РЕФЕРАТ НА ТЕМУ
АВТОМАТИЗОВАНЕ ПРОЕКТУВАННЯ СБИС НА БАЗОВИХМАТРИЧНИХ КРИСТАЛАХ
Попереднівідомості
Вданому рефераті розглядаються технології, пов'язані з особливостямипроектування НВІС на базових матричних кристалах. Розповідається про самомупонятті базового матричного кристала. Аналізуються основні етапиавтоматизованого процесу пректирования
ПОТРЕБАЕФЕКТИВНОГО пректирования НВІС
СТАНДАРТНІІ ПОЛУЗАКАЗНИЕ ІС
БАЗОВІ КРИСТАЛИ І ТИПОВІ ЕЛЕМЕНТИ
Характерноютенденцією розвитку елементної бази сучасної електронно-обчислювальноїапаратури є швидке зростання ступеня інтеграції. У цих умовах актуальноюстає проблема прискорення темпів розробки вузлів апаратури,представляють собою ВІС і НВІС. При вирішенні даної проблеми важливо враховуватиіснування двох різних класів інтегральних схем: стандартних (абовеликосерійних) і замовних. До перших належать схеми, обсяг виробництва якихдосягає мільйонів штук на рік. Тому відносно великі витрати наїх проектування і конструювання виправдовуються. Цей клас схем включаємікропроцесори, різного виду напівпровідникові пристрої пам'яті (ПЗУ,ОЗУ і т.д.), серії стандартних мікросхем та ін Схеми, що належать додругого класу, при обсязі виробництва до декількох десятків тисяч в рік,випускаються для задоволення потреб окремих галузей промисловості. Значначастина вартості таких схем визначається витратами на їх проектування
Основнимзасобом зниження вартості проектування й, головне, прискорення темпіврозробки нових видів мікроелектронної апаратури є системиавтоматизованого проектування (САПР). В результаті спільних дійконструкторів, спрямованих на зменшення термінів і зниження вартостіпроектування ВІС і НВІС, з'явилися так звані полузаказние інтегральнімікросхеми, в яких топологія в значній мірі виз
начаєтьсяуніфікованої конструкцією кристала. Перші схеми, які можна віднести доданого класу, з'явилися в 60-х роках. Вони виготовлялися науніфікованому кристалі з фіксованим розташуванням функціональнихелементів. При цьому проектування полягала в призначенні функціональнихелементів схеми на місця розташування відповідних функціональнихелементів кристала і проведенні з'єднань. Такий кристал отримавназву базового, оскільки всі фотошаблони (виключаючи верстви комутації) дляйого виготовлення є постійними і не залежать від реалізованої схеми. Цікристали, проте, знайшли обмежений застосування через неефективне використанняплощі кристала, викликаного фіксованим становищем функціональних елементівна кристалі
Длячасткової уніфікації топології інтегральних мікросхем (ІС) використовувалосятакож проектування схем на основі набору типових осередків. В даному випадкууніфікація полягало у розробці топології набору функціональних (типових осередків,мають стандартизовані параметри (зокрема, різні розміри повертикалі). Процес проектування при цьому полягав у розміщенні у виглядігоризонтальних лінійок типових осередків, відповідних функціональним елементамсхеми, в розміщенні лінійок на кристалі і реалізації зв'язків, що з'єднуютьелементи, в проміжках між лінійками. Ширина таких проміжків, званихканалами, визначається в процесі трасування. Відзначимо, що хоча в даномувипадку має місце уніфікація топології, кристал не є базовим,оскільки вид всіх фотошаблонів визначається в ході проектування
Сучасніполузаказние схеми реалізуються на базовому матричному кристалі (БМК), що міститьне з'єднані між собою найпростіші елементи (наприклад, транзистори), а нефункціональні елементи як в розглянутому вище базовому кристалі. Зазначеніелементи розташовуються на кристалі матричним способом (у вузлах прямокутноїрешітки). Тому такі схеми часто називають матричними БІС. Як і в схемах натипових осередках топологія набору логічних елементів розробляється заздалегідь.Проте в даному випадку топологія логіческіго елемента створюється на основірегулярно розташованих найпростіших елементів. Тому в ході проектуваннялогіческіміх елемент може бути розміщений в будь-якому місці кристала, а для створеннявсієї схеми потрібно виготовити тільки фотошаблони шарів комутації. Основнігідності БМК, які полягають в зниженні вартості і часупроектування, обумовлені: застосуванням БМК для проектування івиготовлення широкого класу БІС; зменшенням числа деталізованих рішень вході проектування БІС; спрощенням контролю та внесення змін дотопологію; можливістю ефективне використання автоматизованих методівконструювання, яка обумовлена ​​однорідної структурою БМК
Порядіз зазначеними достоїнствами БІС на БМК не володіють граничними для даногорівня технології параметрами і, як правило, поступаються як замовним, так істандартними схемами. При цьому слід розрізняти технологічні параметриінтегральних мікросхем і функціональних вузлів (пристроїв), реалізованих нацих мікросхемах. Хоча технологічні параметри стандартних мікросхем малої ісереднього ступеня інтеграції найбільш високі, параметри пристроїв, реалізованихна їх основі, виявляються відносно низькими
ОСНОВНІ ТИПИ БМК Базовий кристал являє собою прямокутнубагатошарову пластину фіксованих розмірів, на якій виділяютьпериферійну і внутрішню області (рис. 1). У периферійній областірозташовуються зовнішні контактні площадки (ВКП) для здійснення зовнішньогопід'єднання і периферійні ванночки для реалізації буферних схем (рис. 2).Кожна зовнішня осередок пов'язана з однієї ВКП і включає діод-транзисторнуструктуру, що дозволяє реалізувати різні буферні схеми за рахуноквідповідного з'єднання елементів цієї структури. У загальному випадку впериферійної області можуть знаходитися осередки різних типів. Причомупериферійні осередки можуть розташовуватися на БМК в різних орієнтаціях(Отриманих поворотом на кут, кратний 90 ", і дзеркальним відображенням). Підбазової орієнтацією осередки розуміють становище осередки, розташованої на нижнійстороні кристала
+ - В¬
--------------- В¬ + В¬ |
| переферійного| + - |
| --------- В¬| + - + ВО
| | Внутріш. || + В¬ |
| | область || + - |
| L ---------| + - + ----- T ----- T ----- T ---
| область| ПО + - В¬ | - В¬ | - В¬ | - В¬ |
L --------------- L-+ + - + - + - + - + - + - + - + - + - + ----
ПЯ ВКП
рис.1 рис 2.
У внутрішній областікристала матричним способом розташовуються макроячейки для реалізації елементівпроектованих схем (рис. 3). Проміжки між макроячейками використовуються дляелектричних з'єднань. При матричному розташуванні макроячеек областьдля трасування природним чином розбивається на горизонтальні і вертикальніканали. У свою чергу в межах макроячейки матричним способом розташовуютьсявнутрішні осередки для реалізації логічних елементів. Різні способирозташування внутрішніх осередків і макроячейки показані на рис. 4. Причомупоряд з розміщенням осередків "встик" застосовується розміщення ззазорами, в яких можуть проводитись траси електричних з'єднань
| ---------- T-В¬ - TTTTT
|L -------- a) + - + - + c) + - + - + - + - + - + -
| ---------- В¬---- L-+ - L-+ - + - + - + - + - +
| L ----------L --- - TTTTT - TT-TT-TT-TT-TT
| ---------- В¬ ----- b) L-+ - + - + - + - + -d) L-+ + - + + - + + - + + -
| L ---------- L ----
L ------------------- Приклади структур макроячеек.
Структура ВО
Особливістюосередку є спеціальне розташування висновків, узгоджене зіструктурою макроячейки. А саме, осередки розміщуються таким чином, щобвисновки осередків виявилися на периферії макроячейки. Так, в одній з макроячееквисновки кожного осередку дублюються на верхній і нижній її сторонах. При цьомує можливість підключення до будь висновку з двох сторін осередки, що створюєсприятливі умови для трасування. Останнє особливо важливо припроектуванні НВІС
Вінший макроячейке висновки осередку розташовуються тільки на одній стороні, т.е. висновки осередків верхнього ряду знаходяться на верхній стороні макр...
