Разработка автоматизированной системы синтеза топологии специализированных больших интегральных схем

• Автор: Балашов, Вадим Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Синтез топологии специализированных БИС на основе БМК
1.1 Специализированные типы интегральных схем в радиоэлектронной аппаратуре
1.2 Особенности конструкции аналого-цифрового БМК с одним слоем металлизации
1.3 Математические модели и методы решения задачи размещения элементов
1.4 Математические модели и методы решения задачи трассировки соединений
1.5 Содержательное описание задачи синтеза топологии специализированных БИС
1.6 Выводы
ГЛАВА 2. Математическая модель, постановка оптимизационной задачи размещения элементов, алгоритмы решения
2.1 Общая математическая модель и постановка оптимизационной задачи размещения элементов при проектировании БИС на основе БМК
2.1.1 Исходные параметры математической модели
2.1.1 Задача минимизации суммарной длины соединений
2.2 Алгоритм решения задачи размещения элементов при проектировании БИС на основе БМК
2.2.1 Поэтапная схема решения задачи размещения
2.2.2 Компоновка элементов схемы по столбцам
2.2.3 Размещение столбцов с минимизацией транзитных связей
2.2.4 Методика оценки качества линейного размещения
2.2.5 Многокритериальная задача линейного размещения
2.2.6 Гибридный метод решения задачи
2.2.7 Особенности генетического алгоритма
2.2.7 Итерационный алгоритм улучшения решений
2.3 Выводы
ГЛАВА 3 Математическая модель, постановка оптимизационной задачи трассировки, алгоритмы решения
3.1 Общая математическая модель и постановка оптимизационной задачи трассировки элементов при проектировании БИС на основе БМК
3.2 Графовая модель коммутационного пространства и алгоритм трассировки соединений БИС
3.3 Декомпозиция КП и его гиперграфовая модель
3.4 Алгоритм трассировки соединений на гиперграфовой модели
3.4.1 Выбор контактной площадки
3.4.2 Поиск маршрута на гиперграфовой модели
3.4.3 Модификация структуры гиперграфовой модели коммутационного
поля и пересчёт пропускных способностей
3.4.4 Микротрассировка
3.5 Многопроходные схемы трассировки
3.6 Выводы
ГЛАВА 4 Диалоговая программная система «Синтез» решения задачи синтеза топологии специализированных БИС
4.1. Архитектура программной системы решения задачи синтеза топологии
4.2. Типовые сценарии работы программной системы «Синтез»
4.3. Выводы
ГЛАВА 5 Практическое применение программной системы «Синтез» в сквозном маршруте проектирования
5.1 Взаимодействие ПС «Синтез» с САПР Cadence
5.2 Подготовка исходных данных для работы программной системы «Синтез»
5.3 Решение задачи проектирования специализированной БИС с использованием программной системы «Синтез»
5.4 Выводы
Выводы и заключение

Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

прокладки трасс для БИС, обладающих неоднородной структурой, затруднительно.
1.5 Содержательное описание задачи синтеза топологии специализированных БИС
Работа посвящена исследованию и разработке моделей, алгоритмов для решения задачи синтеза топологии специализированных БИС и созданию на их основе системы синтеза топологии специализированных БИС в автоматизированном режиме на персональном компьютере с процессором типа 1Ще1 РепПит или совместимым с ним.
Под синтезом топологии понимается построение аналога электрической схемы в физической структуре кристалла, оптимального по совокупности заданных критериев качества проекта в соответствии с конструкторско-технологическими ограничениями [3, 56, 62].
Основными алгоритмическими задачами при синтезе топологии микросхем являются задачи компоновки элементов, размещения элементов и трассировка соединений [42, 43, 98, 114]. Задачу компоновки (ячеек или столбцов ячеек) можно считать частным случаем задачи размещения [1, 62, 74, 118].
Таким образом, исходя из анализа различных методов и алгоритмов, применяемых для синтеза топологии, можно сделать следующие выводы:
- рассмотренные работы не содержат готовых алгоритмических решений для эффективного синтеза топологии однослойных устройств с нерегулярной структурой;
- методы размещения должны учитывать (либо в ограничениях модели, либо в критериях) возможность реализации соединений при последующей трассировке;
- трассировка всех соединений проекта должна осуществляется одновременно (не должно быть деления на аналоговую и цифровую части);
- при решении задачи трассировки, необходимо минимизировать количество использованных поликремниевых перемычек;