mikroelektronikai tervez rendszerek
Download
Skip this Video
Download Presentation
Mikroelektronikai tervezőrendszerek

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 48

Mikroelektronikai tervezőrendszerek - PowerPoint PPT Presentation


  • 67 Views
  • Uploaded on

Mikroelektronikai tervezőrendszerek. Összefoglalás. Hierarchikus áramkörleírás. Top level design: core tappancsok. Core: A_funkci ó + B _funkci ó. A_funkci ó: AA _funkci ó + AB _funkci ó. B_funkci ó: BA _funkci ó + BB _funkci ó. AA _funkci ó. Cellakönyvtári elem. Cellakönyvtári elem.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Mikroelektronikai tervezőrendszerek' - zoltan


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
hierarchikus ramk rle r s
Hierarchikus áramkörleírás

Top level design:coretappancsok

Core:A_funkció+B_funkció

A_funkció: AA_funkció+AB_funkció

B_funkció:BA_funkció+BB_funkció

AA_funkció

Cellakönyvtári elem

Cellakönyvtári elem

Cellakönyvtári elem

ramk rkifejt s

Hierarchikus design

Top level design

Részáramkörök

Részáramkörök

Cella szintű funkciók

Hierarchia szintek

Cellák

Flatdesign

Áramkörkifejtés

Áramkörkifejtés = design flattening

Áramköri hierarchia-kifejtő program

layout el ll t sa
Layout előállítása
  • Kifejtett áramkörleírás 
  • Floorplan
    • core kialakítása
    • tappancsgyűrű kialakítása (pad limited, core limited)
    • cellák elhelyezése
  • Globális huzalozás
    • huzalozási csatornák kialakítása
    • föld és táp ellátás (supply tree)
  • Részletes huzalozás
  • DRC
layout el ll t sa1
Layout előállítása
  • Kifejtett áramkörleírás
  • Floorplan
    • core kialakítása
    • tappancsgyűrű kialakítása (pad limited, core limited)
    • cellák elhelyezése
  • Globális huzalozás
    • huzalozási csatornák kialakítása
    • föld és táp ellátás (supply tree)
  • Részletes huzalozás
  • DRC
ic tervez s s gy rt s k zvetlen v gfelhaszn l i ig nyek szerint
IC tervezés és gyártás közvetlen végfelhasználói igények szerint
  • Szereplők:
    • IC gyár - silicon foundry (pl. ST, AMS, Philips, ...)
    • Szoftverház - EDA vendor (pl. Cadence, Mentor, ...)
    • Tokozó üzem
    • MPW szolgáltató - silicon broker (pl. EUROPRACTICE, CMP, MOSIS)
    • Végfelhasználó, aki egyben tervező is (pl. mi)
  • MPW gyártás = Multi-project Wafer
    • 1 Si szeleten 10-15 chip,
    • gyártási alkalmak (run-ok): 2-3 havonta
    • átfutás: layout beküldésétől tokozott chip-ig: 2-3 hónap
    • költségmegosztás, területarányos fizetés

Pl.:

250 EUR/mm2, 4 mm2 1000 EUR + 100 EUR tokozás

5 tokozott chip, 10 tokozatlan chip (66 EUR/chip)

    • tipikus felhasználás: prototípus gyártás
    • small volume production: pl. 5-6 szelet 1 chip-pel
mpw chip gy rt s

Tervező 3

Tervező 2

Tervező 1

MPW szolgáltató

MPW chip gyártás
mpw chip gy rt s1

Tervezési szabályok, eszközparaméterek, cellakönyvtár

IC gyár

Chip layout-ok egyesítve

Tervező és felhasználó

Si szelet 10-15 áramkörrel

Tervező szoftver, design kit

Tokozott IC-k

MPW szolgáltató

Tokozó üzem

Chip layout

Pucér chip-ek

Tervező szoftver

EDA vendor

Tokozott IC

MPW chip gyártás
ami eljut az ic gy rba
Ami eljut az IC gyárba ...
  • … az a layout
  • “Szabványos” reprezentációk
    • CIF,
    • GDS2

Ezek ún. de facto ipari szabványok

layout maszkok geom le r sa
Layout = maszkok geom. leírása
  • Leírásmódok:
    • alfanumerikus:
      • “emberi fogyasztásra” is alkalmas
      • ákár kézzel is írhatóak, editálhatóak (milliméter papír, kézi adatbevitel)
      • cél: egyszerű átvitel különböző programok, rendszerek között.

