Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0104

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0104
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Разработка и аттестация библиотеки ячеек и сложнофункциональных блоков для обеспечения проектирования специализированных микросхем на основе базовых кристаллов
Докладчик
Коняхин Валерий Вячеславович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью ПНИ является разработка и аттестация библиотеки базовых функциональных ячеек и сложно-функциональных блоков (далее – СФ-блоков) для обеспечения процесса проектирования специализированных микросхем типа «система на кристалле» на базовых кристаллах средствами отечественной САПР СБИС (далее - САПР СнК), разрабатываемой в рамках комплексного проекта по соглашению № 14.580.21.0005.
Задачи ПНИ:
- разработка состава библиотек базовых функциональных ячеек и СФ- блоков;
- разработка библиотек базовых ячеек (базовых ячеек ядра базового кристалла, базовых периферийных ячеек базового кристалла),
- разработка библиотеки СФ-блоков;
- разработка компилятора СФ-блоков запоминающих устройств;
- разработка и изготовление макетных и экспериментальных образцов тестовых микросхем с целью исследований и аттестации библиотек функциональных ячеек и СФ-блоков.
Актуальность и новизна исследования
Создание отечественной САПР СБИС и технологии разработки СнК c её применением является крайне актуальным для обеспечения реализации современной отечественной аппаратуры (в том числе для стратегических отраслей промышленности) на отечественной электронной компонентной базе. Разработка и постановка на производство заказных ИС – это длительный и дорогостоящий процесс. Существенно снизить затраты на разработку и освоение микросхем позволяет применение базовых кристаллов (БК). По своей сути БК – это конструктор систем на кристалле любого назначения на основе СФ-блоков. При использовании БК наиболее важным вопросом, наряду со средствами проектирования, является наличие аттестованной унифицированной библиотеки функциональных ячеек и СФ-блоков, что является основной задачей данной ПНИ. Аттестованные библиотеки и фиксированная структура периферийной области обеспечивают возможность распространение результатов квалификационных испытаний на все типы заказных микросхем, разработанных на основе БК.
Разработка соответствует мировому уровню, направлена на решение проблемы импортозамещения элементной базы и средств проектирования.
Описание исследования

В рамках ПНИ выполнена разработка библиотеки функциональных ячеек и библиотеки СФ-блоков. Были разработаны электрические схемы базовых функциональных ячеек и аналого-цифровых СФ-блоков; на их основе выполнена разработка топологий ячеек в базисе БК серии 5521 на объёмном кремнии с технологическими нормами 0,18 мкм и в базисе БК серии 5529 на структурах «кремний на изоляторе» с технологическими нормами 0,25 мкм. Структура библиотек функциональных ячеек представляет собой трёхуровневую иерархию, причём каждый последующий уровень ячеек реализуется на ячейках нижних уровней. Топологии реализованы в соответствии с требованиями конструктивно-технологических ограничений завода-изготовителя ПАО «Микрон».

В составе библиотеки СФ-блоков были разработаны СФ-блоки периферийных ячеек входа и выхода для организации низковольтовой линии связи  LVDS/LVDM; драйверов приёмников и передатчиков LVDS интерфейса; СФ-блоки синтезатора частот, генератора опорного напряжения; аналоговые компараторы с гистерезисом  10 мВ, 20 мВ, 30 мВ, 40 мВ; компараторы с внешним и внутренним токозадающим резистором; компаратор, функционирующий в полном диапазоне входных напряжений.

 

Результаты исследования

Завершено выполнение работ ПНИ:

1. Разработана библиотека функциональных ячеек:

- 490 функциональных ячеек:

  • 245 базовых функциональных ячеек для БК серии 5529;
  • 245 базовых функциональных ячеек для БК серии 5521;

- 418 периферийных ячеек (по 209 периферийных ячеек для каждого типа БК серий 5521 и 5529):

  • 86 ячеек входа;
  • 119 ячеек выхода;
  • 4 ячейки вход/выхода.

- 296 сбое-отказоустойчивых троированных триггеров с мажорированием (по 148 для каждого типа БК серий 5521 и 5529).

2. Разработана библиотека СФ-блоков в составе 15 СФ-блоков памяти.

3. Разработаны программные средства подсистемы компиляторов СФ-блоков запоминающих устройств.

4. Разработана программная документация библиотеки функциональных ячеек, СФ-блоков и подсистемы компиляторов СФ-блоков запоминающих устройств.

5. Разработаны методики и программы аттестации библиотеки функциональных ячеек и СФ-блоков. Проведена аттестация разработанной библиотеки функциональных ячеек и СФ-блоков.

Практическая значимость исследования
Результаты будут востребованы при разработке современной электронной компонентной базы во многих отраслях промышленности. Наличие библиотеки ячеек и СФ-блоков, ориентированных на отечественное микроэлектронное производство, создаёт возможность разработки широкого спектра специализированных БИС, обеспечит соблюдение требований по качеству микросхем, информационную безопасность и импортозамещение.