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