Проектирование топологии СБИС с использованием метода инкапсулированных библиотек

• Автор: Каплин, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАН 1ЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. А1АЛИЗ СОСТОЯНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРО

ЕКТИРОВАНИЯ КМОП БИС

1.1. Анализ тенденций развития элементной базы СБИС

1.2. Анализ методов и систем автоматизированного проектирования

1.2.1. Проектирование КМОП СБИС на матричных кристаллах

1.2.2. Проектирование СБИС методом стандартных ячеек

1.2.3. Методология проекгирования полностью заказных СБИС

1.3. Постановка задачи

Глава 2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА ИНКАПСУЛИРО
ВАННЫХ БИБЛИОТЕК СБИС
2.1. Графотеоретические основы построения модели топологиче
ского образа
2.2. Разработка языка описания топологических норм проектирова
2.3. Метод синтеза инкапсулированных библиотек СБИС
2.4. Выводы по 2й главе
Глава 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СИНТЕЗА
ИБ АССИБ
3.1. Разработ ка структурной схемы АССИБ.
3.2. Частные алгоритмы.
3.2.1. Ввод информации о ТНП
3.2.2. Применение битовых цепочек в алгоритмах сканирующей
3.3. Разработка интегрированной САПР на базе АССИБ
3.4. Выводы по 3й главе
Глава 4. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС СИНТЕЗА ТОПОЛОГИИ
4.1. Исследование и разработка программного комплекса синтеза ИБ.
4.2. Апробация программного комплекса синтеза ИБ в составе мар 7 шрута автоматизированного проектирования КМОП узлов.
4.3. Выводы по 4 главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Однако, усовершенствование технологического процесса производства, новые схемотехнические решения позволили упростить процесс формирования КМОП-схем, что приблизило по сложности технологию формирования КМОП БИС к технологии П-М1. Основное отличие КМОП-сгруктуры от п-МОП-схемы заключается в отсутствии потребления мощности схемой в статическом режиме. Более того, транзисторы, изготовленные по КМОП технологии, имеют малый уровень шумов, большую стойкость к радиационным излучениям, устойчивость к перегрузкам по току, высокое входное сопротивление. Другим существенным преимуществом КМОП-структуры является то, что выходное напряжение изменяется от напряжения питания до нуля. Большая разность выходного сигнала, соответствующего разным логическим состояниям, обеспечиваег помехоустойчивость схемы. Кроме того, статические КМОП-схемы занимают достаточно большую площадь кристалла, а для предотвращения возникновения тока утечки между п-и р-канальными транзисторами необходимо создать между ними в топологии некий минимальный зазор. Для экономии площади, занимаемой КМОП схемой на кристалле, прибегают к объединению областей п-канальных или р-канальных транзисторов, имеющих одинаковый потенциал. Так, в случае с топологией логического элемента И-НЕ (рис. КМОП технологии, области стоков р-канальных МОП транзисторов, имеющих одинаковый потенциал и подключенных к источнику питания и„, объединены. Также объединены сток и исток п-канальных транзисторов, имеющих также одинаковый потенциал. Рис. Для дополнительной экономии площади в схемах статических КМОП-приборов и снижения величины потребляемой энергии, проектирование современных сложных КМОП-схем осуществляется с использованием множества п-канальных транзисторов в общем р-кармане и гораздо меньшего числа р-канальных транзисторов. При таком подходе КМОП технология позволяет получить наивысший уровень интеграции при оптимальных базовых параметрах: быстродействие -мощность - площадь кристалла. По мере возрастания плотности упаковки п-канальных МОП-схем с целью уменьшения потребления энергии технологический процесс формирования этих схем был усложнен. Стали использоваться дополнительные фотошаблоны, что позволило создавать транзисторы с разными величинами порогового напряжения. Введение новых фотошаблонов изменяет первоначальную конструк-цию элементов, гак как к исходному топологическому образу добавляются новые области, лежащие в дополнительных слоях. Это приводит к необходимости модернизации элементов, объединенных в библиотеки, на базе которых спроектирована СБИС, или доработке всей топологии ранее спроектированных устройств. Трудоемкость данного процесса слишком велика и прямопропорцио-иальна числу элементов библиотеки или общему количеству элементов в топологии. Данную проблему можно решить путем создания для проектирования СБИС специализированной библиотеки, построенной с использованием специальных моделей элементов, входящих в эту же библиотеку и обладающих воз-можноегью модификации и настройки на тот или иной технологический процесс. Это позволит, внося изменения лишь в модель элемента библиотеки, произвести модификацию всей топологии СБИС. С целью дальнейшего сокращения сроков проектирования в - г. СБИС с использованием базовых матричных кристаллов (БМК) [6, ,]. Матричные кристаллы разрабатывались в основном фирмами изготовителями СБИС для быстрого проектирования схем по заказу пользователей. БМК имел фиксированную конструкцию. В большинстве случаев КМОП кристалл представляет собой линейную конструкцию. Линейки имели одинаковую высоту, и на них размещались библиотечные элементы, отличающиеся шириной. Между двумя линейками элементов размещались линейки трасс. По периферии конструкции располагались внешние выводы, которые представляли собой контакт вместе с буферным элементом. На рис. КМОП БМК ХМ1. С использованием ячеек подобной конструкции разработано около элементов, собранных в библиотеку. Как правило, подобную библиотеку определяют заранее при конструировании БМК и в дальнейшем не меняют [6]. Рис. Дальнейшее совершенствование КМОП БМК шло по пути увеличения степени интеграции и повышения быстродействия.