←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
проектированию пе-
чатных плат на базе типовых серий микросхем.
Таким образом, при применении БМК проектируемая схема описы-
вается на уровне логических элементов, а каждый элемент содержится
в библиотеке. Эта библиотека формируется заранее. Она должна обла-
дать функциональной полнотой для реализации широкого спектра схем.
Традиционно подобные библиотеки содержат следующие элементы: И-НЕ,
ИЛИ-НЕ, триггер, входные, выходные усилители и др. Для реализации
элемента используется одна или несколько ячеек кристалла, т. е.
размеры элемента всегда кратны размерам ячейки. Топология элемента
разрабатывается на основе конструкции ячейки и представляет собой
совокупность трасс, которые совместно с имеющимися на кристалле
постоянными частями реализуют требуемую функцию. Именно описание
указанных соединений и хранится в библиотеке.
В зависимости от того, на каких ячейках реализуются элементы,
можно выделить внешние (согласующие усилители, буферные схемы и
др.) и внутренние, или просто логические элементы. Если внешние
элементы имеют форму прямоугольников независимо от типа кристалла,
то для логических элементов сушествует большое разнообразие форм,
которое определяется типом макроячеек. Так, для макроячейки, пока-
ЙНННННННН» ЙНННННННН» ЙНННСНННН» ЙНННННННН»
є є є є єЫЫЫі є єЫЫЫЫЫЫЫЫє
ЗДДДДї є ЗДДДДДДДД¶ єЫЫЫАДДДД¶ єЫЫЫЫЫЫЫЫє
єЫЫЫЫі є єЫЫЫЫЫЫЫЫє єЫЫЫЫЫЫЫЫє єЫЫЫЫЫЫЫЫє
ИННННПНННј ИННННННННј ИННННННННј ИННННННННј
рис. 5
занной на рис. 4(a), возможные формы элементов приведены на рис.
5. При этом следует иметь в виду, что каждая форма может быть реа-
лизована с поворотом относительно центра макроячейки на угол,
кратный 90'. Для расширения возможностей наилучшего использования
площади кристалла для каждого логического элемента разрабатываются
варианты тапологии, позволяющие его реализовать в различных частях
макроячейки. Поскольку структура макроячейки обладает симметрией,
то эти варианты топологии, как правило, могут быть получены из ба-
зового вращением относительно осей симметрии.
При проектировании на уровне элементов существенными данными
являются форма логического элемента и расположение его выводов
(цоколевка).
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАТРИЧНЫХ БИС
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Задача конструирования матричных БИС состоит в переходе от
заданной логической схемы к ее физической реализации на основе
БМК. При этом исходные данные представляют собой описание логичес-
кой схемы на уровне библиотечных логических элементов, требования
к его функционированию, описание конструкции БМК и библиотечных
элементов, а также технологические ограничения. Требуется получить
конструкторскую документацию для изготовления работоспособной мат-
ричной БИС. Важной характеристикой любой электронной аппаратуры
является плотность монтажа. При проектировании матричных БИС плот-
ность монтажа определяется исходными данными. При этом возможна
ситуация, когда искомый вариант реализации не существует. Тогда
выбирается одна из двух альтернатив: либо матричная БИС проектиру-
ется на БМК больших размеров, либо часть схемы переносится на дру-
гой кристалл, т. е. уменьшается объем проектируемой схемы.
Основным требованием к проекту является 100%-ная реализация
соединений схемы, а традиционным критерием, оценивающими проект, -
суммарная длина соединений. Именно этот показатель связан с такими
эксплуатационными параметрами, как надежность, помехоустойчивость,
быстродействие. В целом задачи конструирования матричных БИС и пе-
чатных плат родственны, что определяется заранее заданной формой
элементов и высоким уровнем унификации конструкций. Вместе с тем
имеют место следующие отличия:
- элементы матричных БИС имеют более сложную форму (не пря-
моугольную);
- наличие нескольких вариантов реализации одного и того же
типа элемента;
- позиции для размещения элементов группируются в макроячей-
ки;
- элементы могут содержать проходы для транзитных трасс;
- равномерное распределение внешних элементов по всей перифе-
рии кристалла;
- ячейка БМК, не занятая элементом, может использоваться для
реализации соединений;
- число элементов матричных БИС значительно превышает значе-
ние соответствующего параметра печат ных плат.
Перечисленные отличия не позволяют непосредственно использо-
вать САПР печатных плат для проектирования матричных БИС. Поэтому
в настоящее время используются и разрабатываются новые САПР, пред-
назначенные для проектирования матричных БИС, а также дорабатыва-
ются и модернизируются уже действующие САПР печатных плат для ре-
шения новых задач. Реализация последнего способа особенно упроща-
ется, когда в системе имеется набор программ для решения задач те-
ории графов, возникающих при конструировании.
Поскольку трассировка соединений на БМК ведется с заданным
шагом на дискретном рабочем поле (ДРП), то необходимо чтобы выводы
элементов попадали в клетки ДРП. Однако внешние выводы макроячеек
могут располагаться с шагом, не кратным шагу ДРП. В этом случае
используется простой прием введения фиктивных контактных площадок,
связанных с внутренними частями ячейки. Если трасса к макроячейке
не подходит, то область фиктивной площадки остается свободной.
При разработке САПР БИС на БМК необходимо учитывать требова-
ния к системам, диктуемые спецификой решаемой задачи. К ним отно-
сятся:
1. Реализация сквозного цикла проектирования от схемы до
комплектов машинных документов на изготовление, контроль эксплуа-
тацию матричных БИС.
2. Наличие архива данных о разработках, хранимого на долгов-
ременных машинных носителях информации.
3. Широкое применение интерактивных режимов на всех этапах
проектирования.
4. Обеспечение работы САПР в режиме коллективного пользова-
ния. Учитывая большую размерность залачи проектирования,
большинство существующих САПР матричных БИС реализовано на высо-
копроизводительных ЭВМ. Однако в последнее врем все больше зару-
бежных фирм применяет и мини-ЭВМ.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Процесс проектирования матричных БИС традиционно делится на
следующие укрупненные этапы:
1. Моделирование функционирования объекта проектирования.
2. Разработка топологии.
3. Контроль результатов проектирования и доработка.
4. Выпуск конструкторской документации.
Рассмотрим каждый шаг в отдельности. Поскольку матричная БИС
является ненастраиваемым и не ремонтоспособным
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5