалле (руководитель – к.т.н. Булах Д.А.)

В рамках проекта «Национального исследовательского университета» на кафедре подготовлены учебно-методические материалы для подготовки специалистов по направлениям:

- «Электроника и наноэлектроника» (квалификация – бакалавр и магистр):
модернизирована основная образовательная программа подготовки магистров «Автоматизированное проектирование субмикронных СБИС и систем на кристалле средствами САПР» и разработаны программы для подготовки бакалавров – Автоматизированное проектирование изделий наноэлектроники» и магистров «Проектирование энергосберегающих схем и систем».

- «Информатика и вычислительная техника» (квалификация – бакалавр и магистр): разработаны основные образовательные программы подготовки бакалавров «Системы автоматизированного проектирования» и две программы магистров «Лингвистические средства САПР СБИС и систем на кристалле», «Автоматизация физического проектирование микро и наноразмерных сверхбольших интегральных схем».

Также на кафедре разработаны дополнительные программы повышения квалификации «Автоматизированное проектирование СБИС и систем на кристалле средствами САПР Synopsys», в рамках НИУ по заказу ИППМ РАН, ЗИТЦ – «Проектирование сложно-функциональных блоков СБИС» и по заказу ОАО Ангстрем «Проектирование систем на кристалле с программируемой архитектурой».

Сотрудники кафедры активно участвуют в разработке и адаптации учебных программ при выполнении внутривузовского проекта «Разработка инновационной образовательной программы для подготовки и повышения квалификации инженеров-программистов в области проектирования маломощных и высокопроизводительных систем-на-кристалле с учетом особенностей нанотехнологий».
В ИПК МИЭТа изданы учебные пособия:

- А.С. Бутов «Проектирование на ПЛИС»

- Д.О. Левицкий «Лабораторный практикум по курсу: «Проектирование и программирование микропроцессорных систем»

- В.И. Петраков «Автоматизация схемотехнического проектирования ИС. Курс лекций»

- В.В. Ермак, А.В. Козлов, В.Ю. Савченко «OC LINUX для разработчиков и пользователей ПО САПР СБИС»

- Дьяконов В.М., Коршунов А.В., Волобуев П.С. «Проектирование энергоэффективных цифровых схем».

- В.А. Беспалов, А.Л. Глебов, А.Н. Кононов «Диаграммы двоичных решений (BDD) в автоматизации проектирования СБИС»

- А.Л. Глебов, Н.А. Кононов, А.А. Миндеева «Методы математического моделирования в САПР СБИС»

- Миндеева А.А. «Элементная база аналоговых схем»

- Попова Т.В., Гусев С.В., Ильин С. «Выполнение междисциплинарного задания в цепочке дисциплин «Языки описания цифровых схем и систем», «Лингвистические средства САПР», «Автоматизация функционально-логического проектирования БИС»

- Т.В. Попова, А.В. Козлов, М.Г. Галахтин, О.М. Хусаинова «Методические рекомендации по адаптации молодого преподавателя к учебному процессу в академической среде»

- Алексеев А.А., Владимиров Л.Л., Гуреев П.В., Левицкий Д.О., Тогидный О.Б., Шумилин С.С. «Программирование микроконтроллеров на основе 8-разрядного микроконтроллера К1886ВЕ61У. Лабораторный практикум»

- Тимошенков В.П., Миндеева А.А. «Элементная база систем связи. Учебное пособие»

- Коршунов А.В., Гусев С.В. Учебное пособие «Маршрут проектирования ЦИС. Физический синтез»

- Петраков В.И., Булах Д.А. Лабораторный практикум по курсу «Разработка САПР»

- Попова Т.В.(ред), Козлов А.В., Галахтин М.Г., Хусаинова О.М. «Методическое пособие. Методические рекомендации по адаптации в учебном процессе молодого преподавателя в академической среде»

- Булах Д.А., Коршунов А.В., Фролов Д.П. «Проектирование энергосберегающих библиотечных элементов»

- Бутов А.С., Медведев И.А., Мельник А.К. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ по курсу «Проектирование на ПЛИС».

- Казеннов Г.Г., Петраков В.И., Булах Д.А., Жукова Т.Д. «Разработка САПР: вводный курс лекций»

- Ильин С.А., Коршунов А.В., Рыжова Д.И. «Основы характеризации библиотечных элементов с использованием Synopsys SiliconSmart»

- Ильин С.А., Коршунов А.В., Тельпухов Д.В. «Лабораторный практикум по курсу «Лингвистические средства САПР»

- Беляев А.А., Волобуев П.С. «Проектирование систем на кристалле с программируемой архитектурой»

- Матюшкин И.В., Заплетина М.А. «Решение типовых задач моделирования и визуализации в среде MATLAB»

Успехи кафедры в учебной и исследовательской деятельности были отмечены двумя премиями Минвуза СССР – за лучшую учебно-методическую работу и за лучшую научно-исследовательскую работу. В издательствах федерального уровня выпущено более 20 книг, подготовленных преподавателями кафедры, в том числе в последние годы:

- Казеннов Г.Г. Основы проектирования интегральных схем и систем. – М.: БИНОМ, 2009;

- Стемпковский А.Л., Гаврилов С.В., Глебов А.Л. Методы логического и логико-временного анализа цифровых КМОП СБИС. – М.: Наука, 2007;

- Красников Г.Я, Зайцев Н.А. Система кремний - диоксид кремния субмикронных СБИС. –М.: Техносфера, 2003;

- Матюшкин И.В. «Моделирование и визуализация средствами MATLAB физики наноструктур», Москва: Техносфера, 2011.

- Гаврилов С.В. «Методы анализа логических корреляций для САПР цифровых КМОП СБИС», Москва: Техносфера, 2011.

- Беспалов В.А., Кононов А.Н., Путря М.Г., Киреев В.Ю., Трапашко Г. А., Нечин Д. Ю., Черкашин В. А., Миленький Д. М., Базанов Д.В., Овчинников В.А, Веревкин А.Т., Сидоренко В.Н. «Введение в дизайн фотошаблонов для изготовления микро- и наносистем. Cadence MaskCompose», М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.

- Кононов А.Н.,Аваков С.М., Глебов А.Л., Киреев В.Ю. и др. «Ведение в дизайн фотошаблонов для изготовления микро- и наносистем Mentor Graphics .Учебное пособие», М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014.

- Беспалов В.А., Кононов А.Н., Путря М.Г., Киреев В.Ю., Глебов А.Л. и др. «Введение в дизайн фотошаблонов для изготовления микро- и наносистем Synopsys CATS», М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.

- Кононов А.Н., Путря М.Г., Аваков С.М., Глебов А.Л., Киреев В.Ю. и др.; под ред. В.А. Беспалова Введение в дизайн фотошаблонов для изготовления микро- и наносистем. SYNOPSYS CATS, MENTOR GRAPHICS, CADENCE MASKCOMPOSE, -М.: Лаборатория знаний, 2016. -348 с.

- Glebov A.L. «The Logic of Digital Circuits», NY, USA: Nova Science Publishers, 2016. - 173 pp.

На кафедре значительное внимание уделяется подготовке кадров высшей квалификации по специальности 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования»: докторские диссертации в специализированном совете МИЭТа защитили Соколов А.Г., Щемелинин В.М., Кремлев В.Я., Марченко А.М. Кандидатские диссертации защитили аспиранты МИЭТа, обучавшиеся на кафедре ПКИМС: Белугин С.С., Жуков А.В., Миргородский А.Ю.. За последние годы выпускники кафедры прошли обучение в аспирантуре и защитили кандидатские диссертации Лобская И.В. «Разработка алгоритмического и программного обеспечения для автоматизации проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых интегральных схем» (2007 г.), Каграманян Э.Р. «Разработка методов и моделей для характеризации сложно-функциональных блоков КМОП СБИС с учетом вариаций параметров транзисторов» (2009 г.), Булах Д.А. «Разработка и исследование алгоритмов компиляционного формирования и решения математических моделей ИС на этапе схемотехнического проектирования» (2010 г.), Заглядин Г.Г. «Исследование и разработка метода планировки цепей СБИС с равномерным заполнением области трассировки» (2011 г.), Кононов Н.А. «Структурная оптимизация и обфускация комбинационных цифровых схем в базисе ПЛИС/СБМК» (2011 г.), Гусев С.В. «Исследование и разработка микросхем для компенсации температурной нестабильности выходной частоты кварцевых генераторов» (2012 г.), Коршунов А.В. «Исследование и разработка методов построения СФ-блоков для энергоэффективных устройств защиты информации» (2014 г.), Фролов Д.П. «Исследование и разработка аналого-цифровых КМОП КНИ БМК с расширенными функциональными возможностями» (2014 г.), Иванова Г.А. «Разработка методов и алгоритмов мультиинтервального анализа быстродействия наноэлектронных схем на логическом уровне»(2016 г.), Рыжова Д.И. «Исследование и разработка методов анализа пикового тока на логическом уровне проектирования КМОП схем» (2017 г.)

По международной программе успешно прошли обучение в аспирантуре и защитили кандидатские диссертации Манукян А.А. «Исследование и разработка методов логико-топологического синтеза библиотечных элементов и блоков для КМОП технологий с трехмерным затвором транзистора» (2015 г.), Петросян В.С. «Моделирование цифровых микроконвейерных КМОП схем с использованием диаграмм решений различной размерности» (2015 г.), Саргсян В.К. «Исследование и разработка методов автоматизации проектирования СФ-блоков, обеспечивающих восстановление работоспособности устройств памяти» (2015 г.).

В 2016 – 2017 году магистерская программа «Автоматизированное проектирование субмикронных сверхбольших интегральных схем и систем» успешно прошла и получила сертификаты профессионально-общественной аккредитации, проводимой Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа компаний РОСНАНО) объединением работодателей – НП «Межотраслевое объединение наноиндустрии» и сертификат профессионально-общественной аккредитации Ассоциации инженерного образования России и Европейской сети по аккредитации в области инженерного образования. Так же был присвоен Европейский знак качества инженерного образования EUR-ACE(r) Label с занесением программы в международные регистры ENAEE (European Network for Accreditation of Engineering Education) и FEANI (Federation Europeenne d`Associations Nationales d`Ingenieurs.

С сентября 2018 году Гаврилов Сергей Витальевич назначен временно исполняющим обязанности заведующего кафедрой. Гаврилов С.В. доктор технических наук, профессор, ВРИО директор ИППМ РАН, член Экспертного совета ВАК по управлению, вычислительной технике и информатике, Лауреат премии Правительства Российской Федерации 2015 года в области науки и техники. Автор 120 научных работ, 2-х монографий, 1 патента, 3 свидетельств о регистрации программ. Окончил Московский физико-технический институт (МФТИ), Факультет управления и прикладной математики (ФУПМ). С 1997 года кандидат технических наук. В 2007 году защитил диссертацию доктора технических наук.

Разработал и читает лекционные курсы по дисциплине «Спецглавы САПР» для магистров, обучающихся по программе «Автоматизированное проектирование СБИС и систем на кристалле», является разработчиком дополнительной программы «Проектирование сложно-функциональных блоков СБИС». Подготовил в качестве научного руководителя – 5-х кандидатов наук – (Э.Р.Каграманян «Разработка методов и моделей для характеризации сложно-функциональных блоков КМОП СБИС с учетом вариаций параметров транзисторов», МИЭТ, 2009; О.Н.Гудкова «Методы логико-временного анализа цифровых СБИС с учетом деградации порогового напряжения транзисторов», ИППМ РАН, 2011, Манукян А. А. «Разработка методов автоматизации проектирования заказных сложно-функциональных блоков для КМОП технологий с трехмерной структурой транзистора», 2015 г., Иванова Г.А. «Разработка методов и алгоритмов мультиинтервального анализа быстродействия наноэлектронных схем на логическом уровне», 2016 г., Рыжова Д.И. «Исследование и разработка методов анализа пикового тока на логическом уровне проектирования КМОП схем»,2017). В настоящее время осуществляет научное руководство аспирантами и магистрантами. Является высококвалифицированным специалистом, получившим международное признание в области моделирования и оптимизации СБИС. Неоднократно выступал с докладами на международных конференциях ICCAD (Сан-Хосе, США), DATE (Париж, Франция), ISQED (Сан-Хосе, США), а также с лекциями и семинарами по приглашению ведущих компаний в области проектирования и разработки микросхем – Motorola (Остин, США), Freescale (Остин, США), Intel (Хайфа, Израиль).