Разработка методов и средств диагностики, повышающих эффективность верификации модулей вычислительной техники

• Автор: Бычков, Игнат Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

Актуальность работы.

Цель исследования.

Научная новизна работы

Результаты, выносимые на защиту.

Практическая ценность.

Личный вклад автора.

Апробация.

Публикации по теме диссертации.

Глава 1. Повышение полноты и производительности тестирования при функциональной верификации СБИС
1.1 Система тестирования при функциональной верификации СБИС.
1.1.1 Набор тестов проверки архитектуры
1.1.2 Генераторы направленных тестов.
1.1.3 Интерпретационная и функциональная модели СБИС.
1.1.4 Способы моделирования функциональной модели
1.2 Разработка прототипа на основе ПЛИС
1.2.1 Метод предварительного анализа функциональной модели микропроцессора.
1.2.2 Подходы к решению задачи разбиения и методы минимизации связей.
1.2.3 Алгоритм раскраски ребер мультиграфа.
1.2.4 Назначение сигналов выводам ПЛИС и трассировка ПП прототипа
1.3 Выводы.
Глава 2. Оптимизация рассеиваемой мощности СБИС
2.1 Определение ограничения на максимальную рассеиваемую мощность СБИС
2.1.1 Термические сопротивления
2.1.2 Расчет термических сопротивлений.
2.1.3 Экспериментальное определение термических сопротивлений
2.1.4 Расчет максимально допустимой рассеиваемой мощности.
2.2 Учет динамически рассеиваемой мощности при технологическом покрытии.
2.2.1 Мощность, рассеиваемая на элементе.
2.2.2 Мощность, рассеиваемая на линии связи
2.2.3 Активности выходов элементов.
2.2.4 Диагностика для нахождения активностей выходов элементов
2.2.5 Метод фиксированного выигрыша
2.2.6 Технологическое покрытие.
2.2.7 Моделирование и результаты.
2.3 Выводы.
Глава 3. Повышение показателей надежности
3.1 Улучшение показателей надежности.
3.1.1 Показатели и характеристики надежности.
3.1.2 Формирование списка ограничений
3.2 Планирование контактных выводов кристалла и построение проводного монтажа при корпусировании интегральных схем.
3.2.1 Технологический процесс корпусирования.
3.2.2 Методология корпусирования.
3.2.3 Диаграмма проводного монтажа.
3.2.4 Средство разработки и диагностики РСМ
3.2.5 Надежность системы в корпусе.
3.2.6 Проверка правил корпусирования.
3.2.7 Планирование контактных выводов кристалла
3.2.8 Построение проводных соединений
3.2.9 Применение 3 моделирования
3.3 Диагностика матричного корпуса на основе коммутационной платы
3.3.1 Технология монтажа объемными выводами на коммутационную плату.
3.3.2 Контура между линиями связи входного и выходного
3.3.3 Электромиграция и термодиффузия
3.3.4 Межслойные соединения шин землипитания
3.4 Расчет и диагностика временных диаграмм синхронных цифровых схем.
3.4.1 Задержки распространения сигналов
3.4.2 Блок схема передачи данных.
3.4.3 Способы передачи данных
3.4.4 Представление блок схемы в виде графа
3.4.5 Средство проектирования и диагностики ii
i .
3.5 Выводы
Заключение.
Литература


В отличие от существующего метода диагностики корпусов и паяных соединений рентгеновским излучением, предлагаемая методика позволяет выявлять конструктивные ошибки в коммутационной плате корпуса уже на этапе разработки. Обоснование эффективности использования на этапе функциональной верификации прототипов микропроцессоров на основе ПЛИС. Разработан метод предварительного анализа функциональной модели СБИС для создания прототипа на основе ПЛИС. ИС. Эффективность данного метода подтверждается экспериментальным путем с помощью приложения GSTM. Приведено обобщение организации правил корпусирования ИС с применением технологии проводного монтажа. Реализована проверка правил корпусирования с использованием 3D модели системы в корпусе в средстве проектирования и диагностики PCM (Package Constraints Manager). Разработаны средства 3D визуализации и применен новый метод диагностики коммутационной платы матричного корпуса. Разработан способ верификации назначения сигналов эквивалентным выводам электронных компонентов с помощью программы РВМ (Pin Box Manager). Разработана методика расчета временных диаграмм синхронных цифровых схем. Методика реализована в программе TDM (Timing Diagram Manager). Данное программное средство разработки и диагностики учитывает все многообразие современных устройств синхронизации и предоставляет возможность автоматизированного подбора длин линий связи. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, нашли применение в трех различных проектах для нескольких компаний. Разработанный метод проведения и использования результатов тестирования для учета динамически рассеиваемой мощности ИС на этапе технологического покрытия является одним из результатов научно-исследовательского проекта Ariadna, выполненного в Институте Микропроцессорных Вычислительных Систем РАН при финансовой поддержке компании Intel. Обобщение организации правил корпусирования ИС с применением технологии проводного монтажа, а также реализация их проверки с использованием 3D модели системы в корпусе являются основными результатами проекта по разработке для компании Philips Semiconductors средства автоматизации корпусирования интегральных схем РСМ (Package Constraints Manager). Другие методы и средства диагностики использовались на этапах верификации в проектах по разработке микропроцессоров «Elbrus» и «R0S», а также вычислительных комплексов на их основе. Эти методы и средства диагностики являются основными результатами развития систем верификации для компании ЗАО «МЦСТ». TDM (Timing Diagram Manager) и РВМ (Pin Box Manager). Разработанные методы и средства проектирования и диагностики позволяют повысить показатели надежности, обеспечить нужную функциональность модулей вычислительной техники, а также сократить объем ручной работы и время, требуемое для выполнения соответствующих этапов верификации. Постановка задачи выполнена совместно с научным руководителем. Все основные результаты получены автором. Рассматриваемые в диссертации программные средства разработки и диагностики, повышающие эффективность верификации в течение ряда лет создавалось коллективом разработчиков в Институте микропроцессорных вычислительных систем РАН и ЗАО «МЦСТ» при личном участии автора. Научные положения, рекомендации и выводы сформулированы лично автором. Предлагаемые перспективные методы, а также модуль 3D визуализации и проверки правил корпусирования в программе РСМ разработаны автором лично. Другие программные средства разработки и диагностики разработаны под руководством автора и успешно внедрены при его участии. Бычков И. Н. Изменение средств физического синтеза при современных технологиях. XXI научно-техническая конференция войсковой части 5, Москва, декабрь . Бычков И. Н. Метод фиксированного выигрыша при взаимодействии логического и физического этапов проектирования СБИС. XLVII научная конференция МФТИ, Москва-Долгопрудный, ноябрь . Бычков И. Н. Способы взаимодействия логического и физического этапа проектирования СБИС. Новые материалы и технологии НМТ-.