Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Автоматизация конструкторско-технологического проектирования БИС
Содержание
- 1. Автоматизация конструкторско-технологического проектирования БИС
- 2. 02Стандартные ячейкиИмеют фиксированную высоту и положение шин земли/питания и кармана.Располагаются в виде строкВысота ячейкиVddVssКарманКанал трассировки
- 3. 03Конструкция стандартной ячейкиКарман и pMOS располагаются сверхуnMOS располагаются снизушина питанияшина земли
- 4. 04Трассировочная сеткаСлои металлизации имеют сменяющиеся направления (VHV или HVH)Формируется регулярная сетка трассировкитрассировочный шагВертикальный (V)Горизонтальный (H)Вертикальный (V)VHV
- 5. 05Конструкция стандартной ячейкиВсе контакты должны иметь точку
- 6. 06Конструкция стандартной ячейкиПри различной ширине шин земли/питания возникнут проблемы при трассировке
- 7. 07Конструкция стандартной ячейкиШины земли/питания имеют фиксированную ширинуЧерез
- 8. 08Конструкция стандартной ячейкиПри общем кармане в строке возможно более плотное расположение транзисторовNwellP-diff
- 9. 09Конструкция стандартной ячейкиМеталл в стыкуемых ячейках должен
- 10. 10Размещение стандартных ячеекПри большом количестве слоев трассировки
- 11. 11Размещение стандартных ячеекЕсли слоев металлизации много, то вокруг ячеек формируют кольцакольцо
- 12. 12Размещение стандартных ячеекДля экономии слоев подсоединение земли/питания можно производить одним металлом
- 13. 13Размещение стандартных ячеекПри особых ограничениях на количество
- 14. 14Дизайн топологииВ ситуации, когда требуется разместить транзистор больше ячейки
- 15. 14Дизайн топологииВ ситуации, когда требуется разместить транзистор больше ячейкиЗатвор можно разместить кольцом
- 16. 14Дизайн топологииВ ситуации, когда требуется разместить транзистор больше ячейкиИли разделить транзистор на части
- 17. 15Дизайн топологииТок от четырех транзисторов можно складывать при параллельном включенииСоединяются стоки, истоки и затворы
- 18. 16Дизайн топологииПодобная топология неэффективна по площадиСоединяются стоки, истоки и затворы
- 19. 17Дизайн топологииДля более плотной упаковки необходимо разместить транзисторы ближеПри зеркальном отображении истоки и стоки окажутся рядом
- 20. 18Дизайн топологииЕще большей экономии можно достичь слиянием стоков и истоковДва истока объединены
- 21. 19Дизайн топологииЕще большей экономии можно достичь слиянием стоков и истоковЕще компактнее при слиянии стоков
- 22. 20Дизайн топологииДля соединения используются межслойные переходыОт их числа зависит сопротивлениеЧем больше контактов, тем лучше
- 23. 21Дизайн топологииСтоки соединяются со стоками
- 24. 22Дизайн топологииИстоки соединяются со истоками
- 25. 23Дизайн топологииЗатворы могут быть соединены единым поликремниемконтакты для внешнего соединения
- 26. 24Дизайн топологииДля экономии площади излишки контактов могу
- 27. 25Дизайн топологииДля экономии площади излишки контактов могу
- 28. 26Дизайн топологииКак тогда будет выглядеть топология схемы при слиянии транзисторов?
- 29. 27Дизайн топологииСлияние стоков/истоков возможно и при последовательном включении
- 30. 28Контакты к карману/подложкеПри отсутствии обратного напряжения на диоде может возникать утечка или некорректно работать транзистор
- 31. 29Контакты к карману/подложкеПоэтому на карман подают питание,
- 32. 30Контакты к карману/подложкеПри неравномерном распределении контактов могут оставаться плавающие области
- 33. 31Контакты к карману/подложкеДля равномерного подключения:Контакты могут располагаться среди транзисторовПолучается громоздкая топология
- 34. 32Контакты к карману/подложкеДля равномерного подключения:Контакты могут располагаться сверху транзисторовОбычно поверх идет шина земли/питанияШина сразу запитывает карман/подложку
- 35. 33Контакты к карману/подложкеДля равномерного подключения:Контакты могут располагаться вокруг транзисторовНаиболее надежный способ подключения
- 36. 34Топология конденсатораЧасто формируется между поликремнием и диффузией (карманом)Подключение кармана производится по периметру
- 37. 35Топология конденсатораТакже возможно сделать при помощи металла
- 38. 36Топология конденсатораТакже возможно сделать при помощи металлаДля большей емкости возможно многоуровневое подключение для миниатюризации
- 39. 37Топология резистораМожет формироваться с помощью поликремнияВеличина сопротивления зависит от длины и ширины области
- 40. 38Топология резистораМожет формироваться с помощью поликремнияВеличина сопротивления
- 41. 39Топология резистораДля большого сопротивления поликремний можно дополнительно легировать другими примесями
- 42. 40Топология резистораЕсли требуется большое сопротивление, а прецизионность не требуется, то подойдет топология в виде «собачьей кости»
- 43. 41Топология резистораИли в виде змейки
- 44. 42Топология резистораДополнительно резисторы можно сформировать из МОП-транзистора
- 45. 43Топология резистораДополнительно резисторы можно сформировать из МОП-транзистораЕсли убрать затвор, то топология станет проще
- 46. 44Топология резистораЕще альтернатива: использовать n-диффузию в качестве тела резистора
- 47. 45Топология диодаВ простейшем случае формируется из n- и p-диффузии на подложке
- 48. 46Топология диодаДля повышения площади перехода области диффузии располагают кольцом
- 49. 47Топология диодаИли также, как и с транзисторами формируют «пальцы»
- 50. 48Топология биполярного транзистораПоследовательно формируются коллектор, база, затем эмиттер
- 51. 49Топология биполярного транзистораPNP формируется в N-карманеКак будет выглядеть сверху?
- 52. 49Топология биполярного транзистораPNP формируется в N-карманеФормируется при совместном подключении двух транзисторов с общим эмиттером
- 53. 50Палочная диаграммаДиффузия, затворы, металл обозначаются схематически линиями
- 54. 51Палочная диаграммаСформируем области диффузии
- 55. 52Палочная диаграммаДобавляются затворы, формируются 6 транзисторов
- 56. 54Палочная диаграммаНазначаются выводы схемы, диффузия разделяется
- 57. 55Палочная диаграммаОбласти диффузии объединяются
- 58. 56Палочная диаграммаЗатворы соединяются
- 59. 57Палочная диаграммаПроводятся остальные соединения
- 60. 59Палочная диаграммаРеализация в Microwind:2 металлаиспользование metal 2
- 61. 60Палочная диаграммаДля завершения топологии необходимо добавить контакты на карман и подложкуиспользование metal 2
- 62. 58Палочная диаграммаиспользование metal 2Возможно поменять C и Vdd местами
- 63. 61Палочная диаграммаиспользование metal 2Картина улучшиласьКак быть с оставшимся metal2?
- 64. 62Палочная диаграммаРеализация в Microwind:2 металлаиспользование metal 2
- 65. 63Палочная диаграммаиспользование metal 2Для завершения необходимо добавить контакты на карман и подложку
- 66. 64Палочная диаграммаКонтакт передвинут выше
- 67. 65Палочная диаграммаРеализация в Microwind:1 металлmetal 2 изчез!
- 68. 66Палочная диаграммаДля завершения необходимо добавить контакты на карман и подложку
- 69. 67Резюме по дизайну топологииПланируйте трассировку до проектирования
- 70. 68Резюме по дизайну топологииРазмещайте p-МОП рядом c
- 71. 69КМОП логикаp-МОП используется для подачи питания на
- 72. 70КМОП логикаЗначение на выходе определяется способом включения транзисторовпараллельное включениепоследовательное включение
- 73. 71КМОП логикаA ⋅ (B + C)A + B ⋅ C
- 74. 72КМОП логикаДана функция: F = (A ⋅
- 75. 73КМОП логика4. Найти комплементарную функцию от (A
- 76. 74Лекция окончена
- 77. Скачать презентанцию
02Стандартные ячейкиИмеют фиксированную высоту и положение шин земли/питания и кармана.Располагаются в виде строкВысота ячейкиVddVssКарманКанал трассировки
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Автоматизация конструкторско-технологического проектирования БИС
01
Лектор: Заглядин Глеб Георгиевич
Лекция 02
Дизайн топологии,
синтез комбинационной КМОП-логики
Слайд 2
02
Стандартные ячейки
Имеют фиксированную высоту и положение шин земли/питания и кармана.
Располагаются
в виде строк
Высота ячейки
Vdd
Vss
Карман
Канал трассировки
Слайд 3
03
Конструкция стандартной ячейки
Карман и pMOS располагаются сверху
nMOS располагаются снизу
шина питания
шина
земли
Слайд 4
04
Трассировочная сетка
Слои металлизации имеют сменяющиеся направления (VHV или HVH)
Формируется регулярная
сетка трассировки
трассировочный шаг
Вертикальный
(V)
Горизонтальный
(H)
Вертикальный
(V)
VHV
Слайд 5
05
Конструкция стандартной ячейки
Все контакты должны иметь точку подключения на пересечении
линий в трассировочной сетке
При отсутствии точек подключения терминал не сможет
быть подключен при автоматической трассировке
Слайд 6
06
Конструкция стандартной ячейки
При различной ширине шин земли/питания возникнут проблемы при
трассировке
Слайд 7
07
Конструкция стандартной ячейки
Шины земли/питания имеют фиксированную ширину
Через шины питания протекает
много тока, они должны быть более широкими
Обычно шина питания в
занимает 2-3 трассировочных шага1 шаг
3 шага
3 x 1 шаг
Слайд 8
08
Конструкция стандартной ячейки
При общем кармане в строке возможно более плотное
расположение транзисторов
Nwell
P-diff
Слайд 9
09
Конструкция стандартной ячейки
Металл в стыкуемых ячейках должен лежать на сетке
Объекты
отстоят от сторон ячейки на половину минимального расстояния
шина
стык
Слайд 10
10
Размещение стандартных ячеек
При большом количестве слоев трассировки строки из ячеек
могут стыковаться «спина к спине»
стыковка
зеркальным отображением
Слайд 11
11
Размещение стандартных ячеек
Если слоев металлизации много, то вокруг ячеек формируют
кольца
кольцо
Слайд 12
12
Размещение стандартных ячеек
Для экономии слоев подсоединение земли/питания можно производить одним
металлом
Слайд 13
13
Размещение стандартных ячеек
При особых ограничениях на количество слоев трассировки (типично
2) между строками вводят пустое пространство – канал.
канал
канал
Плотность компоновки значительно
ниже
Слайд 15
14
Дизайн топологии
В ситуации, когда требуется разместить транзистор больше ячейки
Затвор можно
разместить
кольцом
Слайд 16
14
Дизайн топологии
В ситуации, когда требуется разместить транзистор больше ячейки
Или разделить
транзистор на части
Слайд 17
15
Дизайн топологии
Ток от четырех транзисторов можно складывать при параллельном включении
Соединяются
стоки, истоки и затворы
Слайд 18
16
Дизайн топологии
Подобная топология неэффективна по площади
Соединяются стоки, истоки и затворы
Слайд 19
17
Дизайн топологии
Для более плотной упаковки необходимо разместить транзисторы ближе
При зеркальном
отображении истоки и стоки окажутся рядом
Слайд 20
18
Дизайн топологии
Еще большей экономии можно достичь слиянием стоков и истоков
Два
истока объединены
Слайд 21
19
Дизайн топологии
Еще большей экономии можно достичь слиянием стоков и истоков
Еще
компактнее при слиянии стоков
Слайд 22
20
Дизайн топологии
Для соединения используются межслойные переходы
От их числа зависит сопротивление
Чем
больше контактов, тем лучше
Слайд 25
23
Дизайн топологии
Затворы могут быть соединены единым поликремнием
контакты для внешнего соединения
Слайд 26
24
Дизайн топологии
Для экономии площади излишки контактов могу быть удалены
Единовременно используется
не менее 2х контактов
Удаляются так, чтобы паразитное сопротивление было невелико
Слайд 27
25
Дизайн топологии
Для экономии площади излишки контактов могу быть удалены
При рассоединении
затворов можно ослабить антенна-эффект
Удаляются так, чтобы паразитное сопротивление было
невелико
Слайд 30
28
Контакты к карману/подложке
При отсутствии обратного напряжения на диоде может возникать
утечка или некорректно работать транзистор
Слайд 31
29
Контакты к карману/подложке
Поэтому на карман подают питание, подложку заземляют
Используются контакты
n+ диффузии для кармана
p+ диффузии для подложки
Слайд 32
30
Контакты к карману/подложке
При неравномерном распределении контактов могут оставаться плавающие области
Слайд 33
31
Контакты к карману/подложке
Для равномерного подключения:
Контакты могут располагаться среди транзисторов
Получается громоздкая
топология
Слайд 34
32
Контакты к карману/подложке
Для равномерного подключения:
Контакты могут располагаться сверху транзисторов
Обычно поверх
идет шина земли/питания
Шина сразу запитывает карман/подложку
Слайд 35
33
Контакты к карману/подложке
Для равномерного подключения:
Контакты могут располагаться вокруг транзисторов
Наиболее надежный
способ подключения
Слайд 36
34
Топология конденсатора
Часто формируется между поликремнием и диффузией (карманом)
Подключение кармана
производится
по периметру
Слайд 38
36
Топология конденсатора
Также возможно сделать при помощи металла
Для большей емкости возможно
многоуровневое подключение для миниатюризации
Слайд 39
37
Топология резистора
Может формироваться с помощью поликремния
Величина сопротивления зависит от длины
и ширины области
Слайд 40
38
Топология резистора
Может формироваться с помощью поликремния
Величина сопротивления зависит от длины
и ширины области
Общее сопротивление складывается из сопротивлений контактов и области
Слайд 41
39
Топология резистора
Для большого сопротивления поликремний можно дополнительно легировать другими примесями
Слайд 42
40
Топология резистора
Если требуется большое сопротивление, а прецизионность не требуется, то
подойдет топология в виде «собачьей кости»
Слайд 45
43
Топология резистора
Дополнительно резисторы можно сформировать из МОП-транзистора
Если убрать затвор, то
топология станет проще
Слайд 50
48
Топология биполярного транзистора
Последовательно формируются коллектор, база, затем эмиттер
Слайд 52
49
Топология биполярного транзистора
PNP формируется в N-кармане
Формируется при совместном подключении двух
транзисторов с общим эмиттером
Слайд 61
60
Палочная диаграмма
Для завершения топологии необходимо добавить контакты на карман и
подложку
использование metal 2
Слайд 65
63
Палочная диаграмма
использование metal 2
Для завершения необходимо добавить контакты на карман
и подложку
Слайд 69
67
Резюме по дизайну топологии
Планируйте трассировку до проектирования
- используйте
приоритетные направления
- объединяйте диффузию
- правильно располагайте
порты ввода/вывода- земля, питание, цепь синхросигнала должны быть широкими
Для строк из ячеек определяется шаг:
- зависит от максимальной высоты ячеек
- зависит от длины цепей и количества шагов трассировочной сетки
Для трассировки вне ячеек используется только металл:
- поликремнием трассируют только внутри ячеек
- диффузия используется только для соединения транзисторов
Слайд 70
68
Резюме по дизайну топологии
Размещайте p-МОП рядом c p-МОП и n-МОП
рядом c n-МОП:
- между p-МОП и n-МОП всегда
большое расстояние- при необходимости можно зеркально отразить ячейку
Цепи земли и питания должны быть широкими:
- Vdd располагается рядом с p-МОП
- Vss располагается рядом с n-МОП
Первый и второй металл желательно трассировать в ортогональном направлении
Слайд 71
69
КМОП логика
p-МОП используется для подачи питания на выход (pull up)
n-МОП
используется для подачи земли на выход (pull down)
Слайд 72
70
КМОП логика
Значение на выходе определяется способом включения транзисторов
параллельное
включение
последовательное
включение
Слайд 74
72
КМОП логика
Дана функция: F = (A ⋅ B) + (C
⋅ D)
1. Взять функцию без инверсии F = (A ⋅
B) + (C ⋅ D)и реализовать подсхему на n-МОП
2. Определить способ соединения:
(А последовательно В) параллельно (С последовательно D)
3. Соединить между собой
Результат:
Слайд 75
73
КМОП логика
4. Найти комплементарную функцию от (A ⋅ B) +
(C ⋅ D)
F = (A ⋅ B) ⋅ (C ⋅
D) = (A + B) ⋅ (C + D) Реализовать подсхему на p-МОП
5. Соединить n-МОП и p-МОП
Результат:
