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Conception de mise en page entièrement personnalisée basée sur la plate-forme du système Zeni EDA

Conception de mise en page entièrement personnalisée basée sur la plate-forme du système Zeni EDA

Jan 04, 2018

1. Concepts de base

1.1 Territoire

La disposition est le processus de conception de la transformation de la structure solide tridimensionnelle en figure géométrique bidimensionnelle. Il s'agit d'un ensemble de graphiques mutuellement intégrés, avec une mise en page différente correspondant à différentes étapes du processus, et chaque couche est représentée par des motifs différents. Il comprend les informations physiques connexes de la taille du circuit, la topologie de chaque couche et d'autres dispositifs. C'est la sortie finale que le concepteur livre à l'usine.


1.2 Conception de mise en page

Il convertit tous les composants, y compris les transistors, les résistances, les condensateurs, etc., en informations de configuration nécessaires à la fabrication des circuits intégrés. Il comprend principalement les étapes de la division graphique, la planification de la disposition, la disposition et le câblage, et la compression. La conception de disposition est une étape nécessaire pour réaliser la fabrication de circuits intégrés. Il n'est pas seulement lié à la fonction de circuit intégré, mais affecte également les performances, le coût de la zone, la consommation d'énergie et la fiabilité du circuit intégré dans une certaine mesure. La conception de disposition est le pont du circuit intégré de la conception à la fabrication.


1.3 Mise en œuvre de la disposition du circuit intégré

La mise en œuvre de la mise en page de circuit intégré peut être divisée en conception de personnalisation complète (Full-Custom) et de conception de semi-personnalisation (Semi- Custom). La conception semi-personnalisée comprend la conception de la grille de porte, la conception de la porte et de la mer, la conception de cellule standard, la conception de blocs et la conception d'un dispositif logique programmable. Toute la méthode de conception personnalisée est basée sur le système graphique d'interaction homme-machine, qui est conçu par le concepteur de disposition à partir des graphiques et des dimensions de chaque dispositif semi-conducteur jusqu'à la disposition et le routage de l'ensemble. Les caractéristiques de la conception personnalisée complète sont d'optimiser les paramètres de circuit et les paramètres de disposition de chaque composant, et d'obtenir les meilleures performances et la plus petite taille de puce, ce qui favorise l'intégration et réduit les coûts de production. Avec les progrès continus de l'automatisation de la conception, conception personnalisée complète

La proportion diminue d'année en année.



2. Une brève introduction au système EDA de neuf jours

Application de l'extension électronique Huada neuf jours système EDA est un outils de conception de circuits intégrés à grande échelle EDA développé par la Chine et est compatible avec le système international EDA grand public, échelle de conception de circuits intégrés pour soutenir des millions de portes, peut être le format de données général international standard conversion, il a été appliqué dans les plus de 20 collèges et universités dans la conception commerciale Integrated Circuit Design Company et Southeast University en Chine, en particulier jouer un rôle dans la conception et la simulation de circuit intégré haute vitesse, développé avec succès un certain nombre de puce de circuit intégré pratique . Il comprend principalement les parties suivantes: ZeniSE (Schematic Editor) outil d'édition de schéma de principe, il peut être conversion de format EDIF, support de simulation embarqué Spice pour tiers); ZeniPDT (Physical Design Tool) l'éditeur de mise en page; il peut fournir une fonction d'édition de mise en page multi-fenêtres et peut prendre en charge des millions de taille de la porte l'outil de vérification de la disposition de l'éditeur de carte (vérification de conception physique ZeniVERI; et la netlist logique et la comparaison de netlist de mise en page (LVS) comme ZeniPDT, elle a une fonction de vérification de règles de conception hiérarchique et d'édition en ligne, et fournit l'interface comme indiqué sur la figure 1 pour écrire des données standard,

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3. Exemples de conception

L'un quelconque du système de circuit numérique CMOS est composé d'une certaine unité logique de base (pas de porte NAND, ni de porte), et la conception de base de la disposition des cellules est basée sur la conception de circuits de niveau transistor. Dans la conception de configuration, il s'agit de concevoir la forme du masque, d'organiser l'emplacement du transistor, l'emplacement du trou de contact et l'emplacement du câble de signal. Ce qui suit est conçu pour un exemple de déclencheur D pour l'acquisition de données.


3.1 Schéma de circuit et principe de fonctionnement du flip-flop D

Circuit de déclenchement D, comme le montre la figure 2, ce schéma de circuit est construit par le système ZSE neuf jours système EDA, le principe de base est: le premier ensemble CLB = 1 lorsque le signal d'horloge CLK = 0, signaux de données dans le registre principal unité en conduisant TG1, à partir du registre en raison de la conduction TG4 et la formation de boucle fermée, verrouiller le signal d'origine, le signal de sortie de la CLK pour maintenir constante lorsque le saut 0 à 1, l'unité de registre principal due à TG2 conduction et forme un verrou de signal DATA en boucle fermée pour la moitié du signal d'entrée, ceci aussi par TG3 via une porte NON-ET et une sortie d'inverseur atteint Q. Lorsque le CLK passe de 1 à 0, la bascule D entre le signal d'entrée et verrouille la sortie d'origine Etat. L'unité de mémoire doit parfois être réglée, et le signal CLB dans le circuit agit comme un déclencheur pour 0 de la tâche. Lorsque CLB = 0, la sortie de deux a été forcée à 1 porte NON-ET à 0 ou 1, quelle que soit l'horloge, la borne de sortie de Q est mise à 0.


3.2 Conception de la disposition de la sous-unité du déclencheur D

Le déclencheur D est représenté sur la figure 2 se compose de cinq inverseurs, deux porte NAND, deux portes de transmission et deux inverseurs à horloge contrôlée. Sélectionnez la disposition de l'unité de porte logique appropriée et utilisez ces modules pour former le déclencheur D.

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Pour la conception d'agencement de circuits intégrés entièrement personnalisés, nous avons besoin de plates-formes de travail, y compris la conception matérielle, la conception de logiciels EDA, les documents de processus et les fichiers de règles pour la conception des agencements. Le matériel de conception de cette bascule D est un poste de travail SUN Ultra10, le logiciel de conception est un système EDA de neuf jours et le processus CMOS à grille de silicium de 0,6 um est utilisé.


L'inverseur CMOS est l'unité la plus basique du circuit numérique, composée d'une paire de tubes MOS complémentaires. Ce qui précède est le tube PMOS (tube de charge), et ce qui suit est le tube NMOS (tube d'entraînement). Les fonctions logiques du circuit inverseur peuvent étendre les circuits logiques de base tels que "non", "non" et ainsi de suite, puis obtenir toutes sortes de circuits logiques combinatoires et de circuits logiques séquentiels.


Dans un schéma de circuit, la ligne tracée entre les extrémités de chaque dispositif est représentée par une simple intersection de deux lignes. Mais pour la disposition spécifique de la disposition physique, nous devons nous préoccuper des interrelations physiques entre les différentes couches d'interconnexion. Dans le processus CMOS au silicium, le type N et la zone de diffusion de type P ne peuvent pas être directement connectés.

Par conséquent, il doit y avoir une méthode de connexion de la fuite simple entre la structure physique et la structure physique. Par exemple, au moins une connexion et deux trous de contact sont nécessaires dans la disposition physique. Le fil est généralement fait de lignes métalliques. La disposition du circuit de symboles local de l'onduleur, comme indiqué sur la figure 3 (a), peut être obtenue. De même, nous pouvons connecter la source du tube MOS à la simple connexion entre la puissance VDD et la masse VSS à travers le fil métallique et le trou de contact. Comme le montre la Figure 3 (b), la ligne d'alimentation et le fil de mise à la terre utilisent généralement un fil métallique, et la connexion au réseau peut être faite par une simple bande de polysilicium. La figure 3 (c) montre l'inverse de la disposition du circuit de symboles final dessinée par l'outil de conception de jour de neuf jours, comme illustré à la figure 4. La disposition d'autres unités de base peut être établie par ceci.

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3.3 Mise en page de la bascule D

D'abord, une bibliothèque nommée DFF est construite, et chaque mise en page d'unité est stockée dans la bibliothèque DFF, et une nouvelle unité nommée DFF est mise en place dans la bibliothèque. Les sous-unités sont appelées et la disposition du déclencheur D correspondant est arrangée, suivie de la connexion entre les unités. La couche 1 est principalement utilisée dans le métal, métal 2 et le trou de contact de câblage de polysilicium est utilisé pour relier la région active et le 1 métal, trous traversants pour relier le métal 1 et le métal 2, entre le polysilicium et le polysilicium après l'achèvement de la conception de la mise en page, puis utiliser l'outil de vérification de la mise en page ZeniVERI vérification de mise en page de conception de mise en page enfin, après vérification de la disposition de déclenchement D comme le montre la figure 5.

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