Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах

Страница: 3/7

└─────────────────── Примеры структур макроячеек.

Структура ВО

рис. 3 рис. 4

Особенностью ячейки является специальное расположение выво-

дов, согласованное со структурой макроячейки. А именно, ячейки

размещаются таким образом, чтобы выводы ячеек оказались на перифе-

рии макроячейки. Так, в одной из макроячеек выводы каждой ячейки

дублируются на верхней и нижней ее сторонах. При этом имеется воз-

можность подключения к любому выводу с двух сторон ячейки, что

создает благоприятные условия для трассировки. Последнее особенно

важно при проектировании СБИС.

В другой макроячейке выводы ячейки располагаются только на

одной стороне, т. е. выводы ячеек верхнего ряда находятся на

верхней стороне макроячейки, а нижнего -- на нижней. Применение

таких макроячеек позволяет сократить требуемую площадь кристалла,

но приводит к ухудшению условий для трассировки. Поэтому данный

тип макроячеек используется лишь при степени интеграции, не превы-

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

типах БМК, кроме однотипных макроячеек, во внутренней области мо-

гут присутствовать специализированные макроячейки, реализующие ти-

повые функциональные узлы (например, запоминающее устройство).

Помимо ячеек, являющихся заготовками для реализации элемен-

тов, на БМК могут присутствовать фиксированные части соединений. К

ним относятся шины питания, земли, синхронизации и заготовки для

реализации частей сигнальных соединений. Например, для макроячеек

(b) шины питания и земли проводятся вдоль верхней и нижней сторон

соответственно. Для макроячеек (a,d) шины проводятся вдоль линии,

разделяюшей верхний и нижний ряды ячеек, что приводит к уменьшению

потерь площади кристалла. Для реализации сигнальных соединений на

БМК 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.

В первом случае для реализации коммутации проектируемой схемы

не требуется разработка фотошаблона фиксированного слоя, т. е.

число разрабатываемых фотошаблонов уменьшается на единицу. Во вто-

ром случае число разрабатываемых фотошаблонов уменьшается на два

(не требуется также фотошаблон контактных окон). Отметим, что в

настоящее время получили распространение различные виды формы и

расположения фиксированных трасс и контактных окон. Целесообраз-

ность использования того или иного вида определяется типом макроя-

чеек, степеныо интеграции кристалла и объемом производства.

При реализации соединений на БМК часто возникает необходи-

мость проведения трассы через область, занятую макроячейкой. Такую

трассу будем называть транзитной. Для обеспечения такой возможнос-

ти допускается: проведение соединения через область, занятую ячей-

кой, проведение через зазоры между ячейками. Первый способ может

применяться, если в ячейке не реализуется элемент, или реализация

элемента допускает использование фиксированных трасс и неподклю-

ченных выводов для проведения транзитной трассы.

Таким образом, в настоящее время разработано большое многооб-

разие типов БМК, которые имеют различные пераметры. При проектиро-

вании микросхем на БМК необходимо учитывать конструктивно-техноло-

гические характеристики кристалла. К ним относятся геометрические

параметры кристалла, форма и расположение макроячеек на кристалле

и ячеек внутри макроячеек, расположение шин и способ коммутации

сигнальных соединений.

Итак, следует отметить, что задача определения структуры БМК

является достаточно сложной, и в настоящее время она решается

конструктором преимущественно с использованием средств автоматиза-

ции.

РЕАЛИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА БМК

Выше было показано, что БМК представляет собой заготовку, на

которой определенным образом размещены электронные приборы (тран-

зисторы и др.). Следовательно, проектирование микросхемы можно бы-

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

распространения на практике по следующим причинам. Во-первых, воз-

никает задача большой размерности. Во-вторых, учитывая повторяе-

мость структуры частей кристалла и логической схемы, приходится

многократно решать однотипные задачи. Поэтому применение БМК пред-

полагает использование библиотеки типовых логических злелентов,

которая разрабатывается одновременно с конструкцией БМК. В этом

отношении проектирование матричных БИС подобно проектированию пе-

чатных плат на базе типовых серий микросхем.

Реферат опубликован: 24/06/2006