Diseño de CIs I 4-11-20091 Capítulo 6 Herramientas de ayuda al diseño de CIs Herramientas CAD (Computer Aided Design)

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1 Diseño de CIs I 4-11-20091 Capítulo 6 Herramientas de ayuda al diseño de CIs Herramientas CAD (Computer Aided Design)

2 Diseño de CIs I 2 Diseño: 1.Captura de esquemas / VHDL 2.Simuladores (=herramientas de verificación dinámica): Eléctricos / Lógicos / Mixtos / Multinivel Post Layout (son los mismos) 3.Place&Route (technology mapping) 4.Verificadores estáticosTest: 1.Generadores de vectores de test (ATPGs) 2.Simuladores de fallos 4-11-2009

3 Diseño de CIs I 3 LIBRERIAS DE CELDAS 1)Celdas básicas 2)Celdas programables (macroceldas) Registros, contadores,... PLAs Memorias Data-paths Concepto de IPs 3)Pads Entrada Salida Bidireccionales De alimentación y tierra Capítulo 6 : Herramientas CAD FUNDAMENTAL: Concepto de librería de celdas 4-11-2009

4 Diseño de CIs I 4 Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009 Símbolo: Nombre: Layout: a l Inv(in:x, out:y)Nand2(in1:x, in2:y, out:z)...... ubicación en filas de celdas a l xy x y z celdas filas a Ejemplo de dos celdas de librería, un inversor y una puerta NAND

5 Diseño de CIs I 5 CELDAS BASICAS Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

6 Diseño de CIs I 6 Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009 IndustrialesMilitares VddNominal ±10% TDe –40ºC a 85ºCDe –55ºC a 125ºC ProcesoLento, rápido

7 Diseño de CIs I 7 Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

8 Diseño de CIs I 8 Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009 Si la capacidad del nodo de interconexión es de 2 pF, la capacidad total conectada a la salida de la puerta X será: El t subida de la puerta X en condiciones típicas es: Se toma el dt plh desde la entrada A a la salida por ser el peor tiempo de respuesta dt plh Capacidad extra debida al conexionado y a los nodos de entrada de las puertas atacadas X 1 2 3.... puerta 1puerta 3puerta 2 Capacidad del nodo de salida de la puerta X

9 Diseño de CIs I 9 x1x1 x2x2 x3x3 x4x4 f1f1 f2f2 f3f3 f4f4 Gnd 1A2A3A 4A 1B 5A 2B3B MACROCELDAS CELDAS PROGRAMABLES (generadores) Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

10 Diseño de CIs I 10 PADs DE ENTRADA CMOS / TTL compatibles Protección a sobretensiones Pull-up / pull-down PADs DE SALIDA : Potencia de salida PADs BIDIRECCIONALES PADs DE ALIMENTACION Y TIERRA V dd Gnd Pull-up Pull-down Diodos de proteccion PAD Entrada al circuito Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

11 Diseño de CIs I 11 Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

12 Diseño de CIs I 12 Capítulo 6 : Herramientas CAD pista de alimentacion…. pista de tierra ………… …..… PAD Gnd PAD Gnd PAD Vdd PAD Vdd 4-11-2009

13 Diseño de CIs I 13 Alimentación de un ASIC celdas de librería colocadas en filas Puntos por donde pasa una mayor densidad de corriente. Son los más susceptibles a fenómenos de electromigración Alimentación del anillo de pads vs core Alimentación circuitería digital y analógica Número de parejas Vdd- Gnd Distribución de las parejas Vdd-Gnd Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

14 Diseño de CIs I 14 herramientas de ayuda al diseño (CAD-tools) Es necesario conocer las diferentes herramientas de ayuda al diseño (CAD-tools) que existen y en que fase del diseño se utilizan Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

15 Diseño de CIs I 15 1.Descripción del circuito (VHDL) 2.SIMULADORES  Eléctricos, temporales, lógicos, mixtos, multinivel, de comportamiento, C++ based  Post-layout  Simuladores para test 3.SÍNTESIS  Generadores de layout  Placement&Routing (ubicación y conexionado) 4.VERIFICACIÓN ESTÁTICA  Design rules checkers (DRCs)  Extractores de parámetros eléctricos  Identificadores de caminos críticos Capítulo 6 : Herramientas CAD 4-11-2009

16 Diseño de CIs I 16 SIMULADORES 4-11-2009 rama 1 rama 2 rama 4rama 5 rama 3 i1i1 i3i3 i2i2 i4i4 i5i5 R1R1 R2R2 nodo 1nodo 2 variablessistema de ecuaciones

17 Diseño de CIs I 17 SIMULADORES 4-11-2009 12345 78 6 9 t=0 t=1 t=2 t=3 t=4 t=5... 1 2 6 7 8 9 3 4 5 16.b: Cola de eventos 16.a: Circuito  =1  =4

18 Diseño de CIs I 18 Layout 4-11-2009 La algorítmica asociada a las herramientas de generación del layout (ubicación y conexionado) se explican en los apuntes. El único punto que comentaremos son las posibilidades de interacción del diseñador: 1.Fijar semillas (p.e. módulos grandes) 2.Definir conexiones críticas 3.Definir longitud de filas en SC (implicaciones de alimentación) 4.Fijar posiciones de pads

19 Diseño de CIs I 19 Verificación estática 4-11-2009 1.Verificadores de reglas de diseño (DRCs: Design Rules Checkers) 2.Verificadores de coherencia 3.Extractores de parámetros eléctricos 4.Verificadores temporales, aunque no dinámicos