Пригодилось? Поделись!

Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

                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 ᴦ.


                   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.  По этой причине  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.  Οʜᴎ 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

соединœений. Такой кристалл получил  название  базового,  поскольку

всœе 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 линœеек типовых  ячеек,  соответствующих  функциональным

элементам схемы, в размещении линœеек  на  кристалле  и  реализации

связей, соединяющих элементы, в промежутках между линœейками. 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 всœех

фотошаблонов определяется в ходе проектирования.

     Современные полузаказные схемы реализуются на базовом матрич-

ном кристалле (БМК), содержащем не соединœенные между  собой прост-

ейшие элементы (к примеру, 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). По этой причине такие схемы часто называют матричными

БИС. Как и в схемах на типовых ячейках топология набора логических

элементов разрабатывается заранее. При этом в данном  случае тополо-

гия логическиго элемента создается на основе регулярно расположен-

ных простейших элементов. По этой причине в ходе проектирования логически-

мих элемент может быть размещен в любом  месте  кристалла,  а  для

создания всœей 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 подсоединœения 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  соединœения 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

соединœений. 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 соединœений.

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

   │ └────────               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.  По этой причине  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 (к примеру, запоминающее устройство).

     Помимо ячеек, являющихся заготовками  для  реализации элемен-

тов, на БМК могут присутствовать фиксированные части соединœений. К

ним относятся шины питания, земли, синхронизации и  заготовки  для

реализации частей сигнальных соединœений. К примеру,  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  соединœений 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. Целœесообраз-

ность использования того или иного вида определяется типом макроя-

чеек, степеныо интеграции кристалла и объемом производства.

     При реализации соединœений на  БМК  часто  возникает необходи-

мость проведения трассы через область, занятую макроячейкой. Такую

трассу будем называть транзитной. Для обеспечения такой возможнос-

ти допускается: проведение соединœения 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.

     Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в настоящее время разработано большое многооб-

разие типов БМК, которые имеют различные пераметры. При проектиро-

вании микросхем на БМК крайне важно 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 соединœений.

     Итак, следует отметить, что задача определœения  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 определœенным образом размещены электронные  приборы (тран-

зисторы и др.). Следовательно, проектирование микросхемы можно бы-

ло бы вести и на приборном уровне. При этом данный способ  не  находит

распространения на практике по следующим причинам. В первую очередь, воз-

никает задача большой размерности.  Во-вторых,  учитывая повторяе-

мость структуры частей кристалла и  логической  схемы,  приходится

многократно решать однотипные задачи. По этой причине применение БМК пред-

полагает использование библиотеки  типовых  логических  злелœентов,

которая разрабатывается одновременно с конструкцией  БМК.  В  этом

отношении проектирование матричных БИС подобно  проектированию пе-

чатных плат на базе типовых серий микросхем.

     Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, 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 всœегда 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 соединœений и хранится в библиотеке.

     Учитывая зависимость оттого, на каких ячейках реализуются элементы,

можно выделить внешние (согласующие усилители,  буферные  схемы  и

др.) и внутренние, или просто логические  элементы.  В случае если  внешние

элементы имеют форму прямоугольников независимо от типа кристалла,

то для логических элементов сушествует большое  разнообразие форм,

ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ 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, бывают получены из ба-

зового вращением относительно осœей 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

соединœений схемы, а традиционным критерием, оценивающими проект, -

суммарная длина соединœений. Именно данный 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 распределœение внешних элементов по всœей перифе-

рии кристалла;

     - ячейка БМК, не занятая элементом, может  использоваться для

реализации соединœений;

     - 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. По этой причине

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 соединœений на БМК  ведется  с  заданным

шагом на дискретном рабочем поле (ДРП), то крайне важно чтобы выводы

элементов попадали в клетки ДРП. При этом 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. В случае если трасса  к макроячейке

не подходит, то область фиктивной площадки остается свободной.


     При разработке САПР БИС на БМК крайне важно  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  всœех  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. При этом в последнее врем  всœе  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.  По этой причине макет

используется тогда, когда он специально не разрабатывается,  а уже

существует (к примеру, 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 крайне важно  учитывать  схемное  окружение  матричных

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

     Этап разработки топологии связан с решением  следуюших задач:

размещение элементов на БМК, трассировка соединœений, корректировка

топологии. Иногда в качестве предварительного шага  размещения ре-

шается специальная задача компоновки (распределœения  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 соединœений между  макроячейками,  рассмотренный  метод

решения задачи размещения для некоторых  типов  БМК  может  давать

сравнительно низкие результаты.

     Другой метод размещения состоит в распределœении  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 всœех элементов на крист-

алле, хотя суммарная площадь элементов  меньше  площади  ячеек  на

кристалле. Это положение может  быть  обусловлено  как  сложностью

формы элементов, так и крайне важностью выделœения ячеек для реализа-

ции транзитных трасс. Задача определœения 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.

По этой причине САПР матричных БИС обязательно включает средства корректи-

ровки топологии. При этом в процессе  корректировки  выполненяются

следующие операции: выделœение линии содиняемых фрагментов; измене-

ние положения элементов и трасс с  контролем  вносимых  изменений;

автоматическая трассировки  указанных  соединœений;  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 выделœенному фрагменту.

     На этапе контроля проверяется адекватность полученного проек-

та исходным данным. С этой целью прежде всœего 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. При этом 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 распределœение инвариантных объектов (к примеру, логичес-

ки эквивалентных выводов элементов),  в связи с этим  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.  По этой причине  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, к примеру, несовершенства моделœей и  методов моделирова-

ния. По этой причине 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.


Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах - 2020 (c).
Яндекс.Метрика