Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах 2

 

                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 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.

                                ├──┐

     ┌──────────────┐           ├┐ │

     │ Переферийная │           ├┘ │

     │  ┌────────┐  │           ├──┤       ВО

     │  │Внутрен.│  │           ├┐ │

     │  │область │  │           ├┘ │

     │  └────────┘  │           ├──┼─────┬─────┬─────┬───

     │   область    │         ПО├─┐│ ┌─┐ │ ┌─┐ │ ┌─┐ │

     └──────────────┘           └─┴┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴────

                                      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.

 

   │ ┌───────                  ┌─┬─┐          ┌─┬─┬─┬─┬─┬

   │ └────────               a)├─┼─┤        c)├─┼─┼─┼─┼─┼─

   │ ┌─────────┐  ┌───         └─┴─┘          └─┴─┴─┴─┴─┴─┴

   │ └─────────┘  └───         ┌─┬─┬─┬─┬─┬    ┌─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬

   │ ┌─────────┐  ┌────      b)└─┴─┴─┴─┴─┴─ d)└─┴┴─┴┴─┴┴─┴┴─

   │ └─────────┘  └────

   └───────────────────        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 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-

 

         ╔════════╗  ╔════════╗  ╔═══╤════╗  ╔════════╗

         ║        ║  ║        ║  ║███│    ║  ║████████║

         ╟────┐   ║  ╟────────╢  ║███└────╢  ║████████║

         ║████│   ║  ║████████║  ║████████║  ║████████║

         ╚════╧═══╝  ╚════════╝  ╚════════╝  ╚════════╝

 

                          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 объектом,  то необ-

ходимо еще  на  этапе  проектирования  обеспечить  его  правильное

функционирование. Достижение этой цели возможно  двумя  способами:

созданием макета матричных БИС на основе  дискретных  элементов  и

его испытанием и математическим моделированием. Первый способ свя-

зан с большими временными и стоимостными затратами.  Поэтому макет

используется тогда, когда он специально не разрабатывается,  а уже

существует (например, при переходе от реализации устройств  на пе-

чатных платах к матричным БИС). Второй способ требует создания эф-

фективной системы моделирования схем большого размера, так как при

моделировании необходимо  учитывать  схемное  окружение  матричных

БИС, которое по числу элементов во много раз больше самой схемы.

 

     Этап разработки топологии связан с решением  следуюших задач:

размещение элементов на БМК, трассировка соединений, корректировка

топологии. Иногда в качестве предварительного шага  размещения ре-

шается специальная задача компоновки (распределения  элементов  по

макроячейкам). В этом случае возможны различные методы решения за-

дачи размещения. Первый метод состоит в том, чтобы после компонов-

ки размещать группы элементов, соответствующих макроячейкам, а за-

тем размещать элементы внутри каждой макроячейки. При  этом крите-

рий оптимальности компоновки вклкючает  составляющие, определяемые

плотностью заполнения макроячеек и связностью элементов макроячей-

ки. Достоинствами этого метода являются сокращение размерности за-

дачи размещения и сведение исходной задачи к  традиционным задачам

компоновки и размещения. Возможность применения традиционных мето-

дов компоновки предопределяется тем, что условие существования ре-

ализации группы элементов в макроячейке для получивших распростра-

 

 

нение БМК легко выражается через суммарную площадь элементов и от-

ношение совместимости пар элементов. Отметим, что так как располо-

жение элементов внутри макроячеек существенно  влияет  на  условия

трассировки соединений между  макроячейками,  рассмотренный  метод

решения задачи размещения для некоторых  типов  БМК  может  давать

сравнительно низкие результаты.

 

     Другой метод размещения состоит в распределении  элементов по

макроячейкам с учетом координат макроячеек. В этом случае  в  ходе

компоновки определяются координаты элементов с точностью до разме-

ров макроячеек и появляется возможность учета положения транзитных

трасс. Для матричных схем небольшой степени  интеграции  (до  1000

элементов на кристалле) применяются модификации традиционных алго-

ритмов размещения и трассировки. Для СБИС на БМК необходима разра-

ботка специальных методов.

 

     Задача корректировки топологии возникает в связи с  тем,  что

существующие алгоритмы размещения и  трассировки  могут  не  найти

полную реализацию объекта проектирования на  БМК.  Возможна ситуа-

ция, когда алгоритм не находит размещение всех элементов на крист-

алле, хотя суммарная площадь элементов  меньше  площади  ячеек  на

кристалле. Это положение может  быть  обусловлено  как  сложностью

формы элементов, так и необходимостью выделения ячеек для реализа-

ции транзитных трасс. Задача определения минимального числа макро-

ячеек для размещения элементов сложной  формы  представляет  собой

известную задачу покрытия.

 

     Возможность отсутствия полной трассировки обусловлена эврист-

ическим характером применяемых алгоритмов. Кроме того,  в  отличие

от печатных плат навесные проводники в  матричных  БИС  запрещены.

Поэтому САПР матричных БИС обязательно включает средства корректи-

ровки топологии. При этом в процессе  корректировки  выполненяются

следующие операции: выделение линии содиняемых фрагментов; измене-

ние положения элементов и трасс с  контролем  вносимых  изменений;

автоматическая трассировки  указанных  соединений;  контроль соот-

ветствия результатов трассировки исходной схеме. Уже  сейчас акту-

альной является задача перепроектирования любого фрагмента тополо-

гии. Для матричных БИС таким фрагментом может быть канал для трас-

сировки, или макроячейка, в которой варьируется размещение элемен-

тов и др. Решение последней задачи, помимо реализации функций про-

ектирования с заданными граничными условиями  (определяемыми окру-

жением  фрагмента),  требует  разработки   аппарата   формирования

подсхемы, соответствующей выделенному фрагменту.

 

     На этапе контроля проверяется адекватность полученного проек-

та исходным данным. С этой целью прежде всего контролируется соот-

ветствие топологии исходной принципиальной (логической) схеме. Не-

обходимость данного вида контроля обусловлена корректировкой топо-

логии, выполненной разработчиком,  поскольку  этог  процесс  может

сопровождаться внесением ошибок. В настоящее  время  известны  два

способа решения рассматриваемой задачи. Первый сводится  к восста-

новлению схемы по топологии и дальнейшему сравнению ее с исходной.

Эта задача близка к проверке изоморфизма графов. Однако на практи-

ке для ее решения может быть получен  приемлемый  по  трудоемкости

алгоритм ввиду существования фиксированного соответствия между не-

которыми элементами  сравниваемых  объектов.  Дополнительная слож-

ность данной задачи связана с тем, что в  процессе  проектирования

происходит распределение инвариантных объектов (например, логичес-

ки эквивалентных выводов элементов),  поэтому  для  логически тож-

дественных схем могут не существовать одинаковые описания и, сле-

 

 

довательно,  требуются  специальные  модели,  отображающие инвари-

антные элементы. В общем случае универсальные модели для представ-

ления инвариантных элементов не известны, что и явилось  одной  из

причин развития второго способа, согласно которому проводится пов-

торное логическое моделирование восстановленной схемы.

 

     Функционирование спроектированной схемы мотает  отличаться от

требуемого не только из-за ошибок, внесенных конструктором, но и в

результате образования паразитных  элементов.  Поэтому  для  более

полной оценки работоспособности матричных БИС  при  восстановлении

схемы по топологии желательно вычислять значения  параметров пара-

зитных емкостей и сопротивлений и учитывать их  при  моделировании

на логическом и схемотехническом уровнях.

 

     Существуют причины, по которым перечисленные  методы контроля

не позволяют гарантировать работоспособность матричных БИС.  К ним

относятся, например, несовершенства моделей и  методов моделирова-

ния. Поэтому контроль с помощью моделирования  дополняется контро-

лем опытного образца. Для этого на этапе лроектирования  с помощью

специальных программ осуществляется генерация тестов  для проверки

готовых БИС. Отметим, что при проектировании матричных  БИС прове-

дение трудоемкого геометрического контроля не требуется,  так  как

трассировка ведется на ДРП, а топология  элементов  контролируется

при их разработке.

 

     Заключительным этапом проектирования матричных  БИС  является

выпуск конструкторской документации, которая  содержит  информацию

(на соответствующих  носителях)  для  управления  технологическими

станками-автоматами и сопроводительные чертежи и таблицы, состав и

содержание которых регламентируются ГОСТами, а оформление - требо-

ваниями ЕСКД. Для автоматизированного выпуска графической и текст-

овой документации обычно  разрабатывается  входной  язык,  который

позволяет: компактно и наглядно описывать отдельные  фрагменты до-

кумента;  размещать  отдельные  фрагменты  на  площади  документа;

извлекать требуемую информацию из архива и включать ее во фрагмен-

ты документов; распечатывать требуемый документ.

 
скачать титульный лист для работы