46524 (Использование интегрированных в язык запросов (linq) при обработке массива данных в microsoft visual basic 2008), страница 13

Кафедра электронных приборов.

Северо-Кавказский горно-металлургический институт

(государственный технологический университет)

Рассмотрены методологические аспекты и задачи проектирования элементов интегральной электроники

В связи с тенденцией резкого роста степени интеграции и необходимостью разработки большого числа типонаименований элементов, ставиться задача не только автоматизации отдельных этапов проектирования, но и создания высокопроизводительной системы проектирования, с помощью которой можно решать задачи всех ее этапов, – от получения технического задания на проектируемую схему до изготовления промежуточных фотошаблонов. При этом технические средства системы должны обслуживать в режиме разделения времени необходимое число проектировщиков в соответствии с заданной производительностью системы. Для решения этой проблемы необходим системный подход, так как отдельные составляющие автоматизированной системы проектирования взаимосвязаны. Для этого решаются задачи:

- создание формализованной методики проектирования на базе теоретического обобщения выполненных исследований;

- разработка теоретических положений идеологии автоматизации проектирования;

- разработка прикладного математического обеспечения для автоматизации выполнения работ на этапах проектирования: выбор физической структуры и расчет параметров компонентов; синтез и анализ принципиальных электрических схем; разработка топологии;

- выбор структуры и состава технических средств и общесистемного математического обеспечения. Структура и состав автоматизированных систем проектирования определяются требуемым числом проектируемых схем заданной сложности в единицу времени. Затем определяют перечень решаемых задач, состав прикладного математического обеспечения, структуру технических средств и состав системного математического обеспечения.

Полный цикл работ по проектированию элементов интегральной электроники (ЭИЭ) целесообразно разделить на следующие основные этапы: определение функционального состава и технических требований к каждой схеме; логическое моделирование и синтез контролирующих и диагностических тестов; выбор физической структуры и расчет параметров компонентов; синтез и анализ принципиальных электрических схем; разработка топологии *⁵.

Функциональный состав и технические требования к ним определяют при разработке блок-схемы радиоэлектронного устройства. После разработчик составляет техническое задание с учетом технологических возможностей и возможностей унификации. Технологические возможности изготовления определяют степень сложности и предельные технические характеристики схем.

На этапе логического синтеза необходимо учитывать особенности заданного базиса и их технической реализации, т.е. учитывать схемотехнику, топологические и технологические ограничения. На данном этапе проектирования приходится решать следующие взаимосвязанные задачи: логический синтез, логическое моделирование, синтез контролирующих и диагностических тестов, контроль и диагностика схем памяти. Затем выбирают или разрабатывают инженерную методику расчета электрических параметров активных компонентов. Работа по данному этапу заканчивается определением ориентировочных значений параметров активных компонентов различных геометрических конфигураций для имеющихся технологических процессов изготовления.

Параметры активных компонентов нужны для синтеза и анализа ЭИЭ и основная задача состоит в определении тех параметров, которые описывают модели активных компонентов, применяемые для синтеза и анализа электрических схем. Для дальнейшего повышения точности расчетов необходимо определять степень и характер корреляционных связей между параметрами всех компонентов интегральной схемы. Обычно при расчете электрических параметров активных компонентов используют формульные зависимости параметров активных компонентов от параметров физической структуры и геометрических конфигураций активных компонентов.

Применение методов математической статистики позволяет решить статистическую обработку результатов измерений параметров физической структуры, которые являются исходными данными при расчете активных компонентов; статистический анализ параметров компонентов; определение корреляционных связей между параметрами компонентов; статистическую обработку результатов измерений параметров активных компонентов.

Выбор конфигурации электрических схем проводится исходя из опыта предыдущих разработок с учетом возможностей предполагаемого технологического процесса, а оптимизация схемы по выбранному критерию проводится лишь для ограниченного числа параметров компонентов.

При анализе необходимо учитывать, что принципиальные электрические схемы, подвергаемые анализу, содержат помимо функционально необходимых компонентов, большое количество компонентов, отражающих паразитные связи. Параметры паразитных компонентов зависят от технологического метода изготовления и определяются с помощью специальных измерений.

Для проведения математического анализа работы схемы необходимо знать уравнения, связывающие параметры схемы с параметрами компонентов:

,

где x1, x2,…, xi,…, xn – параметры компонентов, определяющие состояние схемы; F – оператор.

Разработка топологии включает ряд взаимосвязанных задач: размещение компонентов, проведение внутрисхемных соединений и создание комплекта масок для изготовления фотошаблонов. Размещение компонентов в наиболее сильной степени влияет на динамические характеристики интегральных схем.

Автоматизированные системы проектирования охватывают этапы проектирования – от получения технического задания на проектируемую схему до изготовления промежуточных фотошаблонов, обслуживая в режиме разделения времени необходимое число проектировщиков для достижения заданной производительности проектирования. Создание автоматизированной системы проектирования ЭИЭ включает решение трех задач:

- разработку для всех этапов проектирования методов и алгоритмов, реализованных в виде программ, т.е. создание прикладного математического обеспечения по всему циклу проектирования; по выбору физической структуры и расчету компонентов, анализу и синтезу принципиальной электрической схемы, разработке топологии в режиме разделения времени;

- создание системы технических средств;

- создание системного программного обеспечения.

Одной из важнейших задач синтеза является определение оптимальных величин параметров компонентов в пределах выбранной принципиальной электрической схемы по заданному критерию.

Критерии оптимальности размещения компонентов должны устанавливаться для каждой конкретной ЭИЭ в зависимости от ее назначения, особенностей электрических и тепловых режимов работы компонентов, наличия нежелательных паразитных связей и т.д. Однако наиболее важными критериями оптимальности, обязательными для любых ЭИЭ, является минимизация числа пересечений при соединении компонентов в определенную электрическую схему.

Выбор структуры и состава технических средств можно проводить на основе анализа информационной модели проектирования ЭИЭ.

Для контроля и измерений электрических параметров ЭИЭ применяют многопостовые информационно-измерительные системы.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.skgtu.ru/

1^* Научный руководитель к.т.н., доц. Мамонтов Д. В.

2^* Научный руководитель доц., канд. техн. наук Фетисенко К.И.

3^* Научный руководитель Позднякова Т.А., проф., д-р экон. наук.

4^* Научный руководитель д-р эконом. наук Камбердиева С.С.

5^* Мустафаева Д.Г. К вопросу о проектировании элементов интегральной электроники // Труды СКГМИ, 2007. Вып.14, ч.1. с.48.