Задача минимизации длин проводников 21
| Вид материала | Задача |
- С. В. Шешенин 1/2 года Классические краевые задачи линейной теории упругости в перемещениях., 13.12kb.
- Методы улучшения сходимости алгоритма минимизации функционала, ассоциированного с задачей, 103.65kb.
- О минимизации признакового пространства в задачах распознавания Ветров Д. П., Рязанов, 59.25kb.
- К. П. Ивкин московский инженерно-физический институт (государственный университет), 26.94kb.
- Автоматизированное проектирование схем размещения объектов предприятий из условия минимизации, 124.49kb.
- Проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом, 34.38kb.
- Единый социальный налог: анализ типичных схем минимизации налога, применяемых организациями, 193.29kb.
- Взависимости от числа нанесенных печатных проводников на платы, они разделяются на:, 20.37kb.
- Программа курса лекций «Математические методы и модели исследования операций», 27.98kb.
- Т. М. Боровська кандидат технічних наук, доцент І. С. Колесник, 118.17kb.
Глава 1.Обзор алгоритмов миграции топологии
1.1Этапы синтеза и миграции топологии.
Первые Интегральные Схемы (ИС) в 60-х годах прошлого столетия включали всего несколько транзисторов. В настоящее время плотность интеграции достигла нескольких миллионов - это Сверх Большие Интегральные Схемы (СБИС). Такой быстрый рост стал возможен благодаря автоматизации многих шагов, процесса разработки и производства СБИС.
Интегральные схемы представляют собой набор электронных компонентов, полученных путем наслоения различных материалов в виде геометрических фигур на кремниевой основе, называемой пластиной. Такое представление схемы называется топологией. Процесс производства накладывает на топологию ряд ограничений, которые определяют возможное взаимное расположение и форму геометрических фигур. Трансформация электрической схемы в топологию с учетом всех ограничений называется топологическим синтезом.
Наличие большого числа компонентов и ограничений делает невозможным синтез топологии без применения компьютеров. В настоящее время практически на всех этапах разработки топологии интенсивно используются Системы Автоматизированного Проектирования (САПР), и многие из этапов уже частично или полностью автоматизированы.
Процесс топологического синтеза обычно включает следующие шаги:
Рис. 1 Этапы синтеза топологии
Разбиение: Кристалл может содержать до нескольких миллионов транзисторов. Такая топология не может быть спроектирована целиком из-за ограничений по памяти и сложности алгоритмов. Поэтому производится разбиение начальной схемы на модули. При этом учитывается размер модуля, его функциональная завершенность, связность компонентов и многое другое.
Планировка и размещение: На данной стадии производится размещение модулей, полученных после разбиения. При этом учитывается примерный размер модуля, его связь с другими модулями, площадь кристалла и другие факторы. Эта операция обычно выполняется с участием человека, так как она оказывает большое влияние на конечную топологию.
Трассировка: Задача данного этапа - провести соединения между элементами в соответствии с электрической схемой.
Сжатие: На этом этапе производится уменьшение площади топологии насколько это возможно. Это приводит к уменьшению длины проводников, и следовательно, минимизации задержек. Уменьшение площади также увеличивает количество кристаллов на одной пластине, что снижает себестоимость. Одновременно с уменьшением размеров производится контроль и выполнение всех ограничений, накладываемых технологическим процессом производства.
Экстракция и верификация: На данном этапе производится экстракция из топологии ее электрической схемы и сравнение с исходной. Так же контролируются технологические ограничения.
Разработка СБИС - это очень сложный, дорогостоящий и трудоемкий процесс. Существует много разных способов проектирования. Все их можно разбить на два типа: полностью заказной и полузаказной. Первый предполагает проектирование всего блока целиком и позволяет получить лучшие результаты, но является очень трудоемким. Второй - подразумевает наличие уже разработанных элементов, что позволяет снизить трудоемкость, но при этом страдает качество.
Проектирование на основе стандартных ячеек является одним из видов полузаказного проектирования. Основу данного метода составляет библиотека стандартных ячеек (500-1000 ячеек). Каждая ячейка представляет собой блок прямоугольной формы с фиксированной высотой. Функциональность и электрические характеристики каждой ячейки уже определены и аттестована. Ячейки размещаются в ряды, а трассировка проводится между рядами (в каналах) или над ячейками. Так как ячейка может быть использована на кристалле многократно, требования к качеству ее проектирования наиболее высоки.
Чтобы снизить ресурсы, затрачиваемые фабриками на создание библиотек СЯ, для новых технологий был введен процесс технологической миграции, т.е. переноса уже существующей библиотеки СЯ с одной технологии на другую. При миграции подразумевается, что нет необходимости в перетрассировке и переразмещении объектов топологии на кристалле для нового технологического процесса. Поэтому требуется все решения, заложенные дизайнером в исходную топологию, перенести в выходную топологию. Рассмотрим некоторые задачи миграции:
- Перенос топологии с одного технологического процесса в другой. В этом процессе ставится задача перенести максимально возможное количество решений дизайнера, которые не противоречат правилам в новом технологическом процессе.
- Перенос топологии с одной архитектуры на другую в рамках одного технологического процесса. Под сменой архитектуры подразумевают изменения таких структурных параметров как: количества сеток для внутриячеейной трассировки, максимальных и минимальных ширин транзисторов, размеров N-кармана, ширин цепей земли/питания в общем любые изменения с целью тестирования и выявления необходимых характеристик библиотеки СЯ для данного тех. процесса.
- Перенос топологии с одной версии технологического процесса в другой. Разработка библиотеки СЯ очень часто идет параллельно с разработкой технологического процесса. Поэтому очень часто уже готовые библиотечные элементы приходиться согласовывать с новой версией технологического процесса.
- Миграция может быть использована как средство ликвидации нарушений технологических правил (DRC нарушения). В этом случаи миграция позволяет сохранять внесенные топологом изменения и защищает от возможного появления нарушений технологических правил (DRC-нарушения).
- Миграция позволяет дополнительно учитывать рекомендуемые, выполнения которых повышает выход годных2.
Процесс миграции содержит меньшее количество этапов, так как работает уже с конечной топологией:
Рис. 2 Этапы миграции топологии
Масштабирование: В задачи данного этапа входит масштабирование топологии. Коэффициенты масштабирования выбираются исходя из различной информации о технологиях. Например, за коэффициенты масштабирования можно считать соотношение длин затворов p и n транзисторов или соотношение высот стандартных ячеек в исходной и конечной технологиях.
Коррекция: На данном этапе удаляются все технологические нарушения, которые возникли в результате масштабирования топологии. Алгоритмы, которые применяются в САПР на данном этапе, аналогичны тем, что используются на этапе сжатия в процессе синтеза топологии.