Лекция 6. Типовой комплект разработки
Design-Kit разработчика. Библиотеки проекта. Типовой комплект разработки (Generic Process Design Kit). Назначение, состав и структура комплекта. Термины и определения.
Типовой комплект разработки (PDK, Generic Process Design Kit) является одним из четырех базисов, на котором строится среда проектирования или платформа разработки аналоговых УБИС. Помимо PDK для разработки необходимы маршрут проектирования, инструменты проектирования, библиотеки. Для 90 нм БиКМОП технологии разработан PDK gpdk090, который поддерживается продуктами Cadence Design Systems, Inc: IC614, VSE-L, VSE-XL, ADE-L, ADE-XL, VLS-L, VLS-XL, VLS-GXL, FINALE71, IUS81, MMSIM70, ASSURA32, EXT71, ANLS71, SIP71.
Собственно сам PDK содержит в себе формализованное для разработки описание технологического процесса, интегрированного в среду проектирования. Это описание представлено в виде технологических библиотек, шаблонов, описаний слоев, устройств и их моделей, правил проектирования и верификации (рис. 2.3).
Основные функции PDK:
- Обеспечивает базис для разработки и тестирования (верификации) УБИС.
- Предоставляет разработчику маршрут проектирования и примеры проектов.
- Обеспечивает технической поддержкой при разработке.
- Улучшает тестопригодность инженерных решений в проекте и предсказуемость (управляемость, согласно ISO2000) процесса разработки.
- Обеспечивает поддержку исследований инженерных решений по проектированию УБИС с проектными нормами 90 нм.
- Предоставляет инженерам доступ к консультативной базе по вопросам проектирования, использования САПР CIC, PDK и технологий.
- Обеспечивает лицензионную чистоту от IP модулей сторонних производителей.
- Обеспечивает легитимность процесса разработки.
Рис. 2.3. Структура и место PDK в маршруте проектирования
Типовой комплект разработки GPDK090 описывает «поведенческий», не реализованный на какой-либо фабрике, технологический процесс и предназначен исключительно для разработки портируемых в дальнейшем под 90нм 1.8В/2.5В БиКМОП технологию проектов. Тем не менее, PDK полностью поддерживает методологию проектирования «сверху-вниз» CIC и содержит все необходимые устройства, модели, слои, правила проектирования и верификации.
Создание и применение типового комплекта разработки обусловлено тем фактом, что сама среда проектирования УБИС CIC не содержит в себе сквозного комплекта разработки, включающего в себя обучение маршруту проектирования, демонстрации основных возможностей, практических примеров проектов, а также постановки исследовательских задач, которые предоставляет PDK. Применение идеологии построения PDK позволяет, с одной стороны, реализовать унифицированный Cadence маршрут и среду проектирования и, с другой стороны, учесть технологические особенности фабрик и специфики проектов.
После установки PDK представляет всю проектную информацию в виде организованной файловой структуры в <pdk_install_directory>:
assura – директория, содержит правила для физической верификации с помощью программы Assura;
assura_tech.lib – файл, содержащий настройку Cadence Assura PV;
cds.lib.cdb – файл - описание CDB библиотеки;
cds.lib.oa22 – файл - описание библиотеки в OA2.2 формате;
cds.lib – символическая ссылка на CDB библиотеку PDK;
dfIItechFiles – директория, содержащая технологические файлы в ASCII для CDB и OA2.2 DFII формате;
diva – директория, содержит правила для физической верификации с помощью программы Diva;
docs – директория, содержащая документацию на PDK и правила проектирования;
fireIce – директория, содержащая технологические файлы и карту слоев для Fire & Ice;
lef – директория с технологическими LEF файлами;
libs.cdb – CDB вариант PDK библиотеки;
libs.oa22 – OpenAccess 2.2 вариант PDK библиотеки;
models – директория моделей для Spectre$
neocell - директория, содержащая технологические файлы для Neocell;
neocircuit - директория, содержащая технологические файлы для Neocircuit;
sna – директория, содержащая технологические файлы для Seismic SNA;
SiPe – директория, содержащая таблицу емкостей для SIP Encounter;
stream – директория с GDSII картой слоев;
vavo – директория данных для Virtuoso Analog Voltagestