Реферат: Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

<span Courier New"">                Государственный комитет повысшей школе.

<span Courier New"">      Московский Государственный ИнститутЭлектроники и Математики

<span Courier New"">                       (ТехническийУниверситет)

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                           РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                 АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕСБИС

<span Courier New"">                     НА БАЗОВЫХ МАТРИЧНЫХКРИСТАЛЛАХ

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                                    Кафедра:      МЭТ

<span Courier New"">                                    Руководитель: Фонарев

<span Courier New"">

<span Courier New"">                                     Исполнитель:  Ференец

<span Courier New"">                                                  Дмитрий Александрович

<span Courier New"">                                    Группа:       АП-41

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                               Москва, 1995 г.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                   Предварительные сведения.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     В данном реферате  рассматриваются  технологии, связанные  с

<span Courier New"">особенностямипроектирования СБИС на базовых матричных кристаллах.

<span Courier New"">Рассказывается осамом понятии базового матричного кристалла. Ана-

<span Courier New"">лизируютсяосновные этапы автоматизированного процесса пректирова-

<span Courier New"">ния.

<span Courier New"">

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">            ПОТРЕБНОСТЬ ЭФФЕКТИВНОГОПРЕКТИРОВАНИЯ СБИС.

<span Courier New"">                   СТАНДАРТНЫЕ И ПОЛУЗАКАЗНЫЕИС.

<span Courier New"">                БАЗОВЫЕ КРИСТАЛЛЫ И ТИПОВЫЕЭЛЕМЕНТЫ.

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Характерной тенденцией развитияэлементной  базы  современной

<span Courier New"">электронно-вычислительнойаппаратуры является быстрый рост степени

<span Courier New"">интеграции. Вэтих условиях актуальной становится проблема ускоре-

<span Courier New"">ния темповразработки узлов аппаратуры, представляющих собой БИС и

<span Courier New"">СБИС. При решенииданной проблемы  важно  учитывать существование

<span Courier New"">двух различныхклассов интегральных схем: стандартных (или крупно-

<span Courier New"">серийных) изаказных. К первым относятся схемы, объем производства

<span Courier New"">которыхдостигает  миллионов  штук в  год.  Поэтому относительно

<span Courier New"">большие затратына их проектирование и  конструированиеоправдыва-

<span Courier New"">ются. Этот класссхем включает  микропроцессоры,  различного вида

<span Courier New"">полупроводниковыеустройства памяти (ПЗУ, ОЗУ и т.д.), серии стан-

<span Courier New"">дартных микросхеми др. Схемы, принадлежащие  ко  второму классу,

<span Courier New"">при объемепроизводства до нескольких десятков тысяч в год, выпус-

<span Courier New"">каются дляудовлетворения нужд отдельных  отраслейпромышленности.

<span Courier New"">Значительнаячасть стоимости таких схем определяется затратами на

<span Courier New"">ихпроектирование.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Основным средством снижения стоимостипроектирования и, глав-

<span Courier New"">ное, ускорениятемпов разработки новых видов микроэлектронной ап-

<span Courier New"">паратуры  являются системы   автоматизированного   проектирования

<span Courier New"">(САПР). Врезультате совместных действий конструкторов, направлен-

<span Courier New"">ных на уменьшениесроков и снижение стоимости проектирования БИС и

<span Courier New"">СБИС, появилисьтак называемые полузаказные интегральные микросхе-

<span Courier New"">мы, в которыхтопология в значительной степени определяется унифи-

<span Courier New"">цированной конструкциейкристалла. Первые схемы, которые можно от-

<span Courier New"">нести к данномуклассу, появились в 60-х  годах.  Они изготавлива-

<span Courier New"">лись наунифицированном кристалле  с  фиксированным расположением

<span Courier New"">функциональныхэлементов. При этом  проектирование  заключалось в

<span Courier New"">назначениифункциональных элементов схемы  на  места расположения

<span Courier New"">соответствующихфункциональных элементов  кристалла  и проведении

<span Courier New"">соединений. Такойкристалл получил  название  базового, поскольку

<span Courier New"">все фотошаблоны(исключая слои коммутации)  для  его изготовления

<span Courier New"">являютсяпостоянными и не зависят от реализуемой схемы. Эти крис-

<span Courier New"">таллы, однако,нашли ограниченное применение  из-занеэффективного

<span Courier New"">использованияплощади кристалла, вызванного фиксированным положе-

<span Courier New"">ниемфункциональных элементов на кристалле.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Для частичной  унификации топологии  интегральных  микросхем

<span Courier New"">(ИС)использовалось также проектирование схем на основе набора ти-

<span Courier New"">повых ячеек. Вданном случае унификация состояла в разработке то-

<span Courier New"">пологии наборафункциональных (типовых ячеек, имеющих стандартизо-

<span Courier New"">ванные параметры(в частности, разные размеры по вертикали). Про-

<span Courier New"">цесспроектирования при этом заключался в размещении в  виде гори-

<span Courier New"">зонтальных линеектиповых  ячеек,  соответствующих  функциональным

<span Courier New"">элементам схемы,в размещении линеек  на  кристалле и  реализации

<span Courier New"">связей,соединяющих элементы, в промежутках между линейками. Шири-

<span Courier New"">на такихпромежутков, называемых каналами, определяется в процессе

<span Courier New"">трассировки.Отметим, что хотя в данном случае имеет место унифи-

<span Courier New"">кация топологии,кристалл не является базовым, поскольку вид всех

<span Courier New"">фотошаблоновопределяется в ходе проектирования.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Современные полузаказные схемы реализуютсяна базовом матрич-

<span Courier New"">ном кристалле(БМК), содержащем не соединенные между собой прост-

<span Courier New"">ейшие элементы(например, транзисторы), а  не  функциональные эле-

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">менты как врассмотренном выше базовом кристалле.  Указанные эле-

<span Courier New"">ментырасполагаются на кристалле матричным способом (в  узлах пря-

<span Courier New"">моугольнойрешетки). Поэтому такие схемы часто называют матричными

<span Courier New"">БИС. Как и всхемах на типовых ячейках топология набора логических

<span Courier New"">элементовразрабатывается заранее. Однако в данном случае тополо-

<span Courier New"">гия логическигоэлемента создается на основе регулярно расположен-

<span Courier New"">ных простейшихэлементов. Поэтому в ходе проектирования логически-

<span Courier New"">мих элемент можетбыть размещен в любом  месте  кристалла, а  для

<span Courier New"">создания всейсхемы требуется изготовить только фотошаблоны слоев

<span Courier New"">коммутации.Основные достоинства  БМК,  заключающиеся в  снижении

<span Courier New"">стоимости ивремени проектирования, обусловлены: применением  БМК

<span Courier New"">дляпроектирования и изготовления широкого класса БИС; уменьшением

<span Courier New"">числадетализированных решений в ходе проектирования БИС; упроще-

<span Courier New"">нием  контроля и внесения изменений втопологию;  возможностью эф-

<span Courier New"">фективногоиспользования автоматизированных  методовконструирова-

<span Courier New"">ния, котораяобусловлена однородной структурой БМК.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Наряду с отмеченными достоинствамиБИС  на БМК  не  обладают

<span Courier New"">предельными дляданного уровня технологии параметрами и, как пра-

<span Courier New"">вило, уступаюткак заказным, так и стандартным схемам.  При  этом

<span Courier New"">следует различатьтехнологические параметры интегральных микросхем

<span Courier New"">и функциональныхузлов (устройств), реализованных на  этихмикрос-

<span Courier New"">хемах. Хотятехнологические параметры стандартных микросхем малой

<span Courier New"">и средней степениинтеграции наиболее высоки, параметры устройств,

<span Courier New"">реализованных наих основе, оказываются относительно низкими.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">                         ОСНОВНЫЕ ТИПЫ БМК

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Базовый кристалл представляет собой  прямоугольную многослой-

