Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Реферат
    Тема: Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

    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

    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

    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

    фиксированным

    расположением

    функциональных элементов. При этом

    проектирование

    заключалось

    назначении функциональных элементов схемы

    на

    места

    расположения

    соответствующих функциональных элементов

    кристалла

    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

    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,

    для

    создания всей схемы требуется изготовить только

    фотошаблоны слоев

    коммутации. Основные достоинства

    БМК,

    заключающиеся

    снижении

    стоимости и времени проектирования, обусловлены:

    применением

    БМК

    для проектирования и изготовления широкого класса БИС; уменьшением

    числа детализированных решений в ходе проектирования

    упроще-

    нием

    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

    одной

    ВКП

    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 используютс...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код



ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены