À la fin de cours, l'étudiant(e) pourra:

• Faire la conception, au niveau système, de systèmes numériques complexes;
• Faire la conception de circuits imprimés pour la réalisation de systèmes numériques complexes et à haute vitesse;

Dans le cadre de ce cours, l'étudiant(e) aura à faire la conception, la réalisation, le déverminage et le test d'un système numérique sur circuit imprimé.

Le cours est orienté projet : la majorité des apprentissages se fait via la réalisation du projet de session.

Les périodes de cours (trois (3) heures par semaine) alterneront entre des cours magistraux et des périodes de travail sur le projet avec assistance de l'enseignant.

De plus, quatre (4) heures de travail personnel et trois (3) heures de laboratoire par semaine au cours desquelles l’étudiant(e) aura à :

• se familiariser avec les outils de conception;
• concevoir, simuler, réaliser concrètement et vérifier le fonctionnement d’un circuit numérique complexe.

Les thèmes suivants seront abordés soit via les cours magistraux, ou via les lectures dans la documentation obligatoire du cours.

1. Familles de circuits

Revue  des différentes  technologies disponibles pour l’implantation de systèmes numériques : TTL, CMOS, ECL, LVDS. Survol des différents niveaux de composantes disponibles pour la conception de circuits complexes et performants : SSI, MSI, LSI, VLSI, logique programmable, ASIC.

2. Spécifications 

Analyse détaillée des caractéristiques et des spécifications des familles logiques : alimentation, puissance, environnement, vitesse et contraintes de commutation, interface.

3. Analyse temporelle

Analyse temporelle du fonctionnement de systèmes numériques complexes :

−Marge de temps
−Conception synchrone
−Synchronisation des entrées

4. Éléments de conception de systèmes numériques 

Étude de divers concepts et procédures reliés à la conception et réalisation de systèmes numériques :

−Alimentation, découplage et bruit  (6 heures)
−Fiabilité et tolérance aux fautes  (1,5 heure)
−Techniques spéciales d’implantation pour de la logique à haute vitesse (6 heures)
−Implantation de circuits et réalisation de circuits imprimés

5. Étude et analyse de divers sous-systèmes numériques  

Étude de l’architecture et de la conception de sous-systèmes numériques par l’analyse de designs réels :

-Systèmes d’entrée/sortie  (A/D, D/A)
-Mémoires
-Systèmes logiques complexes

Pour la réalisation du projet de trimestre :

Utilisation d'un logiciel de conception schématique et de dessin de circuit imprimé

Utilisation d'appareils de mesure: oscilloscope, analyseur logique, analyseur de spectre

Ce cours applique une politique très stricte en ce qui a trait aux retards des travaux. Notamment, la date et l'heure limite pour démontrer le fonctionnement du projet est immuable.

JOHNSON, H.W., GRAHAM, M., High-Speed Digital Design, Prentice Hall, 1993

Notes de cours en version .pdf sur le site du cours

BOGOTIN, E., Signal and Power Integrity Simplified, Third Edition, Pearson Education, Inc, 2018

BOGOTIN, E., SMITH, L. E., Principles of Power Integrity for PDN Design, Pearson Education, Inc, 2017

BLOOD, W.R. Jr., MECL System Design Handbook, 4^th Ed., Motorola Semiconductor Products, 1988

BUCHANAN, J.E., BICMOS/CMOS Systems Design, McGraw-Hill, 1991

JOHNSON, H.W., GRAHAM, M., High-Speed Signal Propagation, Prentice Hall, 2003

HALL, S.H., HALL, G.W., McCALL, J.A., High-Speed Digital System Design, A Handbook of Interconnect Theory and Design Practices, John-Wiley & Sons, Inc., 2000

OTT, Henry W., Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, 2^nd Ed., John Wiley & Sons, 1988

PAUL, C.R., Introduction to Electromagnetic Compatibility, John-Wiley & Sons, Inc. 1992

https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=13661