Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

јвтоматизированное проектирование —Ѕ»— на базовых матричных кристаллах — –адиоэлектроника

ѕосмотреть видео по теме –еферата

††††††††††††††† √осударственный комитет по высшей школе.

††††† ћосковский √осударственный »нститут Ёлектроники и ћатематики

†††††††††††††††††††††† (“ехнический ”ниверситет)

†††††††††††††††††††††††††† –≈‘≈–ј“ Ќј “≈ћ”

††††† †††††††††††ј¬“ќћј“»«»–ќ¬јЌЌќ≈ ѕ–ќ≈ “»–ќ¬јЌ»≈ —Ѕ»—

†††††††††††††††††††† Ќј Ѕј«ќ¬џ’ ћј“–»„Ќџ’  –»—“јЋЋј’

††††††††††††††††††††††††††††††††††††  афедра:††††† ћЁ“

†††††††††††††††††††††††††††††††††††† –уководитель: ‘онарев

†† ††††††††††††††††††††††††††††††††††»сполнитель:† ‘еренец

†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ƒмитрий јлександрович

†††††††††††††††††††††††††††††††††††† √руппа:†††††† јѕ-41

†††††††††††††††††††††††††††††† ћосква, 1995 г.


†††††††††††††††††† ѕредварительные сведени€.

†††† ¬ данном реферате† рассматриваютс€† технологии,† св€занные† с

особенност€ми проектировани€ —Ѕ»— на базовых матричных кристаллах.

–ассказываетс€ о самом пон€тии базового матричного кристалла. јна-

лизируютс€ основные этапы автоматизированного процесса пректирова-

ни€.


††††††††††† ѕќ“–≈ЅЌќ—“№ Ё‘‘≈ “»¬Ќќ√ќ ѕ–≈ “»–ќ¬јЌ»я —Ѕ»—.

†††††††††††††††††† —“јЌƒј–“Ќџ≈ » ѕќЋ”«ј ј«Ќџ≈ »—.

††††††††††††††† Ѕј«ќ¬џ≈  –»—“јЋЋџ » “»ѕќ¬џ≈ ЁЋ≈ћ≈Ќ“џ.

†††† ’арактерной тенденцией развити€ элементной† базы† современной

электронно-вычислительной аппаратуры €вл€етс€ быстрый рост степени

интеграции. ¬ этих услови€х актуальной становитс€ проблема ускоре-

ни€ темпов разработки узлов аппаратуры, представл€ющих собой Ѕ»— и

—Ѕ»—. ѕри решении данной проблемы† важно† учитывать† существование

двух различных классов интегральных схем: стандартных (или крупно-

серийных) и заказных.   первым относ€тс€ схемы, объем производства

которых достигает† миллионов †штук† в† год.† ѕоэтому† относительно

большие затраты на их проектирование и† конструирование оправдыва-

ютс€. Ётот класс схем включает† микропроцессоры,† различного† вида

полупроводниковые устройства пам€ти (ѕ«”, ќ«” и т.д.), серии стан-

дартных микросхем и др. —хемы, принадлежащие† ко† второму† классу,

при объеме производства до нескольких дес€тков тыс€ч в год, выпус-

каютс€ дл€ удовлетворени€ нужд отдельных† отраслей промышленности.

«начительна€ часть стоимости таких схем определ€етс€† затратами на

их проектирование.

†††† ќсновным средством снижени€ стоимости проектировани€ и, глав-

ное, ускорени€ темпов разработки новых видов† микроэлектронной ап-

паратуры† €вл€ютс€† системы†† автоматизированног проектировани€

(—јѕ–). ¬ результате совместных действий конструкторов, направлен-

ных на уменьшение сроков и снижение стоимости проектировани€ Ѕ»— и

—Ѕ»—, по€вились так называемые полузаказные интегральные микросхе-

мы, в которых топологи€ в значительной степени определ€етс€ унифи-

цированной конструкцией кристалла. ѕервые схемы, которые можно от-

нести к данному классу, по€вились в 60-х† годах.† ќни изготавлива-

лись на унифицированном кристалле† с† фиксированным† расположением

функциональных элементов. ѕри этом† проектирование† заключалось† в

назначении функциональных элементов схемы† на† места† расположени€

соответствующих функциональных элементов† кристалла† и† проведении

соединений. “акой кристалл получил† название† базового,† поскольку

все фотошаблоны (исключа€ слои коммутации)† д눆 его† изготовлени€

€вл€ютс€ посто€нными и не завис€т от реализуемой схемы.† Ёти крис-

таллы, однако, нашли ограниченное применение† из-за неэффективного

использовани€ площади кристалла, вызванного† фиксированным положе-

нием функциональных элементов на кристалле.

†††† ƒл€ частичной† унификации† топологии† интегральных† микросхем

(»—) использовалось также проектирование схем на основе набора ти-

повых €чеек. ¬ данном случае унификаци€ состо€ла в† разработке то-

пологии набора функциональных (типовых €чеек, имеющих стандартизо-

ванные параметры (в частности, разные размеры по† вертикали). ѕро-

цесс проектировани€ при этом заключалс€ в размещении в† виде гори-

зонтальных линеек типовых† €чеек,† соответствующих† функциональным

элементам схемы, в размещении линеек† на† кристалле† и† реализации

св€зей, соедин€ющих элементы, в промежутках между линейками. Ўири-

на таких промежутков, называемых каналами, определ€етс€ в процессе

трассировки. ќтметим, что хот€ в данном случае имеет† место унифи-

каци€ топологии, кристалл не €вл€етс€ базовым, поскольку† вид всех

фотошаблонов определ€етс€ в ходе проектировани€.

†††† —овременные полузаказные схемы реализуютс€ на базовом матрич-

ном кристалле (Ѕћ ), содержащем не соединенные между† собой прост-

ейшие элементы (например, транзисторы), а† не† функциональные эле-


менты как в рассмотренном выше базовом† кристалле.† ”казанные эле-

менты располагаютс€ на кристалле матричным способом (в† узлах пр€-

моугольной решетки). ѕоэтому такие схемы часто называют матричными

Ѕ»—.  ак и в схемах на типовых €чейках топологи€ набора логических

элементов разрабатываетс€ заранее. ќднако в данном† случае тополо-

ги€ логическиго элемента создаетс€ на основе регул€рно расположен-

ных простейших элементов. ѕоэтому в ходе проектировани€ логически-

мих элемент может быть размещен в любом† месте† кристалла,† а† дл€

создани€ всей схемы требуетс€ изготовить только† фотошаблоны слоев

коммутации. ќсновные достоинства† Ѕћ ,† заключающиес€† в† снижении

стоимости и времени проектировани€, обусловлены:† применением† Ѕћ 

дл€ проектировани€ и изготовлени€ широкого класса Ѕ»—; уменьшением

числа детализированных решений в ходе проектирован舆 Ѕ»—; упроще-

нием† контрол€ и внесени€ изменений в топологию;† возможностью эф-

фективного использовани€ автоматизированных† методов конструирова-

ни€, котора€ обусловлена однородной структурой Ѕћ .

†††† Ќар€ду с отмеченными достоинствами Ѕ»—† на† Ѕћ † не† обладают

предельными дл€ данного уровн€ технологии параметрами и,† как пра-

вило, уступают как заказным, так и стандартным† схемам.† ѕри† этом

следует различать технологические параметры интегральных микросхем

и функциональных узлов (устройств), реализованных на† этих микрос-

хемах. ’от€ технологические параметры стандартных† микросхем малой

и средней степени интеграции наиболее высоки, параметры устройств,

реализованных на их основе, оказываютс€ относительно низкими.


†††††††††††††††††††††††† ќ—Ќќ¬Ќџ≈ “»ѕџ Ѕћ 

†††† Ѕазовый кристалл представл€ет собой† пр€моугольную многослой-

ную пластину фиксированных размеров, на† которой† выдел€ют перифе-

рийную и внутреннюю области (рис. 1). ¬ периферийной† области рас-

полагаютс€ внешние контактные† площадки† (¬ ѕ)† д눆 осуществлени€

внешнего подсоединени€ и периферийные €чеики дл€ реализации буфер-

ных схем (рис. 2).  ажда€ внешн€€ €чейка св€зана† с† одной† ¬ ѕ† и

включает диодно-транзисторную структуру,† позвол€ющую† реализовать

различные буферные схемы за счет соответствующего† соединени€ эле-

ментов этой структуры. ¬ общем случае в периферийной области могут

находитьс€ €чейки различных типов. ѕричем периферийные† €чейки мо-

гут располагатьс€ на Ѕћ  в различных ориентаци€х (полученных пово-

ротом на угол, кратный 90', и зеркальным отражением).† ѕод базовой

ориентацией €чейки понимают† положение† €чейки,† расположенной† на

нижней стороне кристалла.

