Классификация интегральных схем. Программируемые логические и аналоговые матрицы. Классификация параметров интегральных схем. Маршрут автоматизированного проектирования заказных БИС

1 Классификация интегральных схем

Основн. функц. кот. выполн. устройства на ИС явл. обраб. инф-ии

В зав-ти от того в как форме выполн. обраб. информ. ИС бывают: Аналоговые, цифровые, ан.-цифров.

По степени интеграции: малой степени (МИС до 10*3), средней (СИС 10*4), большой(БИС 10*5), сверхбоьшой(СБИС 10*7), ультрабольшой (УБИС более 10*7).

По типу активного компонента: полевые, биполярные

МИС – ИС выполн. операц. И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ НЕ, И НЕ

С т.з. разработчика: стандартные МИС, стандарт. СИС, полузаказн БИС, заказные БИС, СБИС, УБИС, и т.д

2 Программируемые логические и аналоговые матрицы

ПЛМ – однородные регулярные структуры, реализующие комбинаторную логику виде дизюнктивных нормальных форм и последовательн. логику виде автоматов с внешн. обратн. связью

ПМЛ модификации: ПЗУ (матрица И программируем. заранее или пользователем), Локальные ПЛМ (матриц И и ИЛИ – программ. пользователем), Прогр. матричная логика (ИЛИ-заранее, И – пользоват.), Запоминающ. логич. матриц. (в либом месте можно определить обл. памяти.)

   

НЛМ (чисто случайно нарисовал)

АМ – матрицы ля реализ. аналогов.схем, обрабатывающие непрерывн. сигналы (компораторы, операц. усилит., генераторы)

3 Классификация параметров интегральных схем

Параметры хар-т режим или св-ва работы объекта проектирования: производительность, стоимость

Выходные параметры: функциональные, измеряемые

Если структура определена, то её вых. параметры зависят только от параметров элем-ов и внешних усилий  

4 Принципы проектирования БИС

Проектирование- проц. преобразов. нах. в специфик. или тз в инф-ю необход. для его изготовлен. и контроля на технологич. и контр.-изм. оборуд.

Использ. принц. декомпозиц.(разбиен на более прост. задачи доступн. для пониман.)

Разбиен. м.б. проведено по колич-м. признак., или по детальности рассмотр. проекта обьекта.

Декомпозиц. приводит  к иерарх.принципу проектир. по этапу.

 Проверка правильн. провод. на эт. проектир.

Интерационный принц. проектир- последов. приближ.к выполнен. задан. требов. по рез-ам моделир. и оптимиз.

Унифик. зад. – обьект должны быть мах. унифиц. Осн. цель- минимизац. числа новых БИС.

Верификация- контроль правильн. проектн. работ 

Проектн. док-ия для выпуска БИС вкл:

1.1Текст. и текстографич. док-ы(алгор. функцион. на вх. языке)

1.2Функц. логич. сх.

1.3Врем. диагр.

1.4Принцип. сх.

1.5Эл. хар-ки блоков и компон.

1.6специфик.

2.1 Графич. док.(чертежи)

2.2 Доки на машинных носит.(тесты)

5 Методы проектирования БИС

По способам выполнен. проектн. процед.:

- Эксперим.(макетир., физ. моделир.)

- Теоретич.(расч. по моделям и мат. моделир.)

По степ. автоматиз. выполнен. проектн. процед.

- Автоматизир. (использ. более прост. блоки для выполнен. более сложн.)

- Автоматические (синтез БИС в соответств с залож. в него правилами)

Методы: 1. Максимирование – исходя из задан. выбирают 2-3 процесса, кот. предположит. удовлетвор. требования по функциональн. параметрам. Потом разрабат. спец. тестовую топологич. схему. С помощ. тест. сх. решаются задачи: -выбор нескольк. этапов геометрич. конфигурац.

- накопление статистики по параметрам активных компонеттов

- анализ активных и лог. эл-ов в различн. реж-ах работы, исследов параметр. паразитн. связей м\у компонент.

-выявлен. систематич. ошиб. процесса изготавлен. фотошаблона

НЕДОСТАТКИ: - Высок. стоим., значит вр. проектиров.

ДОСТОИНСТВА: - достоверн. рез-ов

Физич. моделир – изучен. объект. одной физ. природы с помощ. объект. др. физ. природы.по имеющимся одинак. матем. описан.

Расчёт по аналит. выраж.

Мат. моделирование – при автоматиз. проектир. использ. более функциональн. блоки бля изготавлен. более сложн. Конструкт. методы контроля бывают: - метод минимальн. арх-ры и метод контрольных точек

Метод поуровневого сканирования

6 Этапы проектирования БИС

При проектирован. сложн. тех. систем (СТС) использ. блочно. иерархический подход. При этом методе проц. проектиров. раздел-ся на Ур-ни: на высшем Ур-не использ. детализир. представлен. системы, отраж. только самые общие черты. На кажд. Ур-не степень добротности увеличив-ся. При этом си-ма рассм. вцелом. а не по блокам. Этот подход позволяет решать задачи приемлимой сложности.

При проектир. СТС используется нисходящее или восходящее проектирование или их комбинация.

Этапы проектир СТС:

1.  Систем-й. – процессор, память

2.  Микросхемный – конкретн. микросхема.

3.  Регистровый – лог. автоматы

4.  Логический – лог. элементы

5.  Схематический – лог. эл-ты редставлен. схемой

6.  Топологический – расстановка эл-ов

7.  Компонентный

7 Этапы в окне проекта БИС

Окно проекта – группа уровней, с кот. работает каждый проектировщик в отдельности.

Окно проекта при разраб. БИС.

1.  Разработка спецификац. – производ-ся производится процедура проектир. алгоритмов исход. тестовые послед-ти и вых. послед-ти формир-т требован. к конструкции БИС, треб. на вых. эл. параметры.

2.  логич. проектир. – составлен. функцион. схем БИС. Компоненты – элементарные блоки микросхем образцом базисн. проекта: анализ лог. функций, временных соотнош., налич. критических путей, оценка рисков сбоя.

3.  Схематич. проектир.  Задачи: 1.Структур синтез сх. эл. принципиальн.

2. анализ сх. и расчёт статич. состоян.