135804 (722645), страница 2

Файл №722645 135804 (Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах) 2 страница135804 (722645) страница 22016-08-01СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

ИЛИ-НЕ, триггер, входные, выходные усилители и др. Для реализации

элемента используется одна или несколько ячеек кристалла, т. е.

размеры элемента всегда кратны размерам ячейки. Топология элемента

разрабатывается на основе конструкции ячейки и представляет собой

совокупность трасс, которые совместно с имеющимися на кристалле

постоянными частями реализуют требуемую функцию. Именно описание

указанных соединений и хранится в библиотеке.

В зависимости от того, на каких ячейках реализуются элементы,

можно выделить внешние (согласующие усилители, буферные схемы и

др.) и внутренние, или просто логические элементы. Если внешние

элементы имеют форму прямоугольников независимо от типа кристалла,

то для логических элементов сушествует большое разнообразие форм,

которое определяется типом макроячеек. Так, для макроячейки, пока-

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

║ ║ ║ ║ ║███│ ║ ║████████║

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

║████│ ║ ║████████║ ║████████║ ║████████║

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

рис. 5

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

5. При этом следует иметь в виду, что каждая форма может быть реа-

лизована с поворотом относительно центра макроячейки на угол,

кратный 90'. Для расширения возможностей наилучшего использования

площади кристалла для каждого логического элемента разрабатываются

варианты тапологии, позволяющие его реализовать в различных частях

макроячейки. Поскольку структура макроячейки обладает симметрией,

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

зового вращением относительно осей симметрии.

При проектировании на уровне элементов существенными данными

являются форма логического элемента и расположение его выводов

(цоколевка).

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАТРИЧНЫХ БИС

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Задача конструирования матричных БИС состоит в переходе от

заданной логической схемы к ее физической реализации на основе

БМК. При этом исходные данные представляют собой описание логичес-

кой схемы на уровне библиотечных логических элементов, требования

к его функционированию, описание конструкции БМК и библиотечных

элементов, а также технологические ограничения. Требуется получить

конструкторскую документацию для изготовления работоспособной мат-

ричной БИС. Важной характеристикой любой электронной аппаратуры

является плотность монтажа. При проектировании матричных БИС плот-

ность монтажа определяется исходными данными. При этом возможна

ситуация, когда искомый вариант реализации не существует. Тогда

выбирается одна из двух альтернатив: либо матричная БИС проектиру-

ется на БМК больших размеров, либо часть схемы переносится на дру-

гой кристалл, т. е. уменьшается объем проектируемой схемы.

Основным требованием к проекту является 100%-ная реализация

соединений схемы, а традиционным критерием, оценивающими проект, -

суммарная длина соединений. Именно этот показатель связан с такими

эксплуатационными параметрами, как надежность, помехоустойчивость,

быстродействие. В целом задачи конструирования матричных БИС и пе-

чатных плат родственны, что определяется заранее заданной формой

элементов и высоким уровнем унификации конструкций. Вместе с тем

имеют место следующие отличия:

- элементы матричных БИС имеют более сложную форму (не пря-

моугольную);

- наличие нескольких вариантов реализации одного и того же

типа элемента;

- позиции для размещения элементов группируются в макроячей-

ки;

- элементы могут содержать проходы для транзитных трасс;

- равномерное распределение внешних элементов по всей перифе-

рии кристалла;

- ячейка БМК, не занятая элементом, может использоваться для

реализации соединений;

- число элементов матричных БИС значительно превышает значе-

ние соответствующего параметра печат ных плат.

Перечисленные отличия не позволяют непосредственно использо-

вать САПР печатных плат для проектирования матричных БИС. Поэтому

в настоящее время используются и разрабатываются новые САПР, пред-

назначенные для проектирования матричных БИС, а также дорабатыва-

ются и модернизируются уже действующие САПР печатных плат для ре-

шения новых задач. Реализация последнего способа особенно упроща-

ется, когда в системе имеется набор программ для решения задач те-

ории графов, возникающих при конструировании.

Поскольку трассировка соединений на БМК ведется с заданным

шагом на дискретном рабочем поле (ДРП), то необходимо чтобы выводы

элементов попадали в клетки ДРП. Однако внешние выводы макроячеек

могут располагаться с шагом, не кратным шагу ДРП. В этом случае

используется простой прием введения фиктивных контактных площадок,

связанных с внутренними частями ячейки. Если трасса к макроячейке

не подходит, то область фиктивной площадки остается свободной.

При разработке САПР БИС на БМК необходимо учитывать требова-

ния к системам, диктуемые спецификой решаемой задачи. К ним отно-

сятся:

1. Реализация сквозного цикла проектирования от схемы до

комплектов машинных документов на изготовление, контроль эксплуа-

тацию матричных БИС.

2. Наличие архива данных о разработках, хранимого на долгов-

ременных машинных носителях информации.

3. Широкое применение интерактивных режимов на всех этапах

проектирования.

4. Обеспечение работы САПР в режиме коллективного пользова-

ния. Учитывая большую размерность залачи проектирования,

большинство существующих САПР матричных БИС реализовано на высо-

копроизводительных ЭВМ. Однако в последнее врем все больше зару-

бежных фирм применяет и мини-ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Процесс проектирования матричных БИС традиционно делится на

следующие укрупненные этапы:

1. Моделирование функционирования объекта проектирования.

2. Разработка топологии.

3. Контроль результатов проектирования и доработка.

4. Выпуск конструкторской документации.

Рассмотрим каждый шаг в отдельности. Поскольку матричная БИС

является ненастраиваемым и не ремонтоспособным объектом, то необ-

ходимо еще на этапе проектирования обеспечить его правильное

функционирование. Достижение этой цели возможно двумя способами:

созданием макета матричных БИС на основе дискретных элементов и

его испытанием и математическим моделированием. Первый способ свя-

зан с большими временными и стоимостными затратами. Поэтому макет

используется тогда, когда он специально не разрабатывается, а уже

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

чатных платах к матричным БИС). Второй способ требует создания эф-

фективной системы моделирования схем большого размера, так как при

моделировании необходимо учитывать схемное окружение матричных

БИС, которое по числу элементов во много раз больше самой схемы.

Этап разработки топологии связан с решением следуюших задач:

размещение элементов на БМК, трассировка соединений, корректировка

топологии. Иногда в качестве предварительного шага размещения ре-

шается специальная задача компоновки (распределения элементов по

макроячейкам). В этом случае возможны различные методы решения за-

дачи размещения. Первый метод состоит в том, чтобы после компонов-

ки размещать группы элементов, соответствующих макроячейкам, а за-

тем размещать элементы внутри каждой макроячейки. При этом крите-

рий оптимальности компоновки вклкючает составляющие, определяемые

плотностью заполнения макроячеек и связностью элементов макроячей-

ки. Достоинствами этого метода являются сокращение размерности за-

дачи размещения и сведение исходной задачи к традиционным задачам

компоновки и размещения. Возможность применения традиционных мето-

дов компоновки предопределяется тем, что условие существования ре-

ализации группы элементов в макроячейке для получивших распростра-

нение БМК легко выражается через суммарную площадь элементов и от-

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

жение элементов внутри макроячеек существенно влияет на условия

трассировки соединений между макроячейками, рассмотренный метод

решения задачи размещения для некоторых типов БМК может давать

сравнительно низкие результаты.

Другой метод размещения состоит в распределении элементов по

макроячейкам с учетом координат макроячеек. В этом случае в ходе

компоновки определяются координаты элементов с точностью до разме-

ров макроячеек и появляется возможность учета положения транзитных

трасс. Для матричных схем небольшой степени интеграции (до 1000

элементов на кристалле) применяются модификации традиционных алго-

ритмов размещения и трассировки. Для СБИС на БМК необходима разра-

ботка специальных методов.

Задача корректировки топологии возникает в связи с тем, что

существующие алгоритмы размещения и трассировки могут не найти

полную реализацию объекта проектирования на БМК. Возможна ситуа-

ция, когда алгоритм не находит размещение всех элементов на крист-

алле, хотя суммарная площадь элементов меньше площади ячеек на

кристалле. Это положение может быть обусловлено как сложностью

формы элементов, так и необходимостью выделения ячеек для реализа-

ции транзитных трасс. Задача определения минимального числа макро-

ячеек для размещения элементов сложной формы представляет собой

известную задачу покрытия.

Возможность отсутствия полной трассировки обусловлена эврист-

ическим характером применяемых алгоритмов. Кроме того, в отличие

от печатных плат навесные проводники в матричных БИС запрещены.

Поэтому САПР матричных БИС обязательно включает средства корректи-

ровки топологии. При этом в процессе корректировки выполненяются

следующие операции: выделение линии содиняемых фрагментов; измене-

ние положения элементов и трасс с контролем вносимых изменений;

автоматическая трассировки указанных соединений; контроль соот-

ветствия результатов трассировки исходной схеме. Уже сейчас акту-

альной является задача перепроектирования любого фрагмента тополо-

гии. Для матричных БИС таким фрагментом может быть канал для трас-

сировки, или макроячейка, в которой варьируется размещение элемен-

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

ектирования с заданными граничными условиями (определяемыми окру-

жением фрагмента), требует разработки аппарата формирования

подсхемы, соответствующей выделенному фрагменту.

На этапе контроля проверяется адекватность полученного проек-

та исходным данным. С этой целью прежде всего контролируется соот-

ветствие топологии исходной принципиальной (логической) схеме. Не-

обходимость данного вида контроля обусловлена корректировкой топо-

логии, выполненной разработчиком, поскольку этог процесс может

сопровождаться внесением ошибок. В настоящее время известны два

способа решения рассматриваемой задачи. Первый сводится к восста-

новлению схемы по топологии и дальнейшему сравнению ее с исходной.

Эта задача близка к проверке изоморфизма графов. Однако на практи-

ке для ее решения может быть получен приемлемый по трудоемкости

алгоритм ввиду существования фиксированного соответствия между не-

которыми элементами сравниваемых объектов. Дополнительная слож-

ность данной задачи связана с тем, что в процессе проектирования

происходит распределение инвариантных объектов (например, логичес-

ки эквивалентных выводов элементов), поэтому для логически тож-

дественных схем могут не существовать одинаковые описания и, сле-

довательно, требуются специальные модели, отображающие инвари-

антные элементы. В общем случае универсальные модели для представ-

ления инвариантных элементов не известны, что и явилось одной из

причин развития второго способа, согласно которому проводится пов-

торное логическое моделирование восстановленной схемы.

Функционирование спроектированной схемы мотает отличаться от

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

результате образования паразитных элементов. Поэтому для более

полной оценки работоспособности матричных БИС при восстановлении

схемы по топологии желательно вычислять значения параметров пара-

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
100,88 Kb
Тип материала
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов реферата

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6508
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее