- •Введение
- •1. Программа учебной дисциплины «Системное проектирование 3d изделий»
- •2. Конспект лекций Лекция 1. Введение в методологию проектирования
- •Лекция 2. Задача системного проектирования
- •Лекция 3. Моделирование систем
- •Лекция 4. Системные языки описания и моделирования аппаратных средств
- •Лекция 5. Проектирование
- •Лекция 6. Типовой комплект разработки
- •Лекция 7. Состав pdk
- •Лекция 8. Правила проектирования
- •3. Методические указания по проведению лабораторных работ Лабораторная работа № 1. Декомпозиция 3d изделия
- •Лабораторная работа № 2. Системное моделирование проекта
- •4. Перечень рефератов по дисциплине
- •5. Методические указания преподавателям, ведущим занятия по дисципине
- •6. Темы вебинаров
- •7. Методические указания по самостоятельной работе слушателей
- •8. Методические указания слушатаелям по изучению дисципины
- •10. Цифровые образовательные ресурсы
- •11. Вопросы самопроверки
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Лекция 8. Правила проектирования
Правила проектирования. Параметры устройств.
Методология технологических файлов реализована с помощью шаблонов технологических файлов их состава PDK. Они содержат всю необходимую информацию для проектирования по 90 нм БиКМОП аналого-цифровому процессу:
- правила проектирования КМОП цифровых устройств (CMOS Digital Core Design Rules): ширину, интервал, перекрытие, необходимое для топологического проектирования цифровой части проекта;
- правила проектирования цифровых блоков ввода/вывода (CMOS I/O Design Rules);
- электрические параметры КМОП цифровых устройств (CMOS Digital Electrical Parameters).
Правила проектирования КМОП цифровых устройств, в свою очередь, включают в себя группы правил:
- для внутренних слоев (n buried layer rules);
- для резистивных слоев металлизации (nwell and nwell resistor (under sti) rules);
- для резистивных оксидированных слоев металлизации (nwell resistor within oxide rules);
- для активных слоев (active rules, active resistor rules);
- утолщенных (2.5 В) слоев;
- n+ и p+ слоев (n+ high vt rules и p+ high vt rules);
- n-МОП слоев (native nmos active rules);
- поликремниевых слоев (poly rules);
- резистивных поликремниевых слоев (poly resistor rules);
- n+ и p+ имплантированных слоев (n+ implant rules и p+ implant rules);
- контактных (contact rules);
- слоев металлизаций (metal 1,.. к, k = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) rules);
- переходных отверстий (via k k = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) rules);
- геометрические ограничения наводок (ложных срабатываний) - latch-up rules;
- правила перфораций в слоях металлизации (metal k (k = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) slot rules), включает в себя ограничения на геометрические параметры (metal1-9 slot spacing check & width check - with context) и органичения наложения (metal1-9/metal1-9 slot enclosure check);
- геометрические ограничения на области по наводкам (antenna rules).
Правила проектирования цифровых блоков ввода/вывода (CMOS I/O Design Rules) включают в себя:
- правила защиты от электростатических разрядов (ESD);
- правила контактных площадок (Bond Pad Design Rules), содержащие требования ко всем слоям металлизации и переходным площадкам, ограничения на геометрию и целостность площадки.
Правила электрических параметров КМОП цифровых устройств (CMOS Digital Electrical Parameters) включают в себя группы:
Ограничения на сопротивления:
- поверхностное (удельное) сопротивление (sheet resistances);
- переходное/контактное сопротивление (contact/via resistances).
На ток:
- плотность тока (current densities) – ограничение на максимальный ток по геометрии поверхности (металлизации) (мА/мкМм);
- ток через переходную/контактною площадку.
Ограничения на толщину слоев и диэлектриков (layer and dielectric thickness).
Все представления устройств в PDK скомпонованы в CDC библиотеку, где каждому из устройств ставятся в соответствие символы, модели, перечисленные выше правила проектирования и технологические файлы. Для моделирования и верификации библиотеки содержат CDF параметры:
для МОП-транзисторов:
- Model Name – имя модели в Spectre;
- Multiplier – количество параллельно соединенных МОП транзисторов;
- Length (M) – длина затвора;
- Total Width (M) – ширина затвора с учетом всех сегментов;
- Finger Width – ширина каждого ветвления или сегмента затвора;
- Fingers – количество сегментов в топологии затвора;
- Threshold – ширина сегмента петли в топологии устройства;
- Apply Threshold –признака применения петли;
- Gate Connection –разрешение учета в мультисегментных устройствах добавочных контактов затвора;
- S/D Connection – разрешение шунтирования истоков и/или стоков в мультисегментных устройствах;
- S/D Metal Width – ширина металлизации для шунтирования стоков и истоков;
- Switch S/D – диффузионный исток, в этом случае контакты автоматически не постанавливаются, и необходимо подключение с этим параметром;
- Edit Area & Perim – разрешение ручного ввода стоковой и истоковой области, а также окружающих областей для моделирования;
- Drain diffusion area, etc. – параметры транзистора для моделирования, рассчитываемые при создании списка соединений в режиме ручного ввода.
Резисторы:
- Model Name – имя модели для Spectre;
- Segments – количество параллельно или последовательно соединенных резистивных сегментов;
- Segment Connection – количество подключений последовательных или параллельных резистивных сегментов;
- Calculated Parameter – рассчитываемое соотношение сопротивления или длинны при формировании нового сопротивления;
- Resistance – полное сопротивление, равное сумме сопротивлений всех сегментов;
- Segment Width – ширина резистивного сегмента;
- Segment Length – длина резистивного сегмента;
- Effective Width – эффективная ширина резистивного сегмента;
- Effective Length – эффективная длина резистивного сегмента;
- Left Dummy – логическое выражение, характеризующее применение неиспользуемых резисторов (по разные стороны от сопротивления);
- Right Dummy – логическое выражение, признак размешения неиспользуемого резистора топологически справа от сопротивления;
- Contact Rows – количество контактных рядов;
- Contact Columns – количество контактных колонок;
- Show Tap Params – логическое выражение, определяющее видимость свойств резистора;
- Left Tap, Right Tap, Top Tap, Bottom Tap – логическое выражение, определяющее местоположение свойств;
- Tap Extension – относительное размещение свойств;
- Sheet Resistivity – удельное сопротивление;
- Contact Resistance – контакторное сопротивления для нетиповых резисторов;
- Delta Width – технологический допуск на ширину резистора;
- Delta Length – технологический допуск на длину резистора;
- Temperature Coefficient 1, 2 – температурные коэффициенты.
- МОП-конденсаторы:
- Model Name – имя модели в программе Spectre;
- Multiplier – количество параллельно соединенных конденсаторов;
- Calculated Parameter – рассчитываемые параметры (емкость, длина, ширина);
- Capacitance – полная емкость;
- Length (M) – длина;
- Total Width (M) – полная ширина с учетом всех сегментов;
- Finger Width – ширина каждого сегмента;
- Fingers – количество сегментов в топологии;
- S/D Connection – разрешение шунтирования истоков и/или стоков в мультисегментных устройствах;
- S/D Metal Width – ширина металлизации для шунтирования стоков и истоков;
- Switch S/D – диффузионный исток, в этом случае контакты автоматически не постанавливаются, и необходимо подключение с этим параметром;
- Area capacitance – емкость единичной площади (удельная) для параметризированных конденсаторов;
- Fringe capacitance – емкость сегмента для параметризированного конденсатора.
Биполярные транзисторы:
- Model name – имя модели в программе Spectre;
- Device Area Emitter – площадь устройства;
- Emitter – ширина эмиттера;
- Multiplier – количество параллельно включенных транзисторов;
Диоды:
- Model name – имя модели в программе Spectre;
- Calculated Parameter – рассчитываемые параметры (площадь, длина, ширина, периметр);
- Multiplier – количество параллельно включенных диодов.