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ASICトレーニングコース2016@名古屋大学/総研大：高エネルギー加速器科学セミナーIII(基礎計測アナログ技術）

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開催趣旨

本トレーニングコースは初心者を対象にしたASIC実習セミナーです。今や特定用途向け集積回路（ASIC）は先端の測定器開発には欠かせないものとなっており、皆さんもその名前を耳にすることがあると思います。ASICの開発にはプロセスや回路設計など複数の技術が含まれており、初めての方はどこから手を付けて良いか戸惑います。 そこで、講義においてアナログ回路設計, 半導体プロセスなどの知識に馴染んで頂き、計算機を用いた実習を通じて、ASIC開発に必要となる基礎知識の習得を目指します。(本トレーニングコースにはASICの製作は含まれません。)

今年度から総研大授業としても開催できるようになり、単位認定も出来ます。
(*) 2012年度から実際のASIC製作はOpen-Itプロジェクトに移行しました。 2011年度までの参加者が製作したチップの例はこちらでご覧になれます。

ASICとは?

Application Specific Integrated Circuit (ASIC) は「特定用途集積回路」の名前の通り、ユーザーの仕様に応じて製作される集積回路で、放射線検出器の読み出しシステムで多用されています。 以前は開発コストが高かったのですが、現在ではシャトルサービスと呼ばれる方法で安く試作ができるようになっており、通常の電子回路基板を製作するくらいの金額で試作できるものもあります。

開催要項

本トレーニングコースでは、トランジスタからASICの開発に関する講義・実習を２日、レイアウト及び半導体プロセスに関する講義・実習を１日行います。Cadence社のCADツールを利用した少人数の実習形式のセミナーで、以下の通りに開催します。

  • 目的：ASIC製作フローに関する必要最低限の知識と技術が習得でき、今後ASICを製作できるようにする。
  • 方針：実習形式でトランジスタ, 増幅回路, 信号処理, レイアウトを理解します。その中で、DC解析, AC解析, トランジェント解析, ノイズ解析, コーナーパラメータを使用した評価方法, レイアウト検証方法を習得します。
  • 対象：ASICに興味のある大学院生, 研究員, 教員, 技術職員
  • 日程：2016年8月30日(火) - 9月1日(木)（3日間）
  • 場所：名古屋大学東山キャンパス 理学部C館5階 C5講義室 (C517室)

    名古屋大学へのアクセス, 東山キャンパスマップ (会場はD2⑪になります)

  • 定員：20名弱
  • 言語：日本語 (English support can be available for international students on best-effort basis. Please consult the coordinators for details.)
  • 受講料：無料
  • 講師：島崎昇一 氏, 田内一弥 氏, 田中真伸 氏, 藤田陽一 氏 (KEK), 伊藤和也 氏(名古屋大学)
  • 主催：名古屋大学 博士課程教育リーディングプログラム「フロンティア宇宙開拓リーダー養成プログラム」
  • 後援：Open-It, 高エネルギー加速器研究機構 (KEK) 素粒子原子核研究所, KEK加速器科学総合支援事業
  • 世話人：戸本誠, 鈴木一仁（名古屋大学）
  • その他注意点
    1. 本トレーニングコースは初心者向けです。実験等に使用するためのASICデザインに関するご相談はこちらもしくは講師にお願いします。ご相談頂ければOpen-ItのOn the Job Trainingとして別途検討させていただきます。
    2. 大学へ戻ってから設計を続けたい場合、CADライセンスの取得をお願いします。（参考：VDECウェブページ）
      • 登録手順例はこちらで、インストール情報はこちらでご覧頂けます。
      • Linuxが動作しているPCであればCADソフトウエアのインストールはほぼ問題がないかと思いますが、全てについて確認をしているわけではありません。
    3. 実際にASICを製作して評価する場合の使用可能パッケージの例はこちらでご確認ください。
     

申込要項


  • 参加条件：シミュレーション実習用端末として使うラップトップPC (WindowsまたはMac OS) をご持参下さい。有線LANを使用してsshでサーバーに接続し、X端末として動作することが必要です。 動作確認されていないPCの会場での対応はしかねますので、ご了承ください。
  • 申込期限：2016年8月19日(金) 17:00
    • KEKつくばキャンパスの計画停電により、8月5日13:00 - 8日11:00の間は本サイトは閲覧できません。受講申し込みもできませんので、ご留意ください。
    • 応募多数の場合は、学内応募者の優先や先着順を考慮しつつ、期限前に申込を締切ることがあります。
  • 申込方法：申込ページで必要事項を記入し申し込んでください。
  • ご不明な点は世話人までお問い合わせください。
     

プログラム・テキスト

テキストと資料のダウンロードには、受講承認後に配布されるID/PWが必要となります。本コースではIC615の開発環境に基づいた資料を用います。ご了承ください。ツールの使い方：回路図・レイアウトエディタ（Cadence）およびSPICEの基本的な操作について、以下の資料に端的にまとめました。その都度参照する資料としてご利用ください。

1日目（シミュレーション実習）
到達目標：DC,AC,トランジション解析が行えるようになる。トランジスタの動作とASICを構成するいくつかの基本要素を理解する。簡単な増幅回路をデザインし、特性をシミュレーションにより理解する。
2日目（シミュレーション実習・レイアウト）
到達目標：放射線計測用信号処理方法をシミュレーションによって理解する。ノイズ解析になれ、S/Nの定量的な評価ができるようにする。
3日目（レイアウト・検証ツール実習）
到達目標：レイアウト及び検証の一連の流れを理解する。

アンケート

受講者の方々はアンケートにご協力ください（受講承認後に配布されるID/PWが必要です）。トレーニングコースは今後も継続する予定です。より良いものにするために是非お願いいたします。

アンケート結果（回答者数5名/参加者数6名）
Q1. シミュレーション実習：内容のレベル
  4択：大変低い 0人、普通 1人、満足 1人、大変満足 3人
 
Q2. シミュレーション実習：説明は分かり易かったですか？
  4択：とても分かり難い 0人、分かり難い 0人、分かり易い 2人、とても分かり易い 3人
 
Q3. シミュレーション実習に関する質問・意見
  • カスコード接続あたりから、勉強不足で、理解がおいついていけなくなってしまった。回路の意味を理解するための時間とシミュレーションの操作の時間の両方が必要で、理解まで深めようと思うとなかなか大変です。
  • 手順を丁寧に追って説明していただいたため、シミュレーションに早く慣れることができた。そのため結果に目を向ける時間がかなり取れたので回路の特性をつかみやすかった。
 
Q4. レイアウト実習：内容のレベル
  4択：大変低い 0人、普通 1人、満足 1人、大変満足 3人
 
Q5. レイアウト実習：説明は分かり易かったですか？
  4択：とても分かり難い 0人、分かり難い 0人、分かり易い 1人、とても分かり易い 4人
 
Q6. レイアウト実習に関する質問・意見
  • 本講習を開催される負担やその後に実際にレイアウトまで行きつく人の割合を考慮すると難しいのは承知の上ですが、、、個人的にはレイアウトの実習日数をシミュレーション同様2日程度あっても良かったかもしれません。
  • 前2日間が決まった操作しかしていなかったので、ついていくのに苦労してしまいました。
  • シミュレーションと同様にソフトの使い方を丁寧に教えていただいたので、難なくレイアウトを行うことができた。
 
Q7. 興味を持ったこと
  • 過度領域での（非線形な）動作がシミュレーションを通じて見れる部分、及びレイアウト作業について。
  • コンデンサや抵抗をプロセスでどう実現するか？どのような定数がとれるか？などの情報やプロセス自体の動向などの情報がほしい。 放射線計測をするにあたり、整形アンプ以外の色々な回路の例を知りたい。
  • 私は普段こうした回路の深いところには触れずにその性能を享受する側であったが、今回でその基礎の部分に目を向けることができた。
 
Q8. 本トレーニングコースに参加した経緯を教えてください。（Open-Itのwebで知った, d-sysメーリングリストの告知で知った, 先生に勧められた等）
  • open-itのwebで知りました。
  • 名古屋大学電子情報室より開催を教えて頂き興味を持った次第です。
  • 今後、ASICを開発する上でのCMOS回路の復習のため。CMOSプロセスや回路設計の話は何度か聞いているが、なかなか身についていないということで、参加しました。
  • 指導教官からメールが転送されたので興味を持ったから。
  • 私は物理学科で、データの解析やシミュレーションがメインであるが、将来的に観測機器を自分で作ることになった際、この講習会で得られた知識が役に立つと考えたため。
 
Q9. 本トレーニングコースに対するご意見・ご要望等 
  • ASICの設計や製作は自分で実際にやってみないと設計上の問題が見えてこないと感じました。よくある失敗やその解決方法を積極的に教えてもらえると大変助かります。
  • 本実習では比較的少人数ということもありましたが、貴重なコメントを多数頂けたのは非常に有難かったです。
  • 同じ講習会に、2-3年前に一度1日半程度参加したことがありましたが、分かりやすくなっていた印象です。ただし、結局はなるべく早いうちに自分で手を動かす、学習するということが必要なので、そういう機会を自分で早めに作りたいところです。
  • 難しい内容でしたが丁寧に説明していただけて、進度が遅くても個別に対応いただけたのですごく助かりました。ありがとうございました。
  • 三日間に渡り初心者の私に対して懇切丁寧にご指導いただきましてありがとうございます。