Pl.: layout editor  pattern generátor

      • CIF - Caltech Intermediate Format, GAELIC, EGL (M.o)
    • bináris:
      • belső ábrázolás mindig bináris
      • tömör
      • csak géppel olvasható
      • GDS2 file formátum
  • Fordítás a leírásmódok között

pl.: GDS2  CIF

layout maszkok geom le r sa1
Layout = maszkok geom. leírása
  • Másik osztályozás:
    • struktúrált (makro-hierarchia)
      • áttekinthetőbb
      • reguláris layoutok előállítását nagyban segíti
      • tömörebb
      • többszörös makro-hívási mélység
      • egyes műveletek a struktúrált layoutleírásokon gyorsabban elvégezhetők
    • kifejtett (flat)
      • tipikusan maszkgeneráláshoz használják
    • Kifejtő program: struktúrált  flat
  • Mind az alfanumerikus, mind a bináris reprezentáció lehet struktúrált, illetve kifejtett
layout maszkok geom le r sa2
Layout = maszkok geom. leírása
  • Layout:
    • 2D alakzatok halmaza
    • több ún. rajz síkon megadva
  • Rajz sík vagy réteg (layer):
    • logikai reprezentáció 
    • adott szín a layout rajzon (képernyő, papírnyomat)

 egy technológiai lépés (foto)maszkja

 vagy egy pszeudó layer (nincs hozzá maszk)

  • Layout makro:
    • egy vagy több rajzsíkon létrehozott
    • alakzatok
    • körvonalrajzzal körülvett csoportja
layout primit vek egyszer alakzatok

Aktív zóna (ablaknyitó maszk a vékony oxidnak)

Gate (poli-Si mintázat maszkja)

Kontaktusok (ablaknyitó maszk az oxidon)

S/D kivezetések (fémezés mintázat maszkja)

Layout primitívek: egyszerű alakzatok
layout makrok primit vekb l

nMOS tranzisztor layout rajza: layout primitívek tényleges maszkoknak megfelelő rétegeken

nMOS tranzisztor layout rajza + körvonalrjaz + pinek

G

nMOS

D

S

nMOS tranzisztor makro:

körvonalrajz, pinek rajza, feliratok: pszeudo rétegeken

G

Layout makrok - primitívekből
layout makrok makrokb l s primit vekb l1

!GND

out

!VDD

INV

!GND

in

!VDD

Layout makrok - makrokból és primitívekből

Ez is tehát egy hierarchikus leírás. A kifejtés eredménye a hiavtkozott makrok és primitívek behelyettesítésével előálló, csak layout primitíveket tartalmazó leírás.

A pszeudó rétegeken lévő információt a végén elhagyjuk belőle.

layout makrok egyre jobban kifejtve
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 1: két makrohívás (áramköri mag, tappancsgyűrű)

layout makrok egyre jobban kifejtve1
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 2: tappancsgyűrű részekre osztva

layout makrok egyre jobban kifejtve2
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 3: tappancsgyűrű tovább osztva, huzalozási csatornák, cellasorok

layout makrok egyre jobban kifejtve3
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 4: tapapancs cellák és standard cellák makrohivásai

layout makrok egyre jobban kifejtve6
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 7: teljesen kifejtett makrok

layout makrok egyre jobban kifejtve7
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 4: tranzisztorok, kontaktusok még makrohívással

layout makrok egyre jobban kifejtve8
Layout makrok - egyre jobban kifejtve:

Level 6: standard cellák, kontaktusok teljesen kifejtve

egy layout le r file
Egy layout leíró file
  • CIF példa

Kommentárok

egy layout le r file1
Egy layout leíró file
  • CIF példa

Inclue állományok

egy layout le r file2
Egy layout leíró file
  • CIF példa

Egység: 0.01 micron

egy layout le r file3
Egy layout leíró file
  • CIF példa

Alakzat megadása:

L - layer

egy layout le r file4
Egy layout leíró file
  • CIF példa

Alakzat megadása:

L - layer

P - poligon

egy layout le r file5
Egy layout leíró file
  • CIF példa
  • Nehezn áttekinthető. Olvashatóbb nyelvi példa: GAELIC

Makrohívás:

C - call

gaelic layout le r s primit vek

UNITS=MICRONS, GRID=1.0;

  • RECT - téglalap:

RECT(layer_number)x,y:dx,dy;

dy

x, y

dx

  • POLY - tetszőleges poligon, hosszú (long) forma:

POLY(layer_number)L,x,y:dx1,dy1,dx2,dy2,... dxn,dyn;

3

4

n

2

x, y

1

GAELIC layout leírás - primitívek
  • File kezdete: háttérrács megadása

Záródnia kell!

Ha ortogonális a poligon, akkor minden második elem 0:

short formátum

gaelic layout le r s primit vek1

POLY - ortogonális poligon, rövid (short) forma:

dy4

dyn

dx3

dy2

x, y

dx1

POLY(layer_number)S,x,y:dx1,dy2,dx3,dy4,...,dyn;

  • TRACK - csík (short/long formátum):

x, y

W

TRACK(layer_number)W,S,x,y:dx1,dy2,dx3,dy4,...,dyn;

GAELIC layout leírás - primitívek

Wpáros kell legyen

gaelic layout le r s makrok

Group definiálás

NEWGROUP név;

ENDGROUP;

Primitívek vagy korábbi group-ok hívása

Makrohierarchia

  • Group “példányosítás” (hívás)

GROUP név,x,y,transzformáció;

Transzformáció:

x tengelyre tükrözés: X

y tengelyre tükrözés: Y

forgatás 90 fokkal balra: R

x, y

GROUP inv 100, 200, XR;

GAELIC layout leírás - makrok
gaelic layout le r s makrok1

dy

ytimes

dx

x, y

xtimes

GAELIC layout leírás - makrok
  • Group “példányosítás” (hívás) ismétléssel

GROUP név,x,y,transzformáció,X,xtimes,dx,Y,ytimes,dy;

GROUP DFF 100,200,0,X,4,20,Y,2,15;

Az ismétlési lehetőség kihasználásával egyszerűen tudunk reguláris layoutot kialakítani.

gaelic layout le r s

UNITS=MICRONS, GRID=1.0;

NEWGOUP INVER;

POLY(1) S,4,4:48,40,-16,-8,-24,32,8,16,-16,80;

RECT(3) 0,20:56,8;

POLY(3) S,0,40:32,28,8,16,-16,-20,-24,-24;

....

RECT(5) 0,6:56,10;

RECT(5) 0,70:56,10;

ENDGROUP;

....

GROUP INVER,10,10,0;

....

FINISH;

GAELIC layout leírás
  • Állomány vége

FINISH;

a bels le r s

1

3

5

5

2

1

EP

HP

3

5

2

2

3

1

A belső leírás
  • Tömör kell legyen

 bináris

  • Jól kereshető kell legyen

 láncolt adatstruktúra (pl. gyűrű) adat = alakzat

a bels le r s1

3

1

5

5

3

1

17

2

3

5

2

5

1

1

EP

EP

HP

HP

5

2

3

3

2

5

7

2

2

3

37

1

1

A belső leírás
  • Egyszerű módosíthatóság
a bels le r s2

5

1

3

1

5

31

2

5

2

5

1

1

EP

EP

HP

HP

3

2

2

5

5

3

2

2

3

35

1

1

A belső leírás
  • Egyszerű módosíthatóság
  • Listákat (gyűrűket) alakíthatunk ki alakzatokból, group-okból, maszksíkokból, stb.
az alakzatok bels reprezent ci ja
Az alakzatok belső reprezentációja
  • Csúcspont koordinátás (kontúros) leírás
    • Probléma a többszörösen öf. alakzat, mert az több kontúrt jelent. Sokszor felhasítják
    • Érdemes tárolni a befoglaló téglalapot és a speciális jelleget (pl. ort.poligon)
  • Lefedő alakzatos tárolás

(téglalap, trapéz)

az alakzatok bels reprezent ci ja1

0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 1 1 0

0 0 1 1 0 0 0

0 1 1 1 0 0 0

0 1 1 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

  • Lényegi koordinátás bittérkép (variable grid)

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 0 1 0 0

0 1 1 0 0

0 0 0 0 0

Az alakzatok belső reprezentációja
  • Bittérképes leírás (bit-map)
m veletek
Műveletek:
  • Logikai műveletek

NEW_LAYER = LAYER1 AND LAYER2

NEW_LAYER = LAYER1 OR LAYER2

stb.

    • Bittérképes ábrázolás esetén könnyű megvalósítani.
    • Mire jók?

Pl. layout-visszafejtésnél ún. felismerő rétegek létrehozása

GATE = ACTIVE AND POLY

m veletek1
Műveletek:
  • Logikai műveletek, példa:
m veletek2
Műveletek:
  • Geometriai műveletek - pl. méretváltoztatás
    • Hízlalás
    • Fogyasztás
    • Gond a felhasított alakzatoknál
    • Egymásnak csak bizonyos korlátokkal az inverzei
m veletek3

A

B

C

Műveletek:
  • Topológiai műveletek:

C = CONTAIN(A,B);

A C rétegre kerülnek a B réteg összes olyan alakzatai, amelyek A alakzataiba beleesnek

m veletek5
Műveletek:
  • Ellenőrző műveletek:

WIDTH(A) < 0.5

Az A réteg minden olyan alakzatát szolgáltatja, amely keskenyebb 0.5 egységnél

SPACING (A,B) < 0.5

Az A réteg minden olyan alakzatát szolgáltatja, amely keskenyebb 0.5 egységnél