Разработка средств автоматизации проектирования сложных функциональных блоков микроэлектроники с учетом воздействия отдельных ядерных частиц

• Автор: Потапов, Игорь Петрович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ средств автоматизированного проектирования сложных функциональных блоков микроэлектроники и их возможности по

учету одиночных событий радиационного воздействия.

1.1. Современное состояние и развитие микрокомнонентной

базы дойного назначения.

1.2. Физические явления в полупроводниковых структурах сложных функциональных блоков микроэлектроники при воздействии отдельных ядерных частиц.

1.3. Развитие средств моделирования одиночных событий

радиационного воздействия. Постановка задачи.

Выводы.
2. Методика проектирования и математическое обеспечение моделирования одиночных событий радиационного воздействия на схемотехническом уровне проектирования.
2.1. Методика проектирования современной микрокомпонентной базы двойного назначения с учетом одиночных событий
радиационного воздействия
2.2. Методы определения стойкости СБИС в процессе
проектирования.
2.3. Моделирование одиночных событий радиационного
воздействия в КМОП структурах
Выводы.
3. Моделирование одиночных событий радиационного воздействия на функциональнологическом уровне и алгоритмическая основа проектирования радиационностойких КМОП типовых элементов
3.1. Моделирование одиночных событий радиационного
воздействия на схемотехническом уровне.
3.2. Моделирование одиночных событий радиационного воздействия на функциональнологическом.
3.3. Алгоритмическая основа оценки стойкости типовых СБИС к
одиночным событиям в процессе проектирования
4. Результаты внедрения и оценка эффективности программных
средств
4.1. Особенности разработанного программного обеспечения и
его внедрение в САПР сквозного проектирования.
4.2. Оценка адекватности и эффективности разработанных
средств
4.3. Внедрение предложенных средств и создание радиационностойкой библиотеки КМОП микросхем
4.4. Разработка средств повышения радиационной стойкости и
создание радиационностойких СБИС
Заключение
Литература


Ее развитие во многом определяет прогресс в целом и являются катализатором развития науки, техники, улучшении социально-бытовых условий и качества жизни населения. Это одна из наиболее динамичных областей. За последнее время произошли революционные преобразования которые затронули практически все аспекты: объекты микроэлектроники, средства проектирования и методы хозяйственной деятельности. Рассматривая объекты проектирования можно утверждать что современный уровень полупроводниковой технологии, с проектными нормами менее 0 нм, позволил размещать на кристалле десятки и согни миллионов транзисторов (с возможностью реализовывать на кристалле, одновременно, процессоры, память, цифровую логику, аналоговые узлы, интерфейсы и т. Это привело к созданию специализированных сверхбольших интегральных схем типа «система на кристалле» (СнК). Системы на кристалле» вначале появились как интегрированный набор нескольких микросхем, которые были реализованы в виде отдельных компонентов. Они назывались «системы в кремнии» и представляли собой набором нескольких чипов («интегрированный чипсет»). В последствии данные разработки переросли именно в «систему». Она представляет собой сложную интегральную схему, объединяющую в одном чипе или чипсете все основные функциональные элементы полного конечного продукта [1-3]. На рисунке 1. СнК. Она включает в себя как минимум один программируемый процессор, внутрикристалльную память, аппаратно реализованные ускоряющие функциональные элементы. В состав СнК также включаются интерфейсы с периферийными устройствами и/или с внешней средой. В настоящее время все такие системы имеют аппаратные и программные компоненты. Так как СнК схемы взаимодействуют с внешней средой, они часто должны включать аналоговые компоненты, а в будущем могут содержать также компоненты оптических/микроэлектронных механических систем (0/МЕМ8) [1,4-7]. Рисунок 1. Общая схема «Системы на кристалле». Реализация СнК может быть различной: в классическом виде на одном кристалле; в одном корпусе («Система в корпусе» (СвК)) на разных микросхемах. Создание в одном корпусе часто возникает в силу оптимизации проектирования, производства и технологии корпусироования. Кроме того, могут быть конфигурируемы и программируемые СнК. Конфигурируемые СнК обладают возможностью изменения внешних и внутренних интерфейсов, но при этом не изменяется их логика. Если есть необходимость изменения логики, то такие системы называются программируемыми. Отметим важную особенность СнК (что позволило ввести данное понятие) -это то, что основные функциональные блоки проектируются как часть интегрированного целого. Это обстоятельство намного важнее того, что они все будут физически размещены на одной подложке. Например, СвК могут оказаться более дешевыми для интегрированных чипсетов, чем единственная подложка, но при этом мы можем по-прежнему считать, что они проектируется как интегрированная система, с различными компромиссами в случае разных прикладных областей. Учитывая функциональную сложность, степень интеграции и значительные средства, которые вкладываются в процесс проектировании и разработки СнК методы проектирования и хозяйствования должны были измениться в сторону увеличения производительности, уменьшения бездефектности и сокращения времени реализации проекта и уменьшения финансирования. В качестве фундаментального метода повышения производительности проектирования было предложено повторное использование интеллектуальной собственности (ГР), начиная с маленьких блоков повторно используемой цифровой логики, таких как, например, интерфейсы с шиной, далее к большим блокам, таким как ядра встроенных процессоров, и, наконец, переходя к наборам блоков, предварительно интегрированных, предварительно верифицированных - так называемым СнК «платформам». Данный метод позволял сократить сроки реализации проекта и уменьшить его бездефектность, но при этом встала задача стандартизации и сертификации блоков. Такую задачу выполнила организация Virtual Socket Interface Alli-ance(VSIA) [3].