ВУЗ:
Составители:
3
ВВЕДЕНИЕ
Микросистемная техника является одной из наиболее современных, ди-
намично развивающихся и востребованных отраслей науки и техники. Элемен-
ты современных сверхбольших интегральных схем (СБИС) и микрооптико-
электромеханических систем (МОЭМС) представляют собой сложные
структуры, в основу функционирования которых положены разнообразные фи-
зические эффекты. Одним из важнейших этапов разработки элементов МОЭМС
является математическое моделирование, основанное на решении систем ал-
гебраических и дифференциальных уравнений.
На данный момент на рынке программного обеспечения существует
большое количество пакетов программ численного моделирования интеграль-
ных элементов (в том числе элементов МОЭМС) и технологических процессов.
Но огромное разнообразие эффектов, положенных в основу функционирования
МОЭМС, как правило, требует создания программ моделирования, характери-
зующихся достаточно узкой специализацией. Существующие универсальные
программные средства чаще всего представляют собой среду программирова-
ния с широким набором функций, включая функции автоматической генерации
конечно-разностных и триангулярных координатных сеток, решения диффе-
ренциальных и алгебраических уравнений, графического отображения полу-
ченных результатов и др. Использование подобных универсальных средств по-
зволяет весьма эффективно решать научно-исследовательские задачи, но не
всегда удобно в процессе проектирования, когда необходимо получить решение
с требуемой точностью за достаточно короткий промежуток времени.
Расширение стандарта VHDL (VHDL-AMS – Very High Speed Integrated
Circuits Hardware Description Language Analog-Mixed Signals), предназначенное
для описания и моделирования как цифровых, так и аналоговых приборов, при-
чем использующих не только электрические сигналы, но также оптические, хи-
мические, механические и др., является важным шагом на пути создания уни-
версальных САПР СБИС/МОЭМС, осуществляющих автоматическую
компиляцию топологических решений на основе высокоуровневых текстовых
описаний. Уже созданы и постоянно развиваются САПР, поддерживающие
стандарт VHDL-AMS. Одной из таких систем является программа hAMSter
ver.2.0 (High performance AMS Tool for Engineering and Research) компании
Ansoft Corporation, предназначенная для работы на персональном компьютере
[1].
В настоящем методическом пособии приводятся сведения о стандарте
VHDL-AMS, подчеркнуты его основные отличительные особенности по срав-
нению с VHDL, описан маршрут моделирования сенсорных и актюаторных
элементов микросистемной техники в программе hAMSter с использованием
VHDL-AMS, предложена методика приобретения практических навыков моде-
лирования элементов микрооптикоэлектромеханических систем в программе
hAMSter.
