Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах (135804)

Посмотреть архив целиком

Государственный комитет по высшей школе.

Московский Государственный Институт Электроники и Математики

(Технический Университет)














РЕФЕРАТ НА ТЕМУ



АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБИС

НА БАЗОВЫХ МАТРИЧНЫХ КРИСТАЛЛАХ
















Кафедра: МЭТ

Руководитель: Фонарев


Исполнитель: Ференец

Дмитрий Александрович

Группа: АП-41


















Москва, 1995 г.




Предварительные сведения.


В данном реферате рассматриваются технологии, связанные с

особенностями проектирования СБИС на базовых матричных кристаллах.

Рассказывается о самом понятии базового матричного кристалла. Ана-

лизируются основные этапы автоматизированного процесса пректирова-

ния.




ПОТРЕБНОСТЬ ЭФФЕКТИВНОГО ПРЕКТИРОВАНИЯ СБИС.

СТАНДАРТНЫЕ И ПОЛУЗАКАЗНЫЕ ИС.

БАЗОВЫЕ КРИСТАЛЛЫ И ТИПОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.



Характерной тенденцией развития элементной базы современной

электронно-вычислительной аппаратуры является быстрый рост степени

интеграции. В этих условиях актуальной становится проблема ускоре-

ния темпов разработки узлов аппаратуры, представляющих собой БИС и

СБИС. При решении данной проблемы важно учитывать существование

двух различных классов интегральных схем: стандартных (или крупно-

серийных) и заказных. К первым относятся схемы, объем производства

которых достигает миллионов штук в год. Поэтому относительно

большие затраты на их проектирование и конструирование оправдыва-

ются. Этот класс схем включает микропроцессоры, различного вида

полупроводниковые устройства памяти (ПЗУ, ОЗУ и т.д.), серии стан-

дартных микросхем и др. Схемы, принадлежащие ко второму классу,

при объеме производства до нескольких десятков тысяч в год, выпус-

каются для удовлетворения нужд отдельных отраслей промышленности.

Значительная часть стоимости таких схем определяется затратами на

их проектирование.


Основным средством снижения стоимости проектирования и, глав-

ное, ускорения темпов разработки новых видов микроэлектронной ап-

паратуры являются системы автоматизированного проектирования

(САПР). В результате совместных действий конструкторов, направлен-

ных на уменьшение сроков и снижение стоимости проектирования БИС и

СБИС, появились так называемые полузаказные интегральные микросхе-

мы, в которых топология в значительной степени определяется унифи-

цированной конструкцией кристалла. Первые схемы, которые можно от-

нести к данному классу, появились в 60-х годах. Они изготавлива-

лись на унифицированном кристалле с фиксированным расположением

функциональных элементов. При этом проектирование заключалось в

назначении функциональных элементов схемы на места расположения

соответствующих функциональных элементов кристалла и проведении

соединений. Такой кристалл получил название базового, поскольку

все фотошаблоны (исключая слои коммутации) для его изготовления

являются постоянными и не зависят от реализуемой схемы. Эти крис-

таллы, однако, нашли ограниченное применение из-за неэффективного

использования площади кристалла, вызванного фиксированным положе-

нием функциональных элементов на кристалле.


Для частичной унификации топологии интегральных микросхем

(ИС) использовалось также проектирование схем на основе набора ти-

повых ячеек. В данном случае унификация состояла в разработке то-

пологии набора функциональных (типовых ячеек, имеющих стандартизо-

ванные параметры (в частности, разные размеры по вертикали). Про-

цесс проектирования при этом заключался в размещении в виде гори-

зонтальных линеек типовых ячеек, соответствующих функциональным

элементам схемы, в размещении линеек на кристалле и реализации

связей, соединяющих элементы, в промежутках между линейками. Шири-

на таких промежутков, называемых каналами, определяется в процессе

трассировки. Отметим, что хотя в данном случае имеет место унифи-

кация топологии, кристалл не является базовым, поскольку вид всех

фотошаблонов определяется в ходе проектирования.


Современные полузаказные схемы реализуются на базовом матрич-

ном кристалле (БМК), содержащем не соединенные между собой прост-

ейшие элементы (например, транзисторы), а не функциональные эле-



менты как в рассмотренном выше базовом кристалле. Указанные эле-

менты располагаются на кристалле матричным способом (в узлах пря-

моугольной решетки). Поэтому такие схемы часто называют матричными

БИС. Как и в схемах на типовых ячейках топология набора логических

элементов разрабатывается заранее. Однако в данном случае тополо-

гия логическиго элемента создается на основе регулярно расположен-

ных простейших элементов. Поэтому в ходе проектирования логически-

мих элемент может быть размещен в любом месте кристалла, а для

создания всей схемы требуется изготовить только фотошаблоны слоев

коммутации. Основные достоинства БМК, заключающиеся в снижении

стоимости и времени проектирования, обусловлены: применением БМК

для проектирования и изготовления широкого класса БИС; уменьшением

числа детализированных решений в ходе проектирования БИС; упроще-

нием контроля и внесения изменений в топологию; возможностью эф-

фективного использования автоматизированных методов конструирова-

ния, которая обусловлена однородной структурой БМК.


Наряду с отмеченными достоинствами БИС на БМК не обладают

предельными для данного уровня технологии параметрами и, как пра-

вило, уступают как заказным, так и стандартным схемам. При этом

следует различать технологические параметры интегральных микросхем

и функциональных узлов (устройств), реализованных на этих микрос-

хемах. Хотя технологические параметры стандартных микросхем малой

и средней степени интеграции наиболее высоки, параметры устройств,

реализованных на их основе, оказываются относительно низкими.



ОСНОВНЫЕ ТИПЫ БМК


Базовый кристалл представляет собой прямоугольную многослой-

ную пластину фиксированных размеров, на которой выделяют перифе-

рийную и внутреннюю области (рис. 1). В периферийной области рас-

полагаются внешние контактные площадки (ВКП) для осуществления

внешнего подсоединения и периферийные ячеики для реализации буфер-

ных схем (рис. 2). Каждая внешняя ячейка связана с одной ВКП и

включает диодно-транзисторную структуру, позволяющую реализовать

различные буферные схемы за счет соответствующего соединения эле-

ментов этой структуры. В общем случае в периферийной области могут

находиться ячейки различных типов. Причем периферийные ячейки мо-

гут располагаться на БМК в различных ориентациях (полученных пово-

ротом на угол, кратный 90', и зеркальным отражением). Под базовой

ориентацией ячейки понимают положение ячейки, расположенной на

нижней стороне кристалла.

├──┐

┌──────────────┐ ├┐ │

Переферийная │ ├┘ │

│ ┌────────┐ │ ├──┤ ВО

│ │Внутрен.│ │ ├┐ │

│ │область │ │ ├┘ │

│ └────────┘ │ ├──┼─────┬─────┬─────┬───

область │ ПО├─┐│ ┌─┐ │ ┌─┐ │ ┌─┐ │

└──────────────┘ └─┴┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴────

ПЯ ВКП

рис. 1 рис 2.


Во внутренней области кристалла матричным способом располага-

ются макроячейки для реализации элементов проектируемых схем (рис.

3). Промежутки между макроячейками используются для электрических

соединений. При матричном расположении макроячеек область для


Случайные файлы

Файл
86335.rtf
76068-1.rtf
80306.doc
4563.rtf
ros_inos.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.