Автоматизация проектирования матричных КМОП БИС/ А. В., Назаров, А. В. Фомин, Н. Л. Дембицкий и др.; Под ред. А. В. Фомина. —М.: Радио и связь, 1991. 256 с.: ил.
ISBN 5-256-00546-4.
Рассмотрены состояние и перспективы применения матричных КМОП БИС с уровнем интеграции 104 ... 105, конструктивно-технологические особенности. Описаны автоматизированные методы, составляющие основу предлагаемой версии кремниевого компилятора и позволяющие получать оптимальные параметры БИС на этапах логического и технического проектирования. Комплекс излагаемых методов охватывает весь цикл разработки конструкций цифровых вычислительных устройств на матричных БИС — от описания функций до генерации фотошаблонов слоев БИС.
Для инженерно-технических работников.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время матричные интегральные микросхемы с комплементарной металл—оксид—полупроводник (КМОП) структурой являются наиболее перспективной элементной базой для создания цифровых интегральных радиоэлектронных устройств (ИРЭУ) высокого уровня интеграции. Они позволяют при приемлемых мощностях рассеивания и затратах на изготовление получать наиболее высокий уровень интеграции интегральных микросхем (ИС): до 104, а в перспективе до 106 вентилей на кристалле.
Достижения в области интегральной техники и пути совершенствования ИС — основной элементной базы современных ИРЭУ — определяют эволюцию развития и прогрессивные направления в конструировании ИРЭУ. Малая потребляемая мощность ИС, миниатюрное конструктивное оформление, высокая механическая прочность и практически мгновенная готовность к работе позволили изменить внешний облик и функциональные возможности ИРЭУ по сравнению с аппаратурой на дискретных элементах. Расширились возможности вычислительной техники — резко возросли вычислительная мощь и быстродействие ЭВМ при значительном сокращении габаритных размеров и энергопотребления. Возрастание степени интеграции ИС позволит сократить габаритные размеры вновь проектируемых ИРЭУ и расширить их функциональные возможности.
Преимущественное распространение цифровых ИС на биста-бильных переключательных элементах, сравнительно легко реализуемых в твердополупроводниковом исполнении, привело к широкому использованию в ИРЭУ цифровой обработки сигналов, открыло пути к созданию помехоустойчивой и экономичной аппаратуры.
Непрерывное расширение функциональной значимости аппаратуры и повышение информативности привели к тому, что сложность современных ИРЭУ достигает 108... 109 элементов и компонентов на устройство. С помощью полупроводниковой технологии освоено производство больших ИС (БИС) со степенью интеграции 103... 104 элементов на кристалл и осваивается промышленное производство сверхбольших ИС (СБИС) со степенью интеграции 105... 106 элементов на кристалле с быстродействием в десятки и сотни мегагерц. Этот процесс привел к качественному изменению ИРЭУ по сравнению с ранее изготовлявшимися образцами радиоаппаратуры на ИС малого и среднего уровня интеграции. Стало возможным выполнять достаточно сложные одно-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................. я 3
1. Состояние автоматизированного проектирования матричных БИС . . 6
1.1. Перспективы матричных К.М.ОП БИС........ 6
1.2. Особенности работы КМОП-структур........ 12
1.3. Конструктивно-технологические особенности матричных БИС и СБИС 16
1.4. Состояние и проблемы повышения уровня автоматизации проектирования МБИС............... 21
2. Методы моделирования матричных БИС......... 29
2.1. Гиперсетевая модель функционально-конструкторского описания . 29
2.2. Методы математического моделирования структуры ЦВУ базового матричного кристалла ............ 40
2.3. Математическое моделирование задач автоматизированного конструирования............... 5? <
3. Методы автоматизированного конструирования матричных БИС . . 72
3.1. Методологические принципы повышения уровня автоматизации проектирования................ 73
3.2. Минимизация площади БМК на этапе структурного синтеза . . 80
3.3. Методы оптимальной компоновки......... 101
3.4. Алгоритмы размещения базовых элементов....... 114-
3.5. Трассировка МБИС с помощью волновых методов .... 130
3.6. Трассировка МБИС канальными методами........ 141
4. Проектирование кремниевого компилятора........ 149
4.1. Проектирование структурной схемы......... 150
4.2. Трансляция функциональной модели МБИС в структурную . . 159
4.3. Метод последовательного наращивания структуры БМК • . i 169
4.4. Обеспечение требуемого функционирования МБИС . . . . 188
5. Автоматическая генерация управляющих программ для технологических автоматов................. 193
5.1. Задача автоматической генерации управляющих программ . . 194
5.2. Формальное построение топологического контура трассы . . . 199
5.3. Разбиение областей экспонирования на прямоугольники . . . 205
6. Автоматизация конструирования цифровых устройств на КМОП БИС
и СБИС................... 210
6Л. Конструктивные и технологические особенности цифровых ИРЭУ 210
6.2. Особенности автоматизированного конструирования ИРЭУ высокой интеграции................ 215.
6.3. Математическое обеспечение автоматизированного конструирования МСБ............... . . 221
6.4. Адаптация математического обеспечения САПР к изменениям топологии и конструкции МСБ............ 226
7. Автоматизированная генерация тестов диагностирования и контроле-пригодное проектирование ИРЭУ на БИС и СБИС..... 232
7.1. Проблемы автоматизированной генерации тестов..... 233
7.2. Контролепригодное проектирование методом сквозного сдвигового регистра................. 235
. 7.3. Проектирование самодиагностируемых БИС и СБИС методом встро-
: енного логического блока наблюдения........ 239
7.4. Организация сигнатурного анализа в самодиагностируемых БИС
и СБИС................. 242
Список сокращений............... 250
Список литературы..............., 252
256
Цена: 150руб.
