Нейросетевые модели обучаемых алгоритмов автоматизированного конструирования специализированных КМОП БИС

• Автор: Кондратьев, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил

1. Глава I. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КМОП

СнецБИС И ВОЗМОЖНОСТЕЙ АДАПТАЦИИ МО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ.

1.1. Конструкция и технология современных КМОП ВИС

1.2. Анализ применимости методов ИИ для проектирования КМОП СИС и методов

обучения лля адаптации МО САПР

1.2.1. Знания о синтезе топологии ИС

1.2.2. Методы обучения в адагтации МО САР

1.2.3. Нейросетевая модель знаний.

1.3. Посановка задачи

2. Глава 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙРОСЕТЕВОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТРАССИРОВКИ.

2.1. Обучаемая модель трассировки.

2.2. Трассировка в дискретном рабочем поле
2.3. Структура базы знаний
2.4. Параметры управления процессом трассировки.
2.5. Выводы.
3. Глава 3. ОБУЧЕНИЕ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ТРАССИРОВКОЙ. ПРИ
ПОМОЩИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И АДАПТАЦИИ ПРЕЦЕДЕНТОВ.
3.1. База знаний на основе нейронной сети.
3.1.1. Выбор топологии сети.
3.1.2. Обучение нейронной сети
3.2. Методика извлечения знании о правилах проектирования.
3.2.1. Определение конфигурации отдельных проводников в топологическом Образе ИС.
3.2.2. Синтез базы прецедентов
3.2.3. Классификация прецедентов
3.3. Выводы
4. Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ОБУЧАЕМОЙ СИСТЕМЫ В ВИДЕ ПРОГРАММНОГО
КОМПЛЕКСА И ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО РАБОТЫ.
4.1. Комплексация программного модуля трассировки н составе маршрута
автоматизированного проектирования КМОП ПС.
4.2. Экспериментальная проверка работоспособности разработанных моделей и
алгоритмов и результаты промышленного внедрения
4.3. Выводы.
5. Заключение.
6. Библиография.
Список сокращений.
лк Автоматизированное конструирование
ЛЛУ Арифмстичсскологическое устройство
ЬЗ База знаний
БИС Большие ннтефальные схемы
БМК Базовый матричный кристалл
БЭ Библиотечный элемент
ВИН Вторичное использование проектов
ИИ И с ку сетей ын интеллект
ис Ннтефальные схемы
КМОП Комплементарные транзисторы сфукгуры металл окисел проводник
кпс комплекс профаммных средств
ктн Конструктивнотехиолотчсскис нормы
кгс комплекс технических средств
кто Конструктивнотехнологические ограничения
МО Математическое обеспечение
МОП Транзисторы структуры металл окисел проводник
МСБ Микросборка
мед Минимальное связывающее дерево дерево Штейнера
мсп Многослойный нерсешрон
НС Нейронная сеть
оп Объект проектирования
ПЗУ остоянное запоминающее устройство
ПК Программный комплекс
плм Программируемая логическая матрица
по рофаммное обеспечение
пп 1 кчатная плата
РЭС Радиоэлектронные средства
СБИС Сверхбольшие ннтефальные схемы
сис Средние ингегральиые схемы
Спец БИС Специализируемые БИС
ТНI Технологические нормы проектирования
ФЛ Функция активации нейрона
ФП Функция повеления
ФС Функциональная схема
ф Функциональный элемент
ШФ Штрафная функция
оке верификация Контроль технологических норм
НРСЛ Массив программируемых вентилей
верификация Проверка электрических связей
Введение


I 0. У 0. Я 0. С 0. XV 1. Б 1. Я 0. У и 8 соответственно минимальная ширина и расстояние между проводниками в мкм. И и С соответственно погонные сопротивления и емкости омм км и пкф мкм. Различие в электрических характеристиках также оказывает влияние на процесс конструирования. Например, высокие погонные емкость и сопротивление поликремння приводят к высоким значениям задержек сигнала и. Увеличение влияния паразитных емкостей между проводниками с совершенствованием технологии Рис. Особенно это важно в процессе рассировкн слоев металлизации с порядковыми номерами больше 3го в связи с увеличением ширины проводников Рис. Рис. Отношение паразитной емкости между трассами к полной паразитной емкости на 4VI слое металлизации с минимальной 1 х и двухкратной 2х шириной трасс и зазоров. Рис. Максимальная допустимая длина проводников 3го и 4ю слоев метализации с минимальной 1х и двухкратной 2х шириной проводников и зазоров при ограничении пиков перекрестных помех в и от напряжения питания. Другим следствием различия электрических характеристик является появление специализации слоев. В частности, большая толщина проводников верхнего слоя металлизации по сравнению с 1м в 1,5 и более раз делает его оигимальным для размещения шин питания . В тоже время 1й и 2й слон оптимальны для синтеза элементов 0го и 1го уровней функциональной иерархии. Как показывают таблица I и Таблица 1. ИС. Это вынуждает производшь коррекцию применяющегося МО для конструирования в новых ТИП. Другой сложностью в решении задач автоматизированного переноса разработок в новый технологический базис является неодинаковое изменение различных технологических параметров минимальные зазоры и т. Топология, полученная применением методов масштабирования, как правило, не оптимальна . В ограниченных пределах возможно применение методов, осуществляющих смещение топологических примитивов друг относительно друга , но во многих случаях прямое копирование рисунка трасс неэффективно и необходимо производить значительные изменения конструкции межсоединений. Для примера, на Рис. Змкм. Змкм. МОП и рМОП эранзисторов . Максимальное колво связанных транзисторов 4. Библиотека кристалла ХМ1. МОП и рМОП транзисторов . Максимальное колво связанных транзисторов 2. Библиотека кристалла ХМ1. Можно увидеть, что не только смена тина транзисторов с кольцевых затворов на линейные, но и непропорциональное изменение ГНИ приводят к изменениям условий трассировки соединений между транзисторами, взаиморасположения составляющих элементов, а иногда и схемотехники базового элемента. Как следствие. Как следствие, эго приводит к изменению не только межсоединений внутри элемента, но и расположения портов, габаритных размеров и т. Если топологический образ простейших элементов. ИНП, 2ИЛИНЕ практически не изменяется, то с увеличением сложности элемента различия увеличиваются, вынуждая конструктора производить полное перепроектирование ячейки. Этот факт ограничивает эффективное применение методов масштабирования и кремниевой компиляции 1 синтезом простейших базовых элементов и регулярных структу р, таких как ПЛМ, ОЗУ и т. Для более сложных ячеек необходимо производить перепроект ирование. Си i i пЭ г
Рис. ИЛИ. Ме1 металл Контактные окна 1п1. Для элементов низших уровней конструкторской иерархии в такой ситуации выгодно оставить без изменений или произвести небольшую коррекцию взаиморасположение элементов, а трассы провести заново. Как показывает Рис. ТП привела к неравномерному изменению пропорций различных элементов простейшие НЕ изменились незначительно, в тоже время более сложные 1трнггеры приобрели другие размеры. Далее это привело к изменению расстояний между ячейками НЕ и необходимости псрсразмсщсния элементов, находившихся между ними. Рис. Изменение топологии i истра при смене техпроцесса. Непригодность масштабирования и кремниевой компиляции, неодинаковое изменение электрических характеристик вынуждает производить адаптацию использующегося ПО. Различные методы проектирования поразному адаптируются к смене ТИП.