←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
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
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5