info@panadisplay.com
Σχεδίαση πλήρους προσαρμοσμένης διάταξης βασισμένη στην πλατφόρμα του συστήματος Zeni EDA

Σχεδίαση πλήρους προσαρμοσμένης διάταξης βασισμένη στην πλατφόρμα του συστήματος Zeni EDA

Jan 04, 2018

1. Βασικές έννοιες

1.1 Περιοχή

Η διάταξη είναι η διαδικασία σχεδιασμού του μετασχηματισμού της τρισδιάστατης στερεάς δομής σε δισδιάστατη γεωμετρική μορφή. Είναι ένα σύνολο αμοιβαία ενσωματωμένων γραφικών, με διαφορετική διάταξη που αντιστοιχεί σε διαφορετικά βήματα διαδικασίας, και κάθε στρώμα αντιπροσωπεύεται από διαφορετικά μοτίβα. Περιλαμβάνει τις σχετικές φυσικές πληροφορίες του μεγέθους κυκλώματος, την τοπολογία κάθε στρώματος και άλλες συσκευές. Είναι η τελική έξοδος που ο σχεδιαστής παραδίδει στο εργοστάσιο.


1.2 Σχεδιασμός διάταξης

Μετατρέπει κάθε στοιχείο, συμπεριλαμβανομένων τρανζίστορ, αντιστάσεων, πυκνωτών και ούτω καθεξής, στις πληροφορίες διάταξης που απαιτούνται για την κατασκευή ολοκληρωμένου κυκλώματος. Περιλαμβάνει κυρίως τα βήματα της γραφικής διαίρεσης, του σχεδιασμού της διάταξης, της διάταξης και της καλωδίωσης και της συμπίεσης. Ο σχεδιασμός διάταξης είναι ένα απαραίτητο βήμα για την κατασκευή ολοκληρωμένου κυκλώματος. Δεν σχετίζεται μόνο με τη λειτουργία του ολοκληρωμένου κυκλώματος, αλλά επηρεάζει επίσης σε κάποιο βαθμό την απόδοση, το κόστος χώρου, την κατανάλωση ενέργειας και την αξιοπιστία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Ο σχεδιασμός διάταξης είναι η γέφυρα του ολοκληρωμένου κυκλώματος από το σχεδιασμό έως την κατασκευή.


1.3 Εφαρμογή διαρρύθμισης ολοκληρωμένου κυκλώματος

Η υλοποίηση του ολοκληρωμένου κυκλώματος μπορεί να χωριστεί σε σχεδιασμό πλήρους προσαρμογής (Full-Custom) και σχεδιασμό ημι-προσαρμογής (Semi-Custom). Το Semi custom design περιλαμβάνει σχεδιασμό συστοιχίας πύλης, σχεδιασμό πόρτας και θάλασσας, πρότυπο σχεδιασμό κυψελών, σχεδιασμό μπλοκ και σχεδιασμό προγραμματιζόμενων λογικών συσκευών. Η όλη συνήθης μέθοδος σχεδιασμού βασίζεται στο γραφικό σύστημα αλληλεπίδρασης ανθρώπου-μηχανής το οποίο σχεδιάζεται από τον σχεδιαστή διάταξης από τα γραφικά και τις διαστάσεις κάθε συσκευής ημιαγωγών μέχρι τη διάταξη και τη δρομολόγηση ολόκληρης της διάταξης. Τα χαρακτηριστικά του πλήρους προσαρμοσμένου σχεδιασμού είναι η βελτιστοποίηση των παραμέτρων του κυκλώματος και των παραμέτρων διαρρύθμισης για κάθε στοιχείο και η καλύτερη δυνατή απόδοση και το μικρότερο μέγεθος τσιπ, το οποίο συμβάλλει στη βελτίωση της ολοκλήρωσης και στη μείωση του κόστους παραγωγής. Με τη συνεχή πρόοδο της αυτοματοποίησης σχεδιασμού, το πλήρες έθιμο σχεδιασμό

Το ποσοστό μειώνεται κάθε χρόνο.



2. Σύντομη εισαγωγή στο σύστημα EDA εννέα ημερών

Εφαρμογή της ηλεκτρονικής επέκτασης Huada εννέα ημέρες EDA σύστημα είναι ένα μεγάλης κλίμακας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σχεδιασμό EDA εργαλεία που αναπτύχθηκαν από την Κίνα και είναι συμβατό με το διεθνές mainstream σύστημα EDA, ολοκληρωμένη κλίμακα σχεδιασμού κυκλώματος για την υποστήριξη εκατομμυρίων πύλες, μπορεί να είναι η τυποποιημένη διεθνής γενική μορφή δεδομένων μετατροπή, έχει εφαρμοστεί σε περισσότερα από 20 κολέγια και πανεπιστήμια στην εμπορική εταιρεία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σχεδιασμού και το Νοτιοανατολικό Πανεπιστήμιο της Κίνας, ειδικά παίζουν ρόλο στο σχεδιασμό και την προσομοίωση των υψηλών ταχυτήτων ολοκληρωμένο κύκλωμα, ανέπτυξαν με επιτυχία μια σειρά πρακτικών chip ολοκληρωμένων κυκλωμάτων . Περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα μέρη: ZeniSE (Schematic Editor) αρχή διάγραμμα εργαλείο επεξεργασίας, μπορεί να EDIF μετατροπή μορφής, Spice ενσωματωμένη υποστήριξη προσομοίωσης για τρίτους)? ZeniPDT (Physical Design Tool) ο επεξεργαστής διάταξης. μπορεί να παρέχει λειτουργία επεξεργασίας διάταξης πολλαπλών παραθύρων πολλαπλών παραθύρων και μπορεί να υποστηρίζει τα εκατομμύρια μεγέθους της πύλης, το εργαλείο επαλήθευσης διάταξης (Physical Design Verification ZeniVERI; Tools), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον Έλεγχο Ηλεκτρικών Κανόνων Έλεγχου Κώδικα Γεωμετρικού Σχεδιασμού (DRC) και logis netlist σύγκριση netlist σύγκριση (LVS), όπως η σχεδίαση εργαλείων σχεδίασης διάταξης είναι ZeniPDT, έχει έναν ιεραρχικό κανόνα ελέγχου σχεδιασμό και online ικανότητα επεξεργασίας της διαδικασίας σχεδιασμού, και παρέχει τη διεπαφή όπως φαίνεται στο σχήμα 1 για να γράψετε τα τυποποιημένα δεδομένα,

1.png


3. Παραδείγματα σχεδιασμού

Οποιοδήποτε από τα ψηφιακά κυκλώματα CMOS αποτελείται από κάποια βασική μονάδα λογικής (όχι πύλη NAND, ούτε πύλη) και ο βασικός σχεδιασμός της κυψελοειδούς διάταξης βασίζεται σε σχεδιασμό κυκλωμάτων επιπέδου τρανζίστορ. Στο σχεδιασμό της σχεδίασης, πρόκειται για τον τρόπο σχεδιασμού του σχήματος της μάσκας, τον τρόπο ρύθμισης της θέσης του τρανζίστορ, της θέσης της οπής επαφής και της θέσης του καλωδίου σήματος. Τα παρακάτω έχουν σχεδιαστεί για ένα παράδειγμα ενεργοποίησης D για την απόκτηση δεδομένων.


3.1 Διάγραμμα κυκλώματος και αρχή λειτουργίας του D flip-flop

D είναι το πρώτο σετ CLB = 1 όταν το σήμα ρολογιού CLK = 0, τα σήματα DATA στον κύριο καταχωρητή μονάδα από τη διεύθυνση TG1, από το μητρώο λόγω της αγωγιμότητας TG4 και το σχηματισμό του κλειστού βρόχου, μανδαλώστε το αρχικό σήμα, το σήμα εξόδου από το CLK να διατηρηθεί σταθερό όταν ο άλλος 0 σε 1, η κύρια μονάδα καταγραφής λόγω της αγωγιμότητας TG2 και της μορφής ένα κλείδωμα σήματος DATA κλειστού βρόχου για το ήμισυ του σήματος εισόδου, αυτό επίσης από το TG3 μέσω μιας πύλης NAND και μιας εξόδου inverter φτάνοντας Q. Όταν το CLK αλλάζει από 1 σε 0, το D flip-flop εισέρχεται στο σήμα εισόδου και κλειδώνει την αρχική έξοδο κατάσταση. Η μονάδα μνήμης πρέπει μερικές φορές να ρυθμιστεί και το σήμα CLB στο κύκλωμα λειτουργεί ως σκανδάλη για το 0 της εργασίας. Όταν CLB = 0, η έξοδος των δύο αναγκάστηκε σε 1 πύλη NAND σε 0 ή 1, ανεξάρτητα από το ρολόι, ο ακροδέκτης εξόδου του Q είναι ρυθμισμένος σε 0.


3.2 Σχεδιασμός της διάταξης της υπομονάδας της σκανδάλης D

Η σκανδάλη D φαίνεται στο Σχήμα 2 αποτελείται από πέντε μετατροπείς, δύο πύλες NAND, δύο πύλες μετάδοσης και δύο ελεγκτές ρολογιού. Επιλέξτε την κατάλληλη διάταξη μονάδας πόρτας λογικής και χρησιμοποιήστε αυτές τις μονάδες για να διαμορφώσετε τη σκανδάλη D.

2.png


Για τον πλήρως προσαρμοσμένο σχεδιασμό διάταξης IC, χρειαζόμαστε πλατφόρμες εργασίας, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού υλικού, του σχεδιασμού λογισμικού EDA και των εγγράφων επεξεργασίας και των αρχείων κανόνων για το σχεδιασμό διάταξης. Το υλικό σχεδίασης αυτού του D flip-flop είναι ένας σταθμός εργασίας SUN Ultra10, το λογισμικό σχεδιασμού είναι ένα σύστημα EDA εννέα ημερών και χρησιμοποιείται η διαδικασία CMOS πλέγματος πυριτίου 0.6Μ.


Ο μετατροπέας CMOS είναι η πιο βασική μονάδα στο ψηφιακό κύκλωμα, το οποίο αποτελείται από ένα ζεύγος συμπληρωματικών σωλήνων MOS. Τα παραπάνω είναι ο σωλήνας PMOS (σωλήνας φορτίου) και ο παρακάτω είναι ο σωλήνας NMOS (σωλήνας μετάδοσης κίνησης). Οι λογικές λειτουργίες του κυκλώματος αναστροφέα μπορούν να επεκτείνουν τα βασικά λογικά κυκλώματα όπως "όχι", "όχι" και ούτω καθεξής, και στη συνέχεια να πάρουν όλα τα είδη συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων και διαδοχικών λογικών κυκλωμάτων.


Σε ένα διάγραμμα κυκλωμάτων, η γραμμή μεταξύ των τελικών σημείων κάθε συσκευής αντιπροσωπεύεται από μια απλή τομή δύο γραμμών. Αλλά για τη συγκεκριμένη διάταξη της φυσικής διάταξης, πρέπει να ανησυχούμε για τις φυσικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων διασύνδεσης. Στη διαδικασία CMOS πυριτίου, η ζώνη διάχυσης τύπου Ν και τύπου Ρ δεν μπορεί να συνδεθεί άμεσα.

Επομένως, πρέπει να υπάρχει μια μέθοδος σύνδεσης της απλής διαρροής μεταξύ της φυσικής δομής και της φυσικής δομής. Για παράδειγμα, στη φυσική διάταξη χρειάζονται τουλάχιστον μία σύνδεση και δύο οπές επαφής. Το σύρμα αποτελείται συνήθως από μεταλλικές γραμμές. Η διάταξη του κυκλώματος τοπικού συμβόλου του μετατροπέα, όπως φαίνεται στο σχήμα 3 (a), μπορεί να ληφθεί. Ομοίως, μπορούμε να συνδέσουμε την πηγή του σωλήνα MOS με την απλή σύνδεση μεταξύ της ισχύος VDD και της γείωσης VSS μέσω μεταλλικού σύρματος και οπής επαφής. Όπως φαίνεται στο σχήμα 3 (b), η γραμμή ισχύος και το καλώδιο γείωσης συνήθως χρησιμοποιούν μεταλλικό σύρμα και η σύνδεση δικτύου μπορεί να γίνει με απλές λωρίδες πολυπυριτίου. Το σχήμα 3 (c) δείχνει το αντίστροφο της διάταξης κυκλώματος τελικού συμβόλου που σχεδιάστηκε από το εργαλείο σχεδιασμού εννέα ημερών όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Η διάταξη άλλων βασικών μονάδων μπορεί να καθοριστεί από αυτό.

3.png

4.png


3.3 Σχέδιο διάταξης του D flip-flop

Αρχικά, έχει δημιουργηθεί μια βιβλιοθήκη με όνομα DFF και κάθε διάταξη μονάδας είναι αποθηκευμένη στη βιβλιοθήκη DFF και στη βιβλιοθήκη έχει δημιουργηθεί μια νέα μονάδα με όνομα DFF. Οι υπομονάδες καλούνται και διαρρυθμίζεται η διάταξη της αντίστοιχης σκανδάλης D, ακολουθούμενη από τη σύνδεση μεταξύ των μονάδων. Το πρώτο στρώμα χρησιμοποιείται κυρίως σε μέταλλο, μέταλλο 2 και οπή επαφής καλωδίου πολυπυριτίου χρησιμοποιείται για να συνδέει την ενεργή περιοχή και το μέταλλο μέσω οπών για τη σύνδεση του μετάλλου 1 και του μετάλλου 2 μεταξύ πολυπυριτίου και πολυπυριτίου και το ίδιο μεταλλικό στρώμα που συνδέεται άμεσα μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού διάταξης, και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε το εργαλείο επαλήθευσης διάταξης ZeniVERI σχεδίαση διάταξης σχεδίασης τελικά, μετά την επαλήθευση της διάταξης σκανδάλης D όπως φαίνεται στο σχήμα 5.

5.jpg