Исследование и разработка новых схемо-топологических решений элементов библиотек заказных КМДП СБИС

• Автор: Шубин, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 200 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений и определений

Введение

1. Эволюция и современные тенденции развития методологии

проектирования интегральных схем

1.1. Масштабирование линейных (характеристических) размеров интегральных схем

1.2. Проблемы проектирования СБИС в области глубокого субмикрона (Deep SubMicron (DSM)) и пути их решения

1.3. Эволюция стратегий, методов и принципов проектирования интегральных схем

1.4. Метод проектирования на стандартных элементах

1.4.1. Библиотеки стандартных ячеек

1.4.2. Достоинства стандартных ячеек
1.4.3. Характеристики стандартных ячеек
1.4.4. Архитектуры стандартных ячеек
1.4.5. Дополнительные характеристики стандартных ячеек
1.5. Методология проектирования СБИС типа Система-на-Кристалле
1.5.1. Перспективы развития методологии проектирования СБИС типа
Система-на-Кристалле
1.5.2. Проблемы развития методологии проектирования СБИС типа
Система-на-Кристалле. Выводы и прогноз развития
1.6. Маршруты проектирования полупроводниковой твёрдотельной
памяти
1.6.1. Маршрут проектирования стандартной памяти широкого применения
1.6.2. Автоматизированный синтез встроенной памяти
1.7. Некоторые итоги анализа современного состояния методологии
проектирования СБИС

2. Исследование и разработка функциональных узлов тактируемых статических КМОП ЗУПВ
2.1. Особенности маршрута проектирования ЗУ
2.2. Исследование и разработка конструкции элемента памяти статического КМОП ЗУПВ
2.2.1. Стандартная структура построения принципиальной электрической схемы элемента памяти статического КМОП ЗУПВ
2.2.2. Методика выбора оптимальной конструкции элемента памяти ЗУ
2.2.3. Разработка топологии ячейки памяти статического КМОП ЗУПВ
2.3. Исследование и разработка конструкции дешифратора строк ЗУ .
2.3.1. Дешифраторы и особенности проектирования их электрической
принципиальной схемы
2.3.2. Разработка электрической принципиальной схемы тактируемых
(динамических) дешифраторов
2.3.3. Разработка топологии дешифратора строк
2.4. Исследование и разработка конструкции адресного формирователя
2.4.1. Общая характеристика адресных формирователей и их место в
структуре ЗУ
2.4.2 Разработка электрической принципиальной схемы КМОП Адресного формирователя
2.4.3. Разработка топологии Адресного формирователя
2.5. Принципы структурной оптимизации топологической архитектуры накопителя
2.6. Выводы по Главе
3. Исследование и разработка многоразрядных быстродействующих КМОП сумматоров
3.1. Показатели оценки характеристик сумматоров
3.1.1. Быстродействие
3.1.2. Потребляемая мощность

3.1.3. Показатель произведение мощность-задержка
3.2. Ретроспектива известных сумматоров на КМОП структурах
3.2.1. Традиционный КМОП полный сумматор
3.2.2. Усовершенствованный традиционный КМОП полный сумматор
3.2.3. КМОП полный сумматор на передаточных вентилях
3.3. Новые схемотехнические решения ячейки одноразрядного полного сумматора
3.4. Результаты моделирования и сравнения
3.5. Разработка топологии функциональных элементов библиотек быстродействующих КМОП сумматоров для работы в составе многоразрядных устройств
3.5.1. Традиционная стратегия построения топологии ячейки сумматора
3.5.2. Альтернативная стратегия построения топологии ячейки сумматора со сквозным переносом
3.5.3. Результаты разработки топологии сумматоров по предложенной стратегии
3.6. Выводы по главе
4. Новые методики для проектирования оптимальных функциональных элементов библиотек заказных КМОП СБИС
4.1. Сравнение сумматоров с последовательным переносом по быстродействию с использованием введённого критерия «Разрядность Равных Задержек»
4.2. Известные методики сравнения сумматоров по быстродействию .
4.2.1. Прямая методика сравнения
4.2.2. Традиционная методика сравнения
4.3. Новая методика сравнения быстродействия сумматоров по критерию «Разрядность Равных Задержек»
4.3.1. Структурная схема моделирования по методике РРЗ

иметь любые формы. Они не ограничены прямоугольной формой, но они должны распознаваться средствами трассировки.
• Все неразделённые многоугольники должны быть на расстоянии от границы ячейки равном по величине половине минимального зазора правил проектирования. Это гарантирует, что примыкание ячеек будет корректной конструкцией.
Отметим другие особенности библиотек ячеек:
• Существуют ячейки без транзисторов, называемые ячейками передачи или ячейками заполнения, которые могут быть добавлены между ячейками, чтобы позволить проводить вертикальные шины, когда недостаточно трассировочных ресурсов самой ячейки.
• В случае ячейки 1/0, существуют особые формы ячеек для углов кристалла, где встречаются два направления ячеек.
Обычно библиотека стандартных ячеек состоит из нескольких сотен штук. Современные библиотеки содержат более 1 ООО ячеек. Существуют библиотеки ячеек специально разработанные для маломощных сфер потребления, или повышенным напряжением питания, используемые в проектах с высокой частотой переключений или требующие очень хорошую пористость (отсутствием незаполненных областей) и т.д.
1.4.4. Архитектуры стандартных ячеек.
Из описания предыдущего параграфа следует: проектирование и архитектура стандартных ячеек зависят от количества трассировочных слоев, которые доступны технологическому процессу. На рисунке 1.7 показан пример стандартной ячейки.