Субмикронные интегральные схемы: элементная база и проектирование. Рындин Е.А - 48 стр.

UptoLike

Составители: 

95
ройства ввода-вывода, преобразователи питающих напряжений и др. Они получили
более емкое название - программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).
Таким образом, современная СБИС может быть реализована одним из пере-
численных методов (см. рис. 59) в зависимости от назначения, условий эксплуата-
ции, стоимости и др.
Основными этапами проектирования СБИС при наличии отработанного тех-
нологического процесса производства и сертифицированных библиотек элементов
являются:
1) выбор способа реализации СБИС (см. рис. 59);
2) подготовка исходного описания в одном из стандартных форматов;
3) функциональное моделирование исходного описания;
4) компиляция исходного описанияавтоматическое преобразование исходного
описания в топологическое (описание литографических шаблонов в стандарт-
ном формате);
5) экстракция электрической схемы проектируемого интегрального устройства в
формате используемой в САПР подсистемы схемотехнического моделирования
с учетом задержек в элементах и линиях связи (в качестве примера в приложе-
нии 1 приведены параметры моделей библиотечных КМОП-элементов AMS –
0,35/0,8 мкм);
6) схемотехническое моделирование;
7) анализ результатов схемотехнического моделирования, принятие решения о
необходимости корректировки топологии (при внесении незначительных изме-
нений, как правило, выполняется в интерактивном режиме с помощью графиче-
ского редактора САПР) или исходного описания (при внесении существенных
изменений). При необходимости внесения изменений переход к этапу 8, иначе
к этапу 10;
8) корректировка топологии (переход к этапу 9) или исходного описания (переход
к этапу 3);
9) проверка установленных для используемого технологического процесса правил
проектирования топологии (допусков на размеры топологических элементов и
расстояний между ними), выполняемая после интерактивной корректировки то-
пологии. Переход к этапу 5;
10) подготовка файлов проекта и проектной документации.
Более подробно маршрут проектирования заказных СБИС показан на приме-
ре САПР Tanner Pro (приложение 2).
96
4.2. Выбор способа реализации СБИС
Одним из первых этапов проектирования является правильный выбор способа
реализации разрабатываемой специализированной СБИС на основе программируе-
мой логической интегральной схемы (ПЛИС), базового матричного кристалла
(БМК), заказной интегральной схемы (ЗС), позволяющий в известной степени дос-
тичь оптимального соотношения между техническими и экономическими показате-
лями. В [88] приведены модели и результаты исследований, полученные на основе
статистических оценок средней длины связей и быстродействия СБИС.
Размещение логических элементов (ЛЭ) в заказной схеме и характер связей
между ними соответствуют представлению иерархической модели Доната для мат-
ричных СБИС с оптимальным размещением ЛЭ [20]:
ï
î
ï
í
ì
==
-
-
-
-
=
+-
,2/1при ,lg
;
24
42
3
4
ЗС
СР
2/12/1
ЗС
СР
pNal
NN
NN
al
p
p
p
p
(104)
где
ЗС
СР
l - средняя длина связей, приходящаяся на один ЛЭ в заказных СБИС;
p - показатель Рента; N - число ЛЭ на кристалле;
a - усредненный шаг размещения
ЛЭ, определяемый соотношением [88]
NSa /
ЗС
» , (105)
где
ЗС
S - площадь кристалла ЗС.
В отличие от ЗС, схема, реализованная на БМК, представляет собой в общем
случае матрицу базовых ячеек (БЯ), соединения между которыми осуществляются
посредством ортогональных трассировочных каналов.
Рассмотрим специализированную СБИС на основе БМК, содержащую неко-
торое количество базовых ячеек, причем N
я
- число задействованных из них. В
качестве модели для оценки средней длины связей в БМК используем формулу Кии-
за, дающую удовлетворительное приближение к реальным значениям средней дли-
ны связей для сложных логических схем матричных БИС [20]:
3
Я
БЯ
СР
3
1
Nal =
, (106)