Модели и алгоритмы проектирования микросхем преобразователей напряжения

• Автор: Глухов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИМС ППН

1.1 Автоматизация проектирования ИМС

1.2 Автоматизация проектирования топологии ИМС ППН

1.3 Постановка задачи исследования

2 АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИМС ППН

2.1 Маршрут проектирования ППН

2.2 Модель КМОП- транзистора

2.3 Математические модели ППН

2.4 Выводы по главе
3 ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ ИМС НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
3.1 Параметризация блоков ИМС с использованием пакета
МиьтеШ
3.2 Параметризация блоков ИМС посредством имитационного моделирования в ОгСАБ и МАТЬАВ
3.3 Выводы по главе
4 МАРШРУТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМС ППН
4.1 Выбор технологии изготовления компонентов ИМС ППН
4.2 Разработка топологии ИМС ППН
4.3 Методы проведения испытаний для выявления скрытых дефектов
ИМС ППН

4.4 Алгоритм испытаний по оценке производственных и
конструктивно-технологических запасов
4.5 Оценка показателей надёжности ИМС ППН
4.6 Оценка показателей технологичности БИС
4.7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Справка о внедрении в ФЕОБУ ВПО «НГТУ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Справка о внедрении в ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»
ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт внедрения на ОАО «НЗПП с ОКБ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт внедрения на ФГУП «НПП Восток»
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Акт внедрения на ОАО «НИИПП»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования и степень её разработанности.
Сложность решения схемотехнических, конструкторских и технологических задач подготовки производства интегральных микросхем (ИМС) заключается в том, что при бурном развитии микро- и наноэлектроники значительно возросла плотность компоновки элементов на кристалле. При этом возрастает влияние помех за счёт ёмкостных связей, сопротивлений шин питания (земли) и индуктивностей проводов на физические процессы в ИМС. Итерационные, процессы проектирования, связанные с варьированием электрических характеристик компонентов ИМС на схемотехническом уровне и анализом проектных решений на заключительном этапе верификации с учётом названных эффектов, значительно увеличивает время проектирования и, следовательно, стоимость изделий. Возникает необходимость в создании новой методологии автоматизированного проектирования с интеграцией системного, логического, схемотехнического и топологического уровней, которая позволит существенно сократить временные и финансовые затраты на разработку большинства ИМС, повышая точность расчётов и сокращая объём экспериментальных исследований. Продуктивное использование современного прикладного программного обеспечения позволяет быстро и адекватно моделировать физические процессы, протекающие в ИМС, оптимизировать схемотехнические и топологические решения, проверять их работоспособность при внешних воздействиях и вариациях технологических параметров на нижних уровнях проектирования.
Процесс проектирования ИМС является многоуровневым и каждый уровень требует своего математического аппарата для моделирования и анализа. Эти функции обеспечиваются соответствующими программными продуктами, такими как ОгСАХ),

Рисунок 1.17- Рабочее окно системы Protei
Protei 2004 позволяет выполнять смешанное моделирование, где запуск на базе SPICE происходит непосредственно с введённой принципиальной схемы. Целостность сигналов анализируется при верификации топологии функцией DRC, где задаются ограничения на возможные искажения, как и другие правила проектирования. Технология компании Altium - Live Design облегчает просмотр реальных сигналов благодаря интерактивному режиму работы и отладки проектируемого ППН непосредственно в кристалле, где разработчик взаимодействует с проектом в плате отладки Nano Board и просматривает сигналы в ИМС. Изменение проекта можно загрузить в Nano Board в любой момент. Такой процесс взаимодействия в реальном времени называется Live Design и эта технология позволяет отказаться от использования VHDL-моделирования [27]. Система задания правил проектирования и контроля позволяет пользователю получить полный контроль над процессом проектирования топологии, где имеется 49 позиций, разбитых на 10 категорий, включая правила трассировки, особенности технологии производства, нормы проектирования различных