←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
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.
ГДДї
ЪДДДДДДДДДДДДДДї Гї і
і Переферийная і ГЩ і
і ЪДДДДДДДДї і ГДДґ ВО
і іВнутрен.і і Гї і
і іобласть і і ГЩ і
і АДДДДДДДДЩ і ГДДЕДДДДДВДДДДДВДДДДДВДДД
і область і ПОГДїі ЪДї і ЪДї і ЪДї і
АДДДДДДДДДДДДДДЩ АДББДБДБДБДБДБДБДБДБДБДДДД
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
трассировки естественным образом разбивается на горизонтальные и
вертикальные каналы. В свою очередь в пределах макроячейки матрич-
ным способом располагаются внутренние ячейки для реализации логи-
ческих элементов. Различные способы расположения внутренних ячеек
и макроячейках показаны на рис. 4. Причем наряду с размещением
ячеек "встык" применяется размещение с зазорами, в которых могут
проводиться трассы электрических соединений.
і ЪДДДДДДД ЪДВДї ЪДВДВДВДВДВ
і АДДДДДДДД a)ГДЕДґ c)ГДЕДЕДЕДЕДЕД
і ЪДДДДДДДДДї ЪДДД АДБДЩ АДБДБДБДБДБДБ
і АДДДДДДДДДЩ АДДД ЪДВДВДВДВДВ ЪДВВДВВДВВДВВДВВ
і ЪДДДДДДДДДї ЪДДДД b)АДБДБДБДБДБД d)АДББДББДББДББД
і АДДДДДДДДДЩ АДДДД
АДДДДДДДДДДДДДДДДДДД Примеры структур макроячеек.
Структура ВО
рис. 3 рис. 4
Особенностью ячейки является специальное расположение выво-
дов, согласованное со структурой макроячейки. А именно, ячейки
размещаются таким образом, чтобы выводы ячеек оказались на перифе-
рии макроячейки. Так, в одной из макроячеек выводы каждой ячейки
дублируются на верхней и нижней ее сторонах. При этом имеется воз-
можность подключения к любому выводу с двух сторон ячейки, что
создает благоприятные условия для трассировки. Последнее особенно
важно при проектировании СБИС.
В другой макроячейке выводы ячейки располагаются только на
одной стороне, т. е. выводы ячеек верхнего ряда находятся на
верхней стороне макроячейки, а нижнего -- на нижней. Применение
таких макроячеек позволяет сократить требуемую площадь кристалла,
но приводит к ухудшению условий для трассировки. Поэтому данный
тип макроячеек используется лишь при степени интеграции, не превы-
шаюшей 100 - 200 вентилей на кристалл. Отметим, что в некоторых
типах БМК, кроме однотипных макроячеек, во внутренней области мо-
гут присутствовать специализированные макроячейки, реализующие ти-
повые функциональные узлы (например, запоминающее устройство).
Помимо ячеек, являющихся заготовками для реализации элемен-
тов, на БМК могут присутствовать фиксированные части соединений. К
ним относятся шины питания, земли, синхронизации и заготовки для
реализации частей сигнальных соединений. Например, для макроячеек
(b) шины питания и земли проводятся вдоль верхней и нижней сторон
соответственно. Для макроячеек (a,d) шины проводятся вдоль линии,
разделяюшей верхний и нижний ряды ячеек, что приводит к уменьшению
потерь площади кристалла. Для реализации сигнальных соединений на
БМК получили распространение два вида заготовок: фиксированное
расположение однонаправленных (горизонтальных или вертикальных)
участков трасс в олном слое; фиксированное расположение участков
трасс в одном слое и контрактных окон, обеспечиваюших выход фикси-
рованных трасс во второй слой.
В первом случае для реализации коммутации проектируемой схемы
не требуется разработка фотошаблона фиксированного слоя, т. е.
число разрабатываемых фотошаблонов уменьшается на единицу. Во вто-
ром случае число разрабатываемых фотошаблонов уменьшается на два
(не требуется также фотошаблон контактных окон). Отметим, что в
настоящее время получили распространение различные виды формы и
расположения фиксированных трасс и контактных окон. Целесообраз-
ность использования того или иного вида определяется типом макроя-
чеек, степеныо интеграции кристалла и объемом производства.
При реализации соединений на БМК часто возникает необходи-
мость проведения трассы через область, занятую макроячейкой. Такую
трассу будем называть транзитной. Для обеспечения такой возможнос-
ти допускается: проведение соединения через область, занятую ячей-
кой, проведение через зазоры между ячейками. Первый способ может
применяться, если в ячейке не реализуется элемент, или реализация
элемента допускает использование фиксированных трасс и неподклю-
ченных выводов для проведения транзитной трассы.
Таким образом, в настоящее время разработано большое многооб-
разие типов БМК, которые имеют различные пераметры. При проектиро-
вании микросхем на БМК необходимо учитывать конструктивно-техноло-
гические характеристики кристалла. К ним относятся геометрические
параметры кристалла, форма и расположение макроячеек на кристалле
и ячеек внутри макроячеек, расположение шин и способ коммутации
сигнальных соединений.
Итак, следует отметить, что задача определения структуры БМК
является достаточно сложной, и в настоящее время она решается
конструктором преимущественно с использованием средств автоматиза-
ции.
РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА БМК
Выше было показано, что БМК представляет собой заготовку, на
которой определенным образом размещены электронные приборы (тран-
зисторы и др.). Следовательно, проектирование микросхемы можно бы-
ло бы вести и на приборном уровне. Однако этот способ не находит
распространения на практике по следующим причинам. Во-первых, воз-
никает задача большой размерности. Во-вторых, учитывая повторяе-
мость структуры частей кристалла и логической схемы, приходится
многократно решать однотипные задачи. Поэтому применение БМК пред-
полагает использование библиотеки типовых логических злелентов,
которая разрабатывается одновременно с конструкцией БМК. В этом
отношении проектирование матричных БИС подобно проектированию
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5