††††††††††††††††††††††††††††††† ├──┐

†††† ┌──────────────┐†††††††††† ├┐ │

†††† │ ѕереферийна€ │†††††††††† ├┘ │

†††† │† ┌────────┐† │†††††††††† ├──┤†††††† ¬ќ

†††† │† │¬нутрен.│† │†††††††††† ├┐ │

†††† │† │область │† │†††††††††† ├┘ │

†††† │† └────────┘† │†††††††††† ├──┼─────┬─────┬─────┬───

†††† │†† область††† │†††††††† ѕќ├─┐│ ┌─┐ │ ┌─┐ │ ┌─┐ │

†††† └──────────────┘†††††††††† └─┴┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴────

†††††††††††††††††† †††††††††††††††††††ѕя††††††††† ¬ ѕ

†††††††† рис. 1††††††††††††††††††††††††† рис 2.

†††† ¬о внутренней области кристалла матричным способом располага-

ютс€ макро€чейки дл€ реализации элементов проектируемых схем (рис.

3). ѕромежутки между макро€чейками используютс€† дл€ электрических

соединений. ѕри† матричном† расположении† макро€чеек† область† дл€

трассировки естественным образом разбиваетс€ на† горизонтальные† и

вертикальные каналы. ¬ свою очередь в пределах макро€чейки матрич-

ным способом располагаютс€ внутренние €чейки д눆 реализации логи-

ческих элементов. –азличные способы расположен舆 внутренних €чеек

и макро€чейках показаны на рис. 4.† ѕричем† нар€ду† с† размещением

€чеек "встык" примен€етс€ размещение с зазорами, в† которых† могут

проводитьс€ трассы электрических соединений.

†† │ ┌───────††††††††††††††††† ┌─┬─┐††††††††† ┌─┬─┬─┬─┬─┬

†† │ └────────†††††††††††††† a)├─┼─┤††††††† c)├─┼─┼─┼─┼─┼─

†† │ ┌─────────┐† ┌───†††††††† └─┴─┘††††††††† └─┴─┴─┴─┴─┴─┴

†† │ └─────────┘† └───†††††† ††┌─┬─┬─┬─┬─┬††† ┌─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬─┬┬

†† │ ┌─────────┐† ┌────††††† b)└─┴─┴─┴─┴─┴─ d)└─┴┴─┴┴─┴┴─┴┴─

†† │ └─────────┘† └────

†† └───────────────────††††††† ѕримеры структур макро€чеек.

†††††† —труктура ¬ќ

†††††††† рис. 3††††††††††††††††††††††††† рис. 4

†††† ќсобенностью €чейки €вл€етс€† специальное† расположение выво-

дов, согласованное со структурой† макро€чейки.† ј† именно,† €чейки

размещаютс€ таким образом, чтобы выводы €чеек оказались на перифе-

рии макро€чейки. “ак, в одной из макро€чеек выводы †каждой† €чейки

дублируютс€ на верхней и нижней ее сторонах. ѕри этом имеетс€ воз-

можность подключени€ к любому выводу с† двух† сторон† €чейки,† что

создает благопри€тные услови€ дл€ трассировки.† ѕоследнее особенно

важно при проектировании —Ѕ»—.


†††† ¬ другой макро€чейке выводы €чейки† располагаютс€† только† на

одной стороне, т. е.† выводы† €чеек† верхнего† р€да† наход€тс€† на

верхней стороне макро€чейки, а нижнего --† на† нижней.† ѕрименение

таких макро€чеек позвол€ет сократить требуемую† площадь кристалла,

но приводит к ухудшению условий д눆 трассировки.† ѕоэтому† данный

тип макро€чеек используетс€ лишь при степени интеграции, не превы-

шаюшей 100 - 200 вентилей на кристалл. ќтметим,† что† в† некоторых

типах Ѕћ , кроме однотипных макро€чеек, во внутренней† области мо-

гут присутствовать специализированные макро€чейки, реализующие ти-

повые функциональные узлы (например, запоминающее устройство).

†††† ѕомимо €чеек, €вл€ющихс€ заготовками† д눆 реализации элемен-

тов, на Ѕћ  могут присутствовать фиксированные части соединений.  

ним относ€тс€ шины питани€, земли, синхронизации и† заготовки† дл€

реализации частей сигнальных соединений. Ќапример,† дл€ макро€чеек

(b) шины питани€ и земли провод€тс€ вдоль верхней и† нижней сторон

соответственно. ƒл€ макро€чеек (a,d) шины провод€тс€† вдоль линии,

раздел€юшей верхний и нижний р€ды €чеек, что приводит к уменьшению

потерь площади кристалла. ƒл€ реализации сигнальных† соединений на

Ѕћ  получили распространение† два† вида† заготовок:† фиксированное

расположение однонаправленных† (горизонтальных† или† вертикальных)

участков трасс в олном слое; фиксированное† расположение† участков

трасс в одном слое и контрактных окон, обеспечиваюших выход фикси-

рованных трасс во второй слой.

†††† ¬ первом случае дл€ реализации коммутации проектируемой схемы

не требуетс€ разработка фотошаблона† фиксированного† сло€,† т.† е.

число разрабатываемых фотошаблонов уменьшаетс€ на единицу. ¬о вто-

ром случае число разрабатываемых фотошаблонов уменьшаетс€† на† два

(не требуетс€ также фотошаблон контактных окон).† ќтметим,† что† в

насто€щее врем€ получили распространение различные† виды† формы† и

расположени€ фиксированных трасс и† контактных† окон. ÷елесообраз-

ность использовани€ того или иного вида определ€етс€ типом макро€-

чеек, степеныо интеграции кристалла и объемом производства.

†††† ѕри реализации соединений на† Ѕћ † часто† возникает необходи-

мость проведени€ трассы через область, зан€тую макро€чейкой. “акую

трассу будем называть транзитной. ƒл€ обеспечени€ такой возможнос-

ти допускаетс€: проведение соединени€ через область, зан€тую €чей-

кой, проведение через зазоры между €чейками. ѕервый† способ† может

примен€тьс€, если в €чейке не реализуетс€ элемент,† или реализаци€

элемента допускает использование фиксированных† трасс† и неподклю-

ченных выводов дл€ проведени€ транзитной трассы.

†††† “аким образом, в насто€щее врем€ разработано большое многооб-

разие типов Ѕћ , которые имеют различные пераметры. ѕри проектиро-

вании микросхем на Ѕћ  необходимо учитывать конструктивно-техноло-

гические характеристики кристалла.   ним† относ€тс€ геометрические

параметры кристалла, форма и расположение макро€чеек† на кристалле

и €чеек внутри макро€чеек, расположение шин† и† способ† коммутации

сигнальных соединений.

†††† »так, следует отметить, что задача определен舆 структуры Ѕћ 

€вл€етс€ достаточно сложной, и† в† насто€щее† вре숆 она† решаетс€

конструктором преимущественно с использованием средств автоматиза-

ции.


††††††††††††† –≈јЋ»«ј÷»я Ћќ√»„≈— »’ ЁЋ≈ћ≈Ќ“ќ¬ Ќј Ѕћ 

†††† ¬ыше было показано, что Ѕћ  представл€ет собой† заготовку, на

которой определенным образом размещены электронные† приборы (тран-

зисторы и др.). —ледовательно, проектирование микросхемы можно бы-

ло бы вести и на приборном уровне. ќднако этот способ† не† находит

распространени€ на практике по следующим причинам. ¬о-первых, воз-

никает задача большой размерности.† ¬о-вторых,† учитыва€ повтор€е-

мость структуры частей кристалла и† логической† схемы,† приходитс€

многократно решать однотипные задачи. ѕоэтому применение Ѕћ  пред-

полагает использование библиотеки† типовых† логических† злелентов,

котора€ разрабатываетс€ одновременно с конструкцией† Ѕћ .† ¬† этом

отношении проектирование матричных Ѕ»— подобно† проектированию пе-

чатных плат на базе типовых серий микросхем.

†††† “аким образом, при применении Ѕћ  проектируема€† схема описы-

ваетс€ на уровне логических элементов, а каждый элемент содержитс€

в библиотеке. Ёта библиотека формируетс€ заранее. ќна должна обла-

дать функциональной полнотой дл€ реализации широкого спектра схем.

“радиционно подобные библиотеки содержат следующие элементы: »-Ќ≈,

»Ћ»-Ќ≈, триггер, входные, выходные усилители и др.† ƒл€ реализации

элемента используетс€ одна или несколько €чеек† кристалла,† т.† е.

размеры элемента всегда кратны размерам €чейки. “опологи€ элемента

разрабатываетс€ на основе конструкции €чейки и† представл€ет собой

совокупность трасс, которые совместно с† имеющимис€† на† кристалле

посто€нными част€ми реализуют требуемую функцию.† »менно† описание

указанных соединений и хранитс€ в библиотеке.

†††† ¬ зависимости от того, на каких €чейках реализуютс€ элементы,

можно выделить внешние (согласующие усилители,† буферные† схемы† и

др.) и внутренние, или просто логические† элементы.† ≈сли† внешние

элементы имеют форму пр€моугольников независимо от типа кристалла,

то дл€ логических элементов сушествует большое† разнообразие форм,

которое определ€етс€ типом макро€чеек. “ак, дл€ макро€чейки, пока-

†††† ††††╔════════╗† ╔════════╗† ╔═══╤════╗† ╔════════╗

†††††††† ║††††††† ║† ║††††††† ║† ║███│††† ║† ║████████║

†††††††† ╟────┐†† ║† ╟────────╢† ║███└────╢† ║████████║

†††††††† ║████│†† ║† ║████████║† ║████████║† ║████████║

†††††††† ╚════╧═══╝† ╚════════╝† ╚════════╝† ╚════════╝

††††††††††††††††††††††††† рис. 5

занной на рис. 4(a), возможные формы элементов приведены† на† рис.

5. ѕри этом следует иметь в виду, что кажда€ форма может быть реа-

лизована с поворотом† относительно† центра† макро€чейки† на† угол,

кратный 90'. ƒл€ расширени€ возможностей† наилучшего использовани€

площади кристалла дл€ каждого логического элемента разрабатываютс€

варианты тапологии, позвол€ющие его реализовать в различных част€х

макро€чейки. ѕоскольку структура макро€чейки† обладает симметрией,

то эти варианты топологии, как правило, могут быть получены из ба-

зового вращением относительно осей симметрии.

†††† ѕри проектировании на уровне элементов† существенными данными

€вл€ютс€ форма логического элемента† и† расположение† его† выводов

(цоколевка).


†††††† —»—“≈ћџ ј¬“ќћј“»«»–ќ¬јЌЌќ√ќ ѕ–ќ≈ “»–ќ¬јЌ»я ћј“–»„Ќџ’ Ѕ»—

††††††††††††††††† ѕќ—“јЌќ¬ ј «јƒј„» ѕ–ќ≈ “»–ќ¬јЌ»я

†††† «адача конструировани€ матричных Ѕ»— состоит† в† переходе† от

заданной логической схемы к ее† физической† реализации† на† основе

Ѕћ . ѕри этом исходные данные представл€ют собой описание логичес-

кой схемы на уровне библиотечных логических† элементов, требовани€

к его функционированию, описание конструкции† Ѕћ † и† библиотечных

элементов, а также технологические ограничени€. “ребуетс€ получить

конструкторскую документацию дл€ изготовлени€ работоспособной мат-

ричной Ѕ»—. ¬ажной характеристикой† любой† электронной† аппаратуры

€вл€етс€ плотность монтажа. ѕри проектировании матричных Ѕ»— плот-

ность монтажа определ€етс€ исходными данными.† ѕри† этом† возможна

ситуаци€, когда искомый вариант реализации† не† существует.† “огда

выбираетс€ одна из двух альтернатив: либо матрична€ Ѕ»— проектиру-

етс€ на Ѕћ  больших размеров, либо часть схемы переноситс€ на дру-

гой кристалл, т.† е.† уменьшаетс€† объем† проектируемой† схемы.

†††† ќсновным требованием к проекту €вл€етс€† 100%-на€† реализаци€

соединений схемы, а традиционным критерием, оценивающими проект, -

суммарна€ длина соединений. »менно этот показатель св€зан с такими

эксплуатационными параметрами, как надежность, помехоустойчивость,

быстродействие. ¬ целом задачи конструировани€ матричных Ѕ»— и пе-

чатных плат родственны, что определ€етс€ заранее† заданной† формой

элементов и высоким уровнем унификации конструкций. ¬месте† с† тем

имеют место следующие отличи€:

†††† - элементы матричных Ѕ»— имеют более сложную† форму† (не пр€-

моугольную);

†††† - наличие нескольких вариантов реализации одного† и† того† же

типа элемента;

†††† - позиции дл€ размещени€ элементов группируютс€† в макро€чей-

ки;

†††† - элементы могут содержать проходы дл€ транзитных трасс;

†††† - равномерное распределение внешних элементов по всей перифе-

рии кристалла;

†††† - €чейка Ѕћ , не зан€та€ элементом, может† использоватьс€ дл€

реализации соединений;

†††† - число элементов матричных Ѕ»— значительно† превышает значе-

ние соответствующего параметра печат ных плат.

†††† ѕеречисленные отличи€ не позвол€ют† непосредственно использо-

вать —јѕ– печатных плат дл€ проектировани€ матричных† Ѕ»—. ѕоэтому

в насто€щее врем€ используютс€ и разрабатываютс€ новые —јѕ–, пред-

назначенные дл€ проектировани€ матричных Ѕ»—, а† также дорабатыва-

ютс€ и модернизируютс€ уже действующие —јѕ– печатных плат† дл€ ре-

шени€ новых задач. –еализаци€ последнего способа† особенно упроща-

етс€, когда в системе имеетс€ набор программ дл€ решени€ задач те-

ории графов, возникающих при конструировании.

†††† ѕоскольку трассировка соединений на Ѕћ † ведетс€† с† заданным

шагом на дискретном рабочем поле (ƒ–ѕ), то необходимо чтобы выводы

элементов попадали в клетки ƒ–ѕ. ќднако внешние† выводы макро€чеек

могут располагатьс€ с шагом, не кратным шагу ƒ–ѕ.† ¬† этом† случае

используетс€ простой прием введени€ фиктивных контактных площадок,

св€занных с внутренними част€ми €чейки. ≈сли трасса† к макро€чейке

не подходит, то область фиктивной площадки остаетс€ свободной.


†††† ѕри разработке —јѕ– Ѕ»— на Ѕћ  необходимо† учитывать требова-

ни€ к системам, диктуемые спецификой решаемой задачи.  † ним отно-

с€тс€:

†††† 1. –еализаци€ сквозного† цикла† проектирован舆 от† схемы† до

комплектов машинных документов на изготовление,† контроль эксплуа-

тацию матричных Ѕ»—.

†††† 2. Ќаличие архива данных о разработках, хранимого† на долгов-

ременных машинных носител€х информации.

†††† 3. Ўирокое применение интерактивных режимов† на† всех† этапах

проектировани€.

†††† 4. ќбеспечение работы —јѕ– в† режиме† коллективного пользова-

ни€.†† ”читыва€†† большую†† размерность†† залач膆 проектировани€,

большинство существующих —јѕ– матричных Ѕ»—† реализовано† на высо-

копроизводительных Ё¬ћ. ќднако в последнее врем† все† больше зару-

бежных фирм примен€ет и мини-Ё¬ћ.

†††††††††††††††††† ќ—Ќќ¬Ќџ≈ Ё“јѕџ ѕ–ќ≈ “»–ќ¬јЌ»я

†††† ѕроцесс проектировани€ матричных Ѕ»— традиционно† делитс€† на

следующие укрупненные этапы:

†††† 1. ћоделирование функционировани€ объекта проектировани€.

†††† 2. –азработка топологии.

†††† 3.  онтроль результатов проектировани€ и доработка.

†††† 4. ¬ыпуск конструкторской документации.

†††† –ассмотрим каждый шаг в отдельности. ѕоскольку† матрична€ Ѕ»—

€вл€етс€ ненастраиваемым и не ремонтоспособным объектом,† то необ-

ходимо еще† на† этапе† проектирован舆 обеспечить† его† правильное

функционирование. ƒостижение этой цели возможно† дву숆 способами:

созданием макета матричных Ѕ»— на основе† дискретных† элементов† и

его испытанием и математическим моделированием. ѕервый способ св€-

зан с большими временными и стоимостными затратами.† ѕоэтому макет

используетс€ тогда, когда он специально не разрабатываетс€,† а уже

существует (например, при переходе от реализации устройств† на пе-

чатных платах к матричным Ѕ»—). ¬торой способ требует создани€ эф-

фективной системы моделировани€ схем большого размера, так как при

моделировании необходимо† учитывать† схемное† окружение† матричных

Ѕ»—, которое по числу элементов во много раз больше самой схемы.

†††† Ётап разработки топологии св€зан с решением† следуюших задач:

размещение элементов на Ѕћ , трассировка соединений, корректировка

топологии. »ногда в качестве предварительного шага† размещени€ ре-

шаетс€ специальна€ задача компоновки (распределен舆 элементов† по

макро€чейкам). ¬ этом случае возможны различные методы решени€ за-

дачи размещени€. ѕервый метод состоит в том, чтобы после компонов-

ки размещать группы элементов, соответствующих макро€чейкам, а за-

тем размещать элементы внутри каждой макро€чейки. ѕри† этом крите-

рий оптимальности компоновки вклкючает† составл€ющие, определ€емые

плотностью заполнени€ макро€чеек и св€зностью элементов макро€чей-

ки. ƒостоинствами этого метода €вл€ютс€ сокращение размерности за-

дачи размещени€ и сведение исходной задачи к† традиционным задачам

компоновки и размещени€. ¬озможность применени€ традиционных мето-

дов компоновки предопредел€етс€ тем, что условие существовани€ ре-

ализации группы элементов в макро€чейке дл€ получивших распростра-


нение Ѕћ  легко выражаетс€ через суммарную площадь элементов и от-

ношение совместимости пар элементов. ќтметим, что так как располо-

жение элементов внутри макро€чеек существенно† вли€ет† на† услови€

трассировки соединений между† макро€чейками,† рассмотренный† метод

решени€ задачи размещени€ дл€ некоторых† типов† Ѕћ † может† давать

сравнительно низкие результаты.

†††† ƒругой метод размещени€ состоит в распределении† элементов по

макро€чейкам с учетом координат макро€чеек. ¬ этом случае† в† ходе

компоновки определ€ютс€ координаты элементов с точностью до разме-

ров макро€чеек и по€вл€етс€ возможность учета положени€ транзитных

трасс. ƒл€ матричных схем небольшой степени† интеграции† (до† 1000

элементов на кристалле) примен€ютс€ модификации традиционных алго-

ритмов размещени€ и трассировки. ƒл€ —Ѕ»— на Ѕћ  необходима разра-

ботка специальных методов.

†††† «адача корректировки топологии возникает в св€зи с† тем,† что

существующие алгоритмы размещени€ и† трассировки† могут† не† найти

полную реализацию объекта проектировани€ на† Ѕћ .† ¬озможна ситуа-

ци€, когда алгоритм не находит размещение всех элементов на крист-

алле, хот€ суммарна€ площадь элементов† меньше† площади† €чеек† на

кристалле. Ёто положение может† быть† обусловлено† как† сложностью

формы элементов, так и необходимостью выделени€ €чеек дл€ реализа-

ции транзитных трасс. «адача определени€ минимального числа макро-

€чеек дл€ размещени€ элементов сложной† формы† представл€ет† собой

известную задачу покрыти€.

†††† ¬озможность отсутстви€ полной трассировки обусловлена эврист-

ическим характером примен€емых алгоритмов.  роме того,† в† отличие

от печатных плат навесные проводники в† матричных† Ѕ»—† запрещены.

ѕоэтому —јѕ– матричных Ѕ»— об€зательно включает средства корректи-

ровки топологии. ѕри этом в процессе† корректировки† выполнен€ютс€

следующие операции: выделение линии содин€емых фрагментов; измене-

ние положени€ элементов и трасс с† контролем† вносимых† изменений;

автоматическа€ трассировки† указанных† соединений;† контроль соот-

ветстви€ результатов трассировки исходной схеме. ”же† сейчас акту-

альной €вл€етс€ задача перепроектировани€ любого фрагмента тополо-

гии. ƒл€ матричных Ѕ»— таким фрагментом может быть канал дл€ трас-

сировки, или макро€чейка, в которой варьируетс€ размещение элемен-

тов и др. –ешение последней задачи, помимо реализации функций про-

ектировани€ с заданными граничными услови€ми† (определ€емыми окру-

жением† фрагмента),† требует† разработк膆 аппарата†† формировани€

подсхемы, соответствующей выделенному фрагменту.

†††† Ќа этапе контрол€ провер€етс€ адекватность полученного проек-

та исходным данным. — этой целью прежде всего контролируетс€ соот-

ветствие топологии исходной принципиальной (логической) схеме. Ќе-

обходимость данного вида контрол€ обусловлена корректировкой топо-

логии, выполненной разработчиком,† поскольку† этог† процесс †может

сопровождатьс€ внесением ошибок. ¬ насто€щее† вре숆 известны† два

способа решени€ рассматриваемой задачи. ѕервый сводитс€† к восста-

новлению схемы по топологии и дальнейшему сравнению ее с исходной.

Ёта задача близка к проверке изоморфизма графов. ќднако на практи-

ке дл€ ее решени€ может быть получен† приемлемый† по† трудоемкости

алгоритм ввиду существовани€ фиксированного соответстви€ между не-

которыми элементами† сравниваемых† объектов.† ƒополнительна€ слож-

ность данной задачи св€зана с тем, что в† процессе† проектировани€

происходит распределение инвариантных объектов (например, логичес-

ки эквивалентных выводов элементов),† поэтому† д눆 логически тож-

дественных схем могут не существовать одинаковые описани€ и, сле-


довательно,† требуютс€† специальные† модели,† отображающие инвари-

антные элементы. ¬ общем случае универсальные модели дл€ представ-

лени€ инвариантных элементов не известны, что и €вилось† одной† из

причин развити€ второго способа, согласно которому проводитс€ пов-

торное логическое моделирование восстановленной схемы.

†††† ‘ункционирование спроектированной схемы мотает† отличатьс€ от

требуемого не только из-за ошибок, внесенных конструктором, но и в

результате образовани€ паразитных† элементов.† ѕоэтому† д눆 более

полной оценки работоспособности матричных Ѕ»—† при† восстановлении

схемы по топологии желательно вычисл€ть значен舆 параметров пара-

зитных емкостей и сопротивлений и учитывать их† при† моделировании

на логическом и схемотехническом уровн€х.

†††† —уществуют причины, по которым перечисленные† методы контрол€

не позвол€ют гарантировать работоспособность матричных Ѕ»—.†   ним

относ€тс€, например, несовершенства моделей и† методов моделирова-

ни€. ѕоэтому контроль с помощью моделирован舆 дополн€етс€ контро-

лем опытного образца. ƒл€ этого на этапе лроектирован舆 с помощью

специальных программ осуществл€етс€ генераци€ тестов† дл€ проверки

готовых Ѕ»—. ќтметим, что при проектировании матричных† Ѕ»— прове-

дение трудоемкого геометрического контрол€ не требуетс€,† так† как

трассировка ведетс€ на ƒ–ѕ, а тополог舆 элементов† контролируетс€

при их разработке.

†††† «аключительным этапом проектировани€ матричных† Ѕ»—† €вл€етс€

выпуск конструкторской документации, котора€† содержит† информацию

(на соответствующих† носител€х)† д눆 управлен舆 технологическими

станками-автоматами и сопроводительные чертежи и таблицы, состав и

содержание которых регламентируютс€ √ќ—“ами, а оформление - требо-

вани€ми ≈— ƒ. ƒл€ автоматизированного выпуска графической и текст-

овой документации обычно† разрабатываетс€† входной† €зык,† который

позвол€ет: компактно и нагл€дно описывать отдельные† фрагменты до-

кумента;† размещать† отдельные† фрагменты† на† площади† документа;

извлекать требуемую информацию из архива и включать ее во фрагмен-

ты документов; распечатывать требуемый документ.

††††††††††††††† √осударственный комитет по высшей школе. ††††† ћосковский √осударственный »нститут Ёлектроники и ћатематики †††††††††††††††††††††† (“ехнический ”ниверситет) †††††††††††††††††††††††††† –≈‘≈–ј“ Ќј “≈ћ”

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

–азработка программно-методического комплекса дл€ анализа линейных эквивалентных схем в частотной области дл€ числа узлов <=500
Ѕесплатформенные системы ориентации
—интез цифрового конечного автомата ћили
јвтоматизаци€ проектировани€ цифровых —Ѕ»— на базе матриц ¬айнбергера и транзисторных матриц
“актильные датчики
’емотроника
«ащита от электромагнитных полей
–адиоприем, приемники и передатчики
√ромкоговорители динамики, рупоры и телефоны
»змерение параметров ј÷ѕ

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru