Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az integrált áramkörök (IC-k) tervezése. Integrált áramkörök létrehozása Az elektronikai ipar felosztása: –Chip gyártók, –Chip felhasználók A chip gyártók.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az integrált áramkörök (IC-k) tervezése. Integrált áramkörök létrehozása Az elektronikai ipar felosztása: –Chip gyártók, –Chip felhasználók A chip gyártók."— Előadás másolata:

1 Az integrált áramkörök (IC-k) tervezése

2 Integrált áramkörök létrehozása Az elektronikai ipar felosztása: –Chip gyártók, –Chip felhasználók A chip gyártók két csoportja: –IC gyártók, feladatuk: IC gyártás: a mélységi szerkezet kialakítása –IC tervezők, feladatuk: IC tervezés: a felületi szerkezet kialakítása –Teljesen elválik a gyártástól, térben és időben is –Az óriási adattömeg kezelésére: számítógéppel segített tervezési (Computer-Aided Design, CAD) módszerek Az IC gyártás és az IC tervezés közötti kapcsolat: –Tervezési szabályok (design rules) Ezeket technológia fájlok alakjában adják meg az IC gyártók

3 Integrált áramkörök tervezése Felülről lefelé (top-down) módon történik általában –A rendszer szintű leírást bontjuk egyre finomabb elemekre Alulról-felfelé (bottom-up): kivételes esetekben –a részletek összerakásával állítunk elő valami újat

4 Az IC megoldás kiválasztásának módja Hogy milyen módszert választunk azt gyakran az anyagi források döntik el. Kis példányszám: olcsóbb megoldáshoz kell folyamodni, pl FPGA megoldás További szempontok Analóg-digitális Hw/sw aránya Műszaki paraméterek Gazdaságosság megbízhatóság átfutási idő élettartam továbbfejleszthetőség...

5 A rendszer-szintű leírásból kiindulva a logikai terven ill. áramkör listán keresztül jutunk el a layout megtervezésével a szükséges maszk minták kialakításához. A felülről- lefelé történő tervezés

6 Viselkedési leírás a rendszer viselkedésének leírása valamilyen hardver leíró nyelven. Ebből az ún. logikai szintézis programok határozzák meg a megfelelő építményt, a szükséges logikai elemeket és azok összeköttetéseit netlist A digitális rendszer modellezése különböző elvonatkoztatási szinteken Az áramköri (tranzisztor) szintű leírás a hálózati lista (netlist) Egy tranzisztor szinten leírt áramkör feladatköre áramkör analízissel állapítható meg, ill. a megtervezett áramkör működése azzal ellenőrizhető Ebből a layout szintézis segítségével (place and route) készül el a szükséges maszkok mintázata valamilyen geometria leíró nyelven Mindezek a lépések nagyban függenek a választott technológiától és tervezési módtól.

7 Hardver leíró nyelvek Korábban számtalan in-house HDL –egységesíteni kellett –szabványok VHDL (Very high speed IC Hardware Description Language): az USA hadügyminisztériuma (DoD) által meghatározott nyelv, ez lett az IEEE szabvány. Mindenfajta rendszer minden típusú leírására alkalmas A leírás elvonatkoztatási szintjei: –Viselkedési (Behavioral): az algoritmus leírására –Regiszter Átviteli Szint (Register Transfer Level, RTL): adatáramlás (data flow) leírására –Szerkezeti (Structural) : kapuszintű leírás

8 A legfontosabb hardver leíró nyelv: VHDL Technológia független leírás Általánosan használható (generic), szerkezeti szinten környezettől, eszköz karakterisztikáktól független Jól olvasható Egy digitális rendszer VHDL modellje (leírása) az Egyed bejelentési és az Építmény részből áll –Egyed bejelentés: a név, a ki- és bemeneti kapuk, paraméterek megadása –Építmény: A feladatkör és a fizikai paraméterek megadása benne a begin és end közötti utasításokat egyszerre (hardver!) kell végrehajtani, nem egymás után

9 Példák VHDL RTL szintű leírásokra AND-OR kapu leírása OR kapu leírása A több lehetséges megoldás közül a szintézis program egy optimálist, pl. a leggyorsabbat fogja választani entity AndOr is port (A,B,C: in bit; Z: out bit); end AndOr; architecture Rtl of AndOr is begin Z <= (A and B) or C; end Rtl; entity Or3 is port (a,b,c: in bit; d: out bit); end Or3; architecture Rtl of Or3 is begin d <= a or b or c; end Rtl;

10 Teljes összeadó különböző szintű VHDL leírásai

11 Integrált áramkörök tesztelése A tesztelés költsége mintegy 10–szeresére növekszik a chip – tokozott IC – berendezés – beépített berendezés folyamat egyes lépcsőin felfelé Ezért az esetleges hibát mielőbb fel kell tárni, és lehetőség szerint javítani Hibamodelleket kell alkotni és olyan bemeneti kombinációkat, amikkel a hiba nagy valószínűséggel kimutatható A tesztelés ma már része a szintézis programoknak, bár messze van a tökéletes megoldás VLSI áramkörök esetén minden állapot ellenőrzése évszázadokba telne Pl. 32bites szorzó: 2 64 állapot, 1GHz-es órajelet feltételezve kb. 585év a tesztelhetőre való tervezés Ezért külön tudományág a tesztelhetőre való tervezés (design for testability) egyik legköltségesebb művelet Az áramkör gyártás fontos része, az egyik legköltségesebb művelet


Letölteni ppt "Az integrált áramkörök (IC-k) tervezése. Integrált áramkörök létrehozása Az elektronikai ipar felosztása: –Chip gyártók, –Chip felhasználók A chip gyártók."

Hasonló előadás


Google Hirdetések