Разработка и исследование алгоритмов сжатия топологии стандартных ячеек субмикронных СБИС

• Автор: Сотников, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление
Введение..

Глава 1. Обзор методов сжатия топологии

1.1. Постановка задачи сжатия

1.2. Классификация алгоритмов сжатия

1.3. Одномерное сжатие

1.4. Алгоритмы, использующие два графа ограничений

1.5. Двумерное сжатие.

1.6. Иерархическое сжатие.

1.7. Оптимизация топологии

Глава 2. Представление топологии и построение графа ограничений

2.1. Контурное представление топологии
2.2. Представление технологических правил.
2.3. Построение графа ограничений.
2.4. Способы минимизации длины критического пути в графе ограничений
2.5. Выводы.
Глава 3. Методы сжатия топологии стандартных ячеек
3.1. Алгоритм 1.5 мерного сжатия
3.2. Анализ графа ограничений.
3.3. Критерий остановки и анализ дальнейшей сжимаемости топологии
3.4. Выход из локальных минимумов.
3.5. Заключительная оптимизация топологии.
3.6. Сложность алгоритма сжатия.
3.7. Выводы.
Глава 4. Снижение размерности задачи сжатия.
4.1. Метод линейной декомпозиции
4.2. Способы применения линейной декомпозиции.
4.3. Выводы.
Глава 5. Исследование эффективности методов сжатия
5.1. Выбор характеристики размера топологии стандартной ячейки
5.2. Зависимость времени сжатия от размеров топологии
5.3. Сравнение качества сжатия топологии.
5.4. Минимизация задачи сжатия
5.5. Выводы.
ключение .
Введение.
Актуальность


В настоящее время практически на всех этапах разработки топологии интенсивно используются Системы Автоматизированного Проегстирования (САПР), и многие из этапов уже частично или полностью автоматизированы. Разбиение: Кристалл может содержать до нескольких миллионов транзисторов. Такая топология не может быть спроектирована целиком из-за ограничений по памяти и сложности алгоритмов. Поэтому производится разбиение начальной схемы на модули. При этом учитывается размер модуля, его функциональная завершенность, связность компонентов и многое другое. Планировка и размещение: На данной стадии производится размещение модулей, полученных после разбиения. При этом учитывается примерный размер модуля, его связь с другими модулями, площадь кристалла и другие факторы. Эта операция обычно выполняется с участием человека, так как она оказывает большое влияние на конечную топологию. Трассировка: Задача данного этапа - провести соединения между элементами в соответствии с электрической схемой. Сжатие: На этом этапе производится уменьшение площади топологии насколько это возможно. Уменьшение площади также увеличивает количество Ф кристаллов на одной пластине, что снижает себестоимость. Экстракция и верификация: На данном этапе производится экстракция из топологии ее электрической схемы и сравнение с исходной. Так же контролируются технологические ограничения. Разработка СБИС - это очень сложный, дорогостоящий и трудоемкий процесс. Существует много разных способов проектирования. Все их можно разбить на два типа: полностью заказной и полузаказной. Первый предполагает проектирование всего блока целиком и позволяет получить лучшие результаты, но является очень трудоемким. Второй - подразумевает наличие уже разработанных элементов, что позволяет снизить трудоемкость, но при этом страдает качество. Проектирование на основе стандартных ячеек является одним из видов полузаказного проектирования. Основу данного метода составляет библиотека стандартных ячеек (0- ячеек). Каждая ячейка представляет собой блок прямоугольной формы с фиксированной высотой. Функциональность и электрические характеристики каждой ячейки уже определены и протестированы. Ячейки размещаются в ряды, а трассировка проводится между рядами (в каналах) или над ячейками. Так как ячейка может быть использована на кристалле многократно, требования к качеству ее проектирования наиболее высоки. СБИС. После завершения этапа детальной трассировки топология является функционально завершенной. Однако из-за несовершенства алгоритмов размещения и трассировки топология имеет свободные места. Для сокращения стоимости производства и улучшения быстродействия необходимо минимизировать площадь топологии. Данная операция называется сжатием топологии. Таким образом, входными данными для задачи сжатия являются технологические правила и топология. Основная цель сжатия - минимизировать площадь топологии путем перемещения и изменения формы объектов топологии. При этом необходимо соблюдать технологические правила и ограничения, накладываемые пользователем. Технологические правила - это ограничения, накладываемые на геометрическую форму и размеры топологии ИС. Выполнение данных ограничений гарантирует, что схема может быть сделана с приемлемым выходом годных. Эти ограничения предотвращают короткие замыкания, разрывы проводников и выгорание межслойных переходов. Величины технологических правил обычно являются компромиссом между плотностью топологии и надежностью производства. Технологические правила накладывают ограничения как на одну фигуру, так и между несколькими. К ограничениям для одной фигуры относятся минимальный размер и площадь. Между двумя фигурами можно ограничить минимальное расстояние, перекрытие, нависание и включение. Также существуют ограничения на максимальный размер, расстояние и требование постоянного размера (Рис. Рис. В простейшем случае все перечисленные выше типы правил накладывают ограничения на одну фигуру или пару фигур, и их величина постоянна. Рис. Рис. Рис. Рис. Поддержка таких правил су щественно усложняет алгоритмы сжатия.