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.
Московский Государственный Институт Электронной Техники (ТУ)
| |
Диссертационная работа на соискание степени магистра
Студента Омельченко В.А. Группы ЭКТ-68М
Научный руководитель Ермак В.В.
Консультант Сотников М.А.
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Обзор алгоритмов миграции топологии 5
1.1 Этапы синтеза и миграции топологии. 5
1.2 Алгоритмы сжатия 8
1.3 Графо-теоретический подход. 10
1.3.1 Построение графа ограничений. 12
1.3.2 Анализ критического пути. 14
1.3.3 Положительные циклы. 15
1.4 Оптимизация топологии. 16
1.5 Графовый метод решения задач оптимизации 18
1.6 Задача минимизации длин проводников 21
1.7 Целевые функции, минимизирующие изменения топологии. 22
1.8 Выводы 26
Глава 2. Подход для миграции топологии с сохранением конфигурации 27
2.1 Целевая функция 27
2.2 Уменьшение размерности задачи 28
2.3 Обзор подхода 30
2.4 Возможности целевой функции 32
2.4.1 Выравнивание сток/исток контактов 33
2.4.2 Выравнивание контактов внутри топологических контуров 34
2.5 Выводы 35
Глава 3. Программная реализация 35
3.1 Формальное описание работы алгоритма сжатия и миграции 35
3.2 Программная реализация этапа оптимизации топологии 36
3.3 Обзорный пример 37
3.4 Тестирование и метрики 40
3.5 Выводы 42
Заключение 42
Приложение 44
Технологические правила 44
Правила для повышения выхода годных 45
Список литературы 47
Аннотация — Согласно известному закону Мура количество транзисторов, которое может быть реализовано в интегральной схеме (ИС), растёт с течением времени экспоненциально, удваиваясь приблизительно через каждые два года. Такая тенденция сохраняется с начала 70-х годов прошлого века и является следствием уменьшения проектных норм, минимальное значение которых в современных ИС достигло значения 65 нм и даже 45 нм. Субмикронные размеры и связанные с ними сложные электрофизические явления, которые необходимо учитывать при проектировании ИС, привели к усложнению систем автоматизации проектирования (САПР) на всех уровнях и этапах проектирования ИС, включая проектирование библиотек стандартных ячеек (СЯ) – минимальных «строительных» блоков заказных ИС. Необходимой частью современных САПР ИС являются программные средства технологической миграции, значительно ускоряющие и удешевляющие «миграцию» топологии ИС на новое поколение технологических правил (проектных норм)1. Сегодня программы технологической миграции - важнейший инструмент конкурентной борьбы полупроводниковых компаний. Алгоритмы, лежащие в основе этих программных пакетов, представляют собой различные методы сжатия, а результатом их работы является топология, удовлетворяющая новым проектным нормам. Из опыта применения подобных программ в компании Freescale Semiconductor известно, что мигрированная топология может лишиться некоторых важных свойств исходной топологии, таких как симметрия, подобие, особая конфигурация отдельных фигур, и т.п. В результате проектировщик вынужден исправлять недопустимые искажения вручную, что является трудоёмким процессом с возможностью внесения ошибок. В данной работе предлагается подход к миграции топологии СЯ, использование которого в большинстве случаев позволяет сохранить исходную конфигурацию топологии СЯ и, как следствие, уменьшить ее последующие ручные модификации.
Введение
Современные полупроводниковые технологии достигли степени интеграции с минимальным размером топологического объекта менее длины волны, используемой при фотолитографии. Например, длина затвора КМОП транзистора равна 40 нм, а длина волны - 193 нм. Это привело к значительному усложнению литографического процесса и, как следствие, к известным технологическим ограничениям на минимальное расстояние и размер объектов топологии добавились новые, более сложные технологические правила. Данные правила зависят от конфигурации, геометрических размеров и взаимного расположения объектов топологии. Технологические ограничения такого вида делают процесс разработки топологий современных интегральных микросхем более трудоемким, чем раньше. Уменьшение размеров привело к тому, что проводники вносят существенный вклад в задержку распространения сигнала даже на уровне стандартной ячейки. Учёт подобных схемотехнических проблем при разработке топологии является ещё одним фактором сложности. Наряду с перечисленными проблемами происходит быстрая смена полупроводниковых технологий. Каждый год появляется новый технологический процесс с меньшим размером топологических объектов, который в первую очередь требует разработки новых библиотек стандартных ячеек. Высокая динамика современного рынка микросхем требует создания библиотек во всё более сжатые сроки, что привело к возникновению задачи по перепроектированию уже существующих библиотек стандартных ячеек с одной технологии на другую (задача технологической миграции – technology migration).
Традиционно используемое ручное перепроектирование часто приводит к большим срокам. В связи с этим возникла потребность в специализированном программном обеспечении, которое позволяет автоматически мигрировать всю уже существующую библиотеку СЯ в кратчайшее время. В основе большинства известных алгоритмов технологической миграции лежат алгоритмы сжатия топологии, а сама задача сводится к задаче линейного программирования с заданной целевой функцией. При этом основная проблема – это выбор целевой функции и дополнительных ограничений, поскольку от правильного их задания зависит качество технологической миграции, т.е. сохранение взаимного расположения топологических элементов, позволяющих сохранить решения, заложенные ещё на этапе проектирования исходной библиотеки.
Цель диссертационной работы состоит в улучшении алгоритма миграции минимизирующий изменения топологии стандартных ячеек СБИС с учетом требований современных субмикронных технологий. Для достижения данной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
- Провести обзор наиболее перспективного метода автоматизации миграции топологии с целью его использования
- Проанализировать две известных целевых функции, используемые для минимизации изменений. Указать их недостатки и предложить новую целевую функцию
- Исследовать и выделить минимальный набор параметров в топологии, позволяющий сохранить конфигурацию, при миграции
- Создать программную реализацию целевой функции, использующую известные методы минимизации, и метрики, позволяющие оценить тестовые результаты
- Повести ряд тестов и рассмотреть варианты топологий СЯ, иллюстрирующих эффективность предложенного подхода