Mikroelektronikai tervez rendszerek
Download
1 / 48

Mikroelektronikai tervez?rendszerek - 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 tervez?rendszerek' - 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 igények szerint

Tervező 2

Tervező 1

MPW szolgáltató

MPW chip gyártás


Mpw chip gy rt s1

Tervezési szabályok, eszközparaméterek, cellakönyvtár igények szerint

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 ... igények szerint

  • … az a layout

  • “Szabványos” reprezentációk

    • CIF,

    • GDS2

      Ezek ún. de facto ipari szabványok


Layout reprezent ci k

Layout reprezent igények szerintációk

Áttekintés


Layout maszkok geom le r sa
Layout = igények szerintmaszkok 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 = igények szerintmaszkok 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 = igények szerintmaszkok 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) igények szerint

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: igények szerintlayout 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 l

G igények szerint

nMOS

D

S

G

G

D

pMOS

S

G

Layout makrok - makrokból és primitívekből


Layout makrok makrokb l s primit vekb l1

!GND igények szerint

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: igények szerint

Level 1: két makrohívás (áramköri mag, tappancsgyűrű)


Layout makrok egyre jobban kifejtve1
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 2: tappancsgyűrű részekre osztva


Layout makrok egyre jobban kifejtve2
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 3: tappancsgyűrű tovább osztva, huzalozási csatornák, cellasorok


Layout makrok egyre jobban kifejtve3
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 4: tapapancs cellák és standard cellák makrohivásai


Layout makrok egyre jobban kifejtve4
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 5


Layout makrok egyre jobban kifejtve5
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 6


Layout makrok egyre jobban kifejtve6
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 7: teljesen kifejtett makrok


Layout makrok egyre jobban kifejtve7
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 4: tranzisztorok, kontaktusok még makrohívással


Layout makrok egyre jobban kifejtve8
Layout makrok - egyre jobban kifejtve: igények szerint

Level 6: standard cellák, kontaktusok teljesen kifejtve


Egy layout le r file
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

Kommentárok


Egy layout le r file1
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

Inclue állományok


Egy layout le r file2
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

Egység: 0.01 micron


Egy layout le r file3
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

Alakzat megadása:

L - layer


Egy layout le r file4
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

Alakzat megadása:

L - layer

P - poligon


Egy layout le r file5
Egy layout leíró file igények szerint

  • CIF példa

  • Nehezn áttekinthető. Olvashatóbb nyelvi példa: GAELIC

Makrohívás:

C - call


Gaelic layout le r s primit vek

UNITS=MICRONS, GRID=1.0; igények szerint

  • 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

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

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 igények szerint

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; igények szerint

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 igények szerint

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 igények szerint

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 igények szerint

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 igények szerint

  • 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 igények szerint

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: igények szerint

  • 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: igények szerint

  • Logikai műveletek, példa:


M veletek2
Műveletek: igények szerint

  • Geometriai műveletek - pl. méretváltoztatás

    • Hízlalás

    • Fogyasztás

    • Gond a felhasított alakzatoknál

    • Egymásnak csak bizonyos korlátokkal az inverzei


M veletek3

A igények szerint

B

C

Műveletek:

  • Topológiai műveletek:

    C = CONTAIN(A,B);

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


M veletek4

DISJUNCT OVERLAP INTERSECT CONTAIN igények szerint

Műveletek:

  • Topológiai műveletek:


M veletek5
Műveletek: igények szerint

  • 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