1. Используются различные уровни схемотехнического представления ис.

Электрическая схема – наиболее детальный уровень в виде соединения отдельных элементов.

Структурная схема – более общий уровень, представляющий собой соединение отдельных логических элементов и триггеров (для цифровых ИС – ЦИС) или аналоговых каскадов (для аналоговых ИС).

Логические элементы (ЛЭ) выполняют элементарные логические операции (И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др.).

Аналоговые каскады выполняют аналоговые операции (усиление, ограничение, фильтрацию и др.).

С помощью этих операций можно реализовать любую цифровую, аналоговую или цифро-аналоговую функции.

Элементы, составляющие структурную схему, имеют относительно простую электрическую схему и содержат не более десяти – двадцати компонентов.

Функциональная схема – представляет структуру ИС в виде соединения функциональных узлов и блоков. Функциональные узлы и блоки могут состоять из десятков и сотен простейших ЛЭ или аналоговых каскадов. Функциональная схема используется для представления сложнофункциональных БИС и СБИС (микросхемы контроллеров, микропроцессоров, АЦП, ЦАП и др.).

2.

3.1 Исходное техническое задание содержит:

• Описание функций, реализуемых в МЭА;

• Требования к основным параметрам (мощность, быстродействие и др.).

В процессе разработки на основе исходного описания последовательно разрабатываются:

• Функциональная схема;

• Структурная схема;

• Электрическая схема.

Конечный результат проектирования – чертежи фотошаблонов (или гербер – файлы) и комплект конструкторской документации, необходимый для изготовления ИС.

Разработка микросхем – процесс нисходящего проектирования: от общего описания к детальному проектированию.

Основные этапы проектирования несложной БИС и функциональных узлов и блоков, входящих в состав сложных СБИС, показаны на рис. 1.1.

На первом этапе производится выбор элементной базы на основе уже разработанных вариантов схем ЛЭ или аналоговых каскадов. При необходимости разрабатываются новые варианты ЛЭ и каскадов, которые имеют отдельные более высокие параметры.

Стадия структурного проектирования включает:

• Структурный синтез

• Структурный анализ

В процессе структурного синтеза на определенной элементной базе создается структурная схема, которая обеспечивает выполнение функций согласно ТЗ.

В процессе структурного анализа

проверяется правильность функционирования синтезированной структуры при различных рабочих условиях;производится приближенная сравнительная оценка ее основных параметров. Из нескольких структурных вариантов выбирается наилучший. Для выбранных структурных вариантов производится схемное проектирование.

Схемное проектирование состоит из: Схемного синтеза; Электрического анализа.

В результате схемного синтеза получается электрическая схема.

В результате электрического анализа определяются

• основные электрические параметры;

• выполняется параметрическая оптимизация..

Разрабатываются несколько вариантов. Выбирается тот, который больше удовлетворяет требованиям ТЗ.

При разработке МИС выполняются только этапы схемного проектирования.

На стадии конструкторско – технологического проектирования производится :

• Выбор технологии;

• Разработка физическая структура элементов схемы;

• Определение параметров для расчета электрических характеристик;

• Разработка топологии (размещение элементов и трассировка электрических соединений).

• Анализ полученной топологии с точки зрения соответствия схеме;

• Получение рисунков фотошаблонов;

• Конструктивная разработка (выбор корпуса, тепловой расчет и др.).

• Уточнение параметров элементов с учетом их размещения и размеров.

В процессе топологического проектирования часто используются функционально- интегрированные элементы (многоэмиттерные, многоколлекторные транзисторы, совмещенные области и др.).