Методы и алгоритмы оптимизации размещения тепловыделяющих источников в многокристальных микросборках с учетом условий трассировки электрических соединений

• Автор: Семенец, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 225 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Анализ задач размещения стационарных тепловыделяющих источников

I.Iv Общая постановка оптимизационной задачи размещения

источников тепла, анализ ее особенностей

1.2. Обзор алгоритмов решения задачи размещения источников тепла II

1.3. Особенности размещения источников тепла многокристальной микросборки

I.4V Анализ методов проектирования проводящих покрытий

Выводы

Глава 2v Расчет температурного поля в многокристальной

микросборке
2.1. Тепловая модель полупроводниковой микросхемы
2.2. Метод расчета температурного поля полупроводниковой микросхемы
2.3. Численная реализация метода расчета температурного
поля твердой интегральной микросхемы
2.4. Тепловой расчет гибридных интегральных схем
2.5. Метод расчета температурного поля МК МСБ
2.6. Экспериментальное сравнение методов расчета температурного поля
Выводы
Глава 3. Размещение тепловыделяющих источников многокристальной микросборки
З.Г. Постановка задачи размещения источников тепла
3.2. Построение матрицы температурных коэффициентов
3.3 Алгоритм размещения тепловыделяющих источников
3.4. Расчет электрических параметров МК МСБ
Выводы
Глава 4. Трассировка межфрагментных соединений в
многокристальной микросборке
4.1. Постановка задачи трассировки
4.2. Алгоритм построения минимальных деревьев электрических цепей
4.3. Алгоритм определения внутренне устойчивого
множества графа пересечений
4.4ф Минимизация числа слоев МК МСБ
4ф6. Экспериментальное сравнение эффективности
алгоритмов раскраски
4.6, Общая характеристика комплекса программ сквозного
проектирования микроэлектронной аппаратуры
Выводы
Основные результаты и выводы
Литература


Первый источник размещается так, что его полюс совпадает с одной из точек годографа функции плотного размещения, построенного для одного размещаемого источника с допустимой температурой Тс Полюса очередных источников сонпадают с точками, симметричными полюсу первого источника. Последующие источники размещаются в точках пересечения годографа функции плотного размещения, построенных для каждого из уже симметрично размещенных источников годографа функции плотного размещения, построенных ранее. По вектору Е осуществляется выбор нового значения Тс . В работах / 4/, к2. ЛЦ-? С1=-Р • (1. И-5НІ. Ш + и и\ - ? Л 5)2 4. Д = 5^2 - оператор Лапласа; ? ОС, у)-=? Х;Хе * Тк*0 (Ка*>2>‘~* Р) > (1. СО, / 3 однозначно определяют положение каждого источника. Таким образом функция цели зависит от трех параметров. Построение области допустимых решений состоит в следующем. Фиксируется угол ориентации 9 и один из параметров решетки (например /. Затем решается задача об определении такого значения параметра Т -х. Изменяя параметр I. Шаг изменения параметра 1-у и точность вычисления / х. ЭВМ, поэтому их величина определяется с учетом необходимой точности решения. При размещении 6 -го источника можно контролировать выполнение геометрических и теплофизических ограничений. Для каждого размещения источника выделяется область, в которой выполнены эти ограничения. Однако, данные алгоритмы имеют большую трудоемкость, так как на каждом этапе приходится строить область допустимых решений и на каждой итерации поиска экстремума функции цели решать краевую задачу. Поэтому время решения задачи большой размерности с построением области допустимых решений будет неприемлемым для решения на ЭВМ. Количество размещаемых источников. Значения температурного поля (нужно достигнуть однородности температурного поля, или минимизировать значение температуры в заданных точках). Размер области, в которой производится размещение. При проектировании МЭА размещение не является самоцелью. Элементы нужно размещать таким образом, чтобы на следующем этапе проектирования выполнить качественно трассировку соединений. Объединенные критерии оптимизации ^/о и ^ * которые используются на ? Эти частные критерии учитывают плотную упаковку элементов, суммарную длину соединений и равномерность теплового режима. Частные критерии оптимизации нормируются в интервале С0, согласно методике, изложенной в работе / . Кю { ¦' Рет* г с? С?***) Ссе ~ максимальное число связей элемента и число его связей с размещенными элементами, соответственно; И/таг И/1, \/б. Л/ (? I ч Ж. А Letfre)-L? Рс (7ГС/, р? С и элементов из множества /? А;nf - множество позиций элемента б на поле размещения. Однако, весовые коэффициенты зависят от номера шага последовательного алгоритма размещения, поэтому необходимо выполнять процедуры адаптации, управляющие значениями весовых коэффициентов. Однако, размеры одного кристалла намного меньше размеров подложки. Для решения задачи оптимального размещения источников тепла в Ж МСБ с учетом условий трассировки алгоритмы, описанные в разделе 1. На подложке микросборки необходимо размещать до кристаллов, а по данным работы / Ц2. Время решения аналогичной задачи с помощью алгоритма нерегулярного размещения источников тепла составляет более 5 часов / /. Поэтому возникает необходимость в разработке алгоритма размещения источников тепла Ж МСБ, учитывающего специфические требования ее проектирования. Разрез МК МСБ показан на рис. В алгоритмах размещения источников тепла (раздел 1. Конструкция Ж МСБ имеет слоистый вид, поэтому для расчета теплофизических ограничений необходимо использовать тепловую модель в виде слоистого параллелепипеда. Решению таких задач посвящен ряд работ / ік, ІЗ, ЪО,,,М7/. В работе / /Ч / Боскис И. А.' предложил тепловую модель в виде слоистого параллелепипеда с источниками тепла на его верхнем слое'. Часть тепла с верхнего слоя уходит в окружающую среду, с нижнего тепло уходит в теплоотвод. Расчет температурного поля такой модели с источниками на верхнем слое произведен в работе / 3?