<span Courier New"">ную пластинуфиксированных размеров, на  которой  выделяют перифе-

<span Courier New"">рийную ивнутреннюю области (рис. 1). В периферийной области рас-

<span Courier New"">полагаютсявнешние контактные  площадки  (ВКП) для  осуществления

<span Courier New"">внешнегоподсоединения и периферийные ячеики для реализации буфер-

<span Courier New"">ных схем (рис.2). Каждая внешняя ячейка связана  с  одной ВКП  и

<span Courier New"">включаетдиодно-транзисторную структуру, позволяющую  реализовать

<span Courier New"">различныебуферные схемы за счет соответствующего соединения эле-

<span Courier New"">ментов этойструктуры. В общем случае в периферийной области могут

<span Courier New"">находиться ячейкиразличных типов. Причем периферийные ячейки мо-

<span Courier New"">гут располагатьсяна БМК в различных ориентациях (полученных пово-

<span Courier New"">ротом на угол,кратный 90', и зеркальным отражением). Под базовой

<span Courier New"">ориентацией ячейкипонимают  положение  ячейки, расположенной  на

<span Courier New"">нижней сторонекристалла.

<span Courier New"">                               ├──┐

<span Courier New"">    ┌──────────────┐           ├┐ │

<span Courier New"">     │ Переферийная │           ├┘ │

<span Courier New"">     │ ┌────────┐  │           ├──┤       ВО

<span Courier New"">     │ │Внутрен.│ │           ├┐│

<span Courier New"">     │ │область │ │           ├┘│

<span Courier New"">     │ └────────┘  │          ├──┼─────┬─────┬─────┬───

<span Courier New"">     │  область    │         ПО├─┐│┌─┐ │ ┌─┐ │┌─┐ │

<span Courier New"">    └──────────────┘          └─┴┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴────

<span Courier New"">                                      ПЯ          ВКП

<span Courier New"">         рис. 1                          рис 2.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Во внутренней области кристалла матричнымспособом располага-

<span Courier New"">ются макроячейкидля реализации элементов проектируемых схем (рис.

<span Courier New"">3). Промежуткимежду макроячейками используются  дляэлектрических

<span Courier New"">соединений.При  матричном  расположении макроячеек  область  для

<span Courier New"">трассировкиестественным образом разбивается на горизонтальные  и

<span Courier New"">вертикальныеканалы. В свою очередь в пределах макроячейки матрич-

<span Courier New"">ным способом располагаютсявнутренние ячейки для  реализации логи-

<span Courier New"">ческих элементов.Различные способы расположения внутренних ячеек

<span Courier New"">и макроячейкахпоказаны на рис. 4.  Причем  наряду с  размещением

<span Courier New"">ячеек«встык» применяется размещение с зазорами, в  которых могут

<span Courier New"">проводитьсятрассы электрических соединений.

<span Courier New"">

<span Courier New"">   │┌───────                 ┌─┬─┐          ┌─┬─┬─┬─┬─┬

<span Courier New"">   │└────────              a)├─┼─┤        c)├─┼─┼─┼─┼─┼─

<span Courier New"">   │┌─────────┐  ┌───         └─┴─┘         └─┴─┴─┴─┴─┴─┴

<span Courier New"">   │└─────────┘  └───         ┌─┬─┬─┬─┬─┬   ┌─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬

<span Courier New"">   │┌─────────┐  ┌────      b)└─┴─┴─┴─┴─┴─d)└─┴┴─┴┴─┴┴─┴┴─

<span Courier New"">   │└─────────┘  └────

<span Courier New"">  └───────────────────        Примеры структур макроячеек.

<span Courier New"">       Структура ВО

<span Courier New"">

<span Courier New"">         рис. 3                          рис. 4

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Особенностью ячейки является  специальное расположение выво-

<span Courier New"">дов,согласованное со структурой макроячейки.  А  именно, ячейки

<span Courier New"">размещаются такимобразом, чтобы выводы ячеек оказались на перифе-

<span Courier New"">рии макроячейки.Так, в одной из макроячеек выводы  каждой ячейки

<span Courier New"">дублируются наверхней и нижней ее сторонах. При этом имеется воз-

<span Courier New"">можностьподключения к любому выводу с  двух  сторон ячейки,  что

<span Courier New"">создаетблагоприятные условия для трассировки. Последнее особенно

<span Courier New"">важно припроектировании СБИС.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">     В другой макроячейке выводы ячейки  располагаются только  на

<span Courier New"">одной стороне, т.е.  выводы  ячеек верхнего  ряда  находятся на

<span Courier New"">верхней сторонемакроячейки, а нижнего --  на  нижней. Применение

<span Courier New"">таких макроячеекпозволяет сократить требуемую  площадькристалла,

<span Courier New"">но приводит кухудшению условий для  трассировки.  Поэтому данный

<span Courier New"">тип макроячеекиспользуется лишь при степени интеграции, не превы-

<span Courier New"">шаюшей 100 — 200вентилей на кристалл. Отметим,  что  в некоторых

<span Courier New"">типах БМК, кромеоднотипных макроячеек, во внутренней области мо-

<span Courier New"">гутприсутствовать специализированные макроячейки, реализующие ти-

<span Courier New"">повыефункциональные узлы (например, запоминающее устройство).

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Помимо ячеек, являющихся заготовками  для реализации элемен-

<span Courier New"">тов, на БМК могутприсутствовать фиксированные части соединений. К

<span Courier New"">ним относятсяшины питания, земли, синхронизации и заготовки  для

<span Courier New"">реализации частейсигнальных соединений. Например,  длямакроячеек

<span Courier New"">(b) шины питанияи земли проводятся вдоль верхней и нижней сторон

<span Courier New"">соответственно.Для макроячеек (a,d) шины проводятся вдоль линии,

<span Courier New"">разделяюшейверхний и нижний ряды ячеек, что приводит к уменьшению

<span Courier New"">потерь площадикристалла. Для реализации сигнальных соединений на

<span Courier New"">БМК получилираспространение  два  вида заготовок:  фиксированное

<span Courier New"">расположениеоднонаправленных  (горизонтальных  или вертикальных)

<span Courier New"">участков трасс волном слое; фиксированное расположение  участков

<span Courier New"">трасс в одномслое и контрактных окон, обеспечиваюших выход фикси-

<span Courier New"">рованных трасс вовторой слой.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     В первом случае для реализации коммутациипроектируемой схемы

<span Courier New"">не требуетсяразработка фотошаблона фиксированного  слоя,  т.  е.

<span Courier New"">числоразрабатываемых фотошаблонов уменьшается на единицу. Во вто-

<span Courier New"">ром случае числоразрабатываемых фотошаблонов уменьшается на  два

<span Courier New"">(не требуетсятакже фотошаблон контактных окон). Отметим,  что  в

<span Courier New"">настоящее времяполучили распространение различные виды  формы  и

<span Courier New"">расположенияфиксированных трасс и  контактных  окон. Целесообраз-

<span Courier New"">ностьиспользования того или иного вида определяется типом макроя-

<span Courier New"">чеек, степеныоинтеграции кристалла и объемом производства.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     При реализации соединений на  БМК часто  возникает необходи-

<span Courier New"">мость проведениятрассы через область, занятую макроячейкой. Такую

<span Courier New"">трассу будемназывать транзитной. Для обеспечения такой возможнос-

<span Courier New"">ти допускается:проведение соединения через область, занятую ячей-

<span Courier New"">кой, проведениечерез зазоры между ячейками. Первый способ  может

<span Courier New"">применяться, еслив ячейке не реализуется элемент,  илиреализация

<span Courier New"">элемента допускаетиспользование фиксированных  трасс  и неподклю-

<span Courier New"">ченных выводовдля проведения транзитной трассы.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Таким образом, в настоящее времяразработано большое многооб-

<span Courier New"">разие типов БМК,которые имеют различные пераметры. При проектиро-

<span Courier New"">вании микросхем наБМК необходимо учитывать конструктивно-техноло-

<span Courier New"">гическиехарактеристики кристалла. К ним относятся геометрические

<span Courier New"">параметрыкристалла, форма и расположение макроячеек на кристалле

<span Courier New"">и ячеек внутримакроячеек, расположение шин  и  способ коммутации

<span Courier New"">сигнальныхсоединений.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Итак, следует отметить, что задачаопределения  структуры БМК

<span Courier New"">являетсядостаточно сложной, и  в  настоящее время  она  решается

<span Courier New"">конструкторомпреимущественно с использованием средств автоматиза-

<span Courier New"">ции.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">

<span Courier New"">              РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВНА БМК

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Выше было показано, что БМК представляетсобой  заготовку, на

<span Courier New"">которойопределенным образом размещены электронные приборы (тран-

<span Courier New"">зисторы и др.).Следовательно, проектирование микросхемы можно бы-

<span Courier New"">ло бы вести и наприборном уровне. Однако этот способ не  находит

<span Courier New"">распространенияна практике по следующим причинам. Во-первых, воз-

<span Courier New"">никает задачабольшой размерности.  Во-вторых,  учитывая повторяе-

<span Courier New"">мость структурычастей кристалла и  логической  схемы, приходится

<span Courier New"">многократнорешать однотипные задачи. Поэтому применение БМК пред-

<span Courier New"">полагаетиспользование библиотеки  типовых  логических злелентов,

<span Courier New"">котораяразрабатывается одновременно с конструкцией БМК.  В  этом

<span Courier New"">отношениипроектирование матричных БИС подобно  проектированиюпе-

<span Courier New"">чатных плат набазе типовых серий микросхем.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Таким образом, при применении БМКпроектируемая  схема описы-

<span Courier New"">вается на уровнелогических элементов, а каждый элемент содержится

<span Courier New"">в библиотеке. Этабиблиотека формируется заранее. Она должна обла-

<span Courier New"">датьфункциональной полнотой для реализации широкого спектра схем.

<span Courier New"">Традиционноподобные библиотеки содержат следующие элементы: И-НЕ,

<span Courier New"">ИЛИ-НЕ, триггер,входные, выходные усилители и др.  Дляреализации

<span Courier New"">элементаиспользуется одна или несколько ячеек кристалла,  т.  е.

<span Courier New"">размеры элементавсегда кратны размерам ячейки. Топология элемента

<span Courier New"">разрабатываетсяна основе конструкции ячейки и представляет собой

<span Courier New"">совокупностьтрасс, которые совместно с имеющимися  на  кристалле

<span Courier New"">постояннымичастями реализуют требуемую функцию. Именно  описание

<span Courier New"">указанныхсоединений и хранится в библиотеке.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     В зависимости от того, на каких ячейкахреализуются элементы,

<span Courier New"">можно выделитьвнешние (согласующие усилители, буферные  схемы  и

<span Courier New"">др.) ивнутренние, или просто логические элементы.  Если  внешние

<span Courier New"">элементы имеютформу прямоугольников независимо от типа кристалла,

<span Courier New"">то для логическихэлементов сушествует большое разнообразие форм,

<span Courier New"">котороеопределяется типом макроячеек. Так, для макроячейки, пока-

<span Courier New"">

<span Courier New"">         ╔════════╗ ╔════════╗ ╔═══╤════╗ ╔════════╗

<span Courier New"">         ║        ║ ║        ║  ║███│    ║ ║████████║

<span Courier New"">        ╟────┐   ║ ╟────────╢ ║███└────╢ ║████████║

<span Courier New"">        ║████│   ║ ║████████║ ║████████║ ║████████║

<span Courier New"">        ╚════╧═══╝ ╚════════╝  ╚════════╝ ╚════════╝

<span Courier New"">

<span Courier New"">                          рис. 5

<span Courier New"">

<span Courier New"">занной на рис.4(a), возможные формы элементов приведены на  рис.

<span Courier New"">5. При этомследует иметь в виду, что каждая форма может быть реа-

<span Courier New"">лизована споворотом  относительно  центра макроячейки  на  угол,

<span Courier New"">кратный 90'. Длярасширения возможностей  наилучшегоиспользования

<span Courier New"">площади кристалладля каждого логического элемента разрабатываются

<span Courier New"">вариантытапологии, позволяющие его реализовать в различных частях

<span Courier New"">макроячейки.Поскольку структура макроячейки  обладаетсимметрией,

<span Courier New"">то эти вариантытопологии, как правило, могут быть получены из ба-

<span Courier New"">зового вращениемотносительно осей симметрии.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     При проектировании на уровнеэлементов  существенными данными

<span Courier New"">являются формалогического элемента  и  расположение его  выводов

<span Courier New"">(цоколевка).

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">       СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГОПРОЕКТИРОВАНИЯ МАТРИЧНЫХ БИС

<span Courier New"">

<span Courier New"">                  ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИПРОЕКТИРОВАНИЯ

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Задача конструирования матричных БИСсостоит  в  переходе от

<span Courier New"">заданнойлогической схемы к ее  физической  реализации на  основе

<span Courier New"">БМК. При этомисходные данные представляют собой описание логичес-

<span Courier New"">кой схемы науровне библиотечных логических элементов, требования

<span Courier New"">к егофункционированию, описание конструкции БМК  и  библиотечных

<span Courier New"">элементов, атакже технологические ограничения. Требуется получить

<span Courier New"">конструкторскуюдокументацию для изготовления работоспособной мат-

<span Courier New"">ричной БИС.Важной характеристикой  любой  электронной аппаратуры

<span Courier New"">являетсяплотность монтажа. При проектировании матричных БИС плот-

<span Courier New"">ность монтажаопределяется исходными данными.  При  этом возможна

<span Courier New"">ситуация, когдаискомый вариант реализации  не  существует. Тогда

<span Courier New"">выбирается однаиз двух альтернатив: либо матричная БИС проектиру-

<span Courier New"">ется на БМКбольших размеров, либо часть схемы переносится на дру-

<span Courier New"">гой кристалл,т.  е. уменьшается  объем  проектируемой схемы.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Основным требованием к проектуявляется  100%-ная  реализация

<span Courier New"">соединений схемы,а традиционным критерием, оценивающими проект, -

<span Courier New"">суммарная длинасоединений. Именно этот показатель связан с такими

<span Courier New"">эксплуатационнымипараметрами, как надежность, помехоустойчивость,

<span Courier New"">быстродействие. Вцелом задачи конструирования матричных БИС и пе-

<span Courier New"">чатных платродственны, что определяется заранее заданной  формой

<span Courier New"">элементов и высокимуровнем унификации конструкций. Вместе с  тем

<span Courier New"">имеют местоследующие отличия:

<span Courier New"">     — элементы матричных БИС имеют болеесложную  форму  (не пря-

<span Courier New"">моугольную);

<span Courier New"">     — наличие нескольких вариантов реализацииодного  и того  же

<span Courier New"">типа элемента;

<span Courier New"">     — позиции для размещения элементовгруппируются  в макроячей-

<span Courier New"">ки;

<span Courier New"">     — элементы могут содержать проходы длятранзитных трасс;

<span Courier New"">     — равномерное распределение внешнихэлементов по всей перифе-

<span Courier New"">рии кристалла;

<span Courier New"">     — ячейка БМК, не занятая элементом, может  использоваться для

<span Courier New"">реализациисоединений;

<span Courier New"">     — число элементов матричных БИСзначительно  превышает значе-

<span Courier New"">ниесоответствующего параметра печат ных плат.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Перечисленные отличия не позволяют  непосредственно использо-

<span Courier New"">вать САПРпечатных плат для проектирования матричных БИС. Поэтому

<span Courier New"">в настоящее времяиспользуются и разрабатываются новые САПР, пред-

<span Courier New"">назначенные дляпроектирования матричных БИС, а  такжедорабатыва-

<span Courier New"">ются имодернизируются уже действующие САПР печатных плат  для ре-

<span Courier New"">шения новыхзадач. Реализация последнего способа особенно упроща-

<span Courier New"">ется, когда всистеме имеется набор программ для решения задач те-

<span Courier New"">ории графов,возникающих при конструировании.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Поскольку трассировка соединений наБМК  ведется  с заданным

<span Courier New"">шагом надискретном рабочем поле (ДРП), то необходимо чтобы выводы

<span Courier New"">элементовпопадали в клетки ДРП. Однако внешние выводы макроячеек

<span Courier New"">могутрасполагаться с шагом, не кратным шагу ДРП. В  этом  случае

<span Courier New"">используетсяпростой прием введения фиктивных контактных площадок,

<span Courier New"">связанных свнутренними частями ячейки. Если трасса к макроячейке

<span Courier New"">не подходит, тообласть фиктивной площадки остается свободной.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<span Courier New"">

<span Courier New"">     При разработке САПР БИС на БМКнеобходимо  учитывать требова-

<span Courier New"">ния к системам,диктуемые спецификой решаемой задачи. К ним отно-

<span Courier New"">сятся:

<span Courier New"">

<span Courier New"">     1. Реализация сквозного  цикла проектирования  от  схемы до

<span Courier New"">комплектовмашинных документов на изготовление, контроль эксплуа-

<span Courier New"">тацию матричныхБИС.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     2. Наличие архива данных о разработках,хранимого  на долгов-

<span Courier New"">ременных машинныхносителях информации.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     3. Широкое применение интерактивныхрежимов  на  всех этапах

<span Courier New"">проектирования.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     4. Обеспечение работы САПР в  режиме коллективного пользова-

<span Courier New"">ния.   Учитывая  большую   размерность   залачи  проектирования,

<span Courier New"">большинствосуществующих САПР матричных БИС реализовано  на высо-

<span Courier New"">копроизводительныхЭВМ. Однако в последнее врем  все  больше зару-

<span Courier New"">бежных фирмприменяет и мини-ЭВМ.

<span Courier New"">

<span Courier New"">                   ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫПРОЕКТИРОВАНИЯ

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Процесс проектирования матричных БИСтрадиционно  делится  на

<span Courier New"">следующиеукрупненные этапы:

<span Courier New"">

<span Courier New"">     1. Моделирование функционирования объектапроектирования.

<span Courier New"">     2. Разработка топологии.

<span Courier New"">     3. Контроль результатов проектирования идоработка.

<span Courier New"">     4. Выпуск конструкторской документации.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Рассмотрим каждый шаг в отдельности.Поскольку  матричная БИС

<span Courier New"">являетсяненастраиваемым и не ремонтоспособным объектом, то необ-

<span Courier New"">ходимо еще  на этапе  проектирования  обеспечить его  правильное

<span Courier New"">функционирование.Достижение этой цели возможно  двумя  способами:

<span Courier New"">созданием макетаматричных БИС на основе  дискретных  элементов и

<span Courier New"">его испытанием иматематическим моделированием. Первый способ свя-

<span Courier New"">зан с большимивременными и стоимостными затратами. Поэтому макет

<span Courier New"">используетсятогда, когда он специально не разрабатывается, а уже

<span Courier New"">существует(например, при переходе от реализации устройств на пе-

<span Courier New"">чатных платах кматричным БИС). Второй способ требует создания эф-

<span Courier New"">фективной системымоделирования схем большого размера, так как при

<span Courier New"">моделированиинеобходимо  учитывать  схемное окружение  матричных

<span Courier New"">БИС, которое почислу элементов во много раз больше самой схемы.

<span Courier New"">

<span Courier New"">     Этап разработки топологии связан срешением  следуюших задач:

<span Courier New"">размещениеэлементов на БМК, трассировка соединений, корректировка

<span Courier New"">топологии. Иногдав качестве предварительного шага размещения ре-

<span Courier New"">шаетсяспециальная задача компоновки (распределения элементов  по

<spa

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике