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ASICトレーニングコース2021@KEK 総研大講義”センサー信号処理演習”

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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。)
(*) 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、具体的な回路設計演習を1日行います。Analog Devices社のシミュレーター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等を習得します。
  • 対象:ASICに興味のある大学院生, 研究員, 教員, 技術職員
  • 日程:2021年9月27日(月) - 29日(水) 3日間
  • 場所:今年度はオンラインのみで開催いたします。
  • 定員:15名程度
  • 受講料:無料
  • 講師:宮原正也,田中真伸(KEK)
  • 主催:高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所,KEK加速器科学支援事業
  • 後援:Open-It
  • 世話人:田内一弥(KEK)
  • 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。
     

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PC (WindowsまたはMac OS) をご準備下さい。オンライン講義のため、講義画面とシミュレーションツールの画面が同時に確認できる環境が望ましいです。
  • 申込方法:申込は終了しました。 
  • ご不明な点は世話人までお問い合わせください。
  • 注意事項
    • 総研大生の方への注意
      • 総研大生で単位付与を希望する場合(追加で履修登録を希望する場合)、本ページからの参加申込のみを行ってください(追加履修登録は事務局で行います)。
    • 総研大以外の単位取得希望者
      • 本セミナーは総合研究大学院大学の公開講義「センサー信号処理演習」として開催しますので他大学での単位として認定される場合があります。
      • 単位取得希望の方は事前に所属大学事務(学務課等)に総研大の公開講義の単位が認定されるか確認し、その後、所属大学を通じて9月3日(金)までに総研大学務課教務係へ履修申請を行ってください。
      • 履修申請する場合でも本ページからの参加申し込みが必要です。
      • 単位取得のためには全講義の受講と後日レポート提出を行い評価を受ける必要があります。      
      • 成績報告は10月以降となります。
      •  

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。

事前準備・資料
  • 限られた時間内に効率よく習得できるよう、受講前に以下の内容を復習することを推奨します。
    • 抵抗・コンデンサ等, オペアンプの動作, トランジスタの動作
  • 事前配布資料(テキスト)
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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。
  • 1日目講義資料
  • 09:30-10:00 ガイダンス 「信号処理技術」
  • 10:00-10:30 半導体プロセス概要
  • 10:30-12:00 トランジスタ特性の理解
  • 12:00-13:00 昼食
  • 13:00-14:30 基本増幅回路
  • 14:30-14:45 休憩
  • 14:45-16:15 電流源、ミラー回路
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2日目(シミュレーション実習)
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。
  • 2日目講義資料
  • 09:30-10:45 帰還回路
  • 10:45-11:00 休憩
  • 11:00-12:00 演算増幅器
  • 12:00-13:00 昼食
  • 13:00-14:30 信号処理
  • 14:30-14:45 休憩
  • 14:45-16:15 センサー用信号処理回路とノイズ
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3日目(回路設計演習)
到達目標:各自具体的に回路設計を行い、一連の流れを理解する。
  • 3日目講義資料
  • 09:30-10:45 ソース接地回路の設計
  • 10:45-12:00 増幅器の高利得化検討
  • 12:00-13:00 昼食
  • 13:00-14:30 演算増幅器を用いたフィルタ設計
  • 14:30-14:45 休憩
  • 14:45-16:15 センサー読み出し回路の設計
  • 16:15-16:30 今後のサポート
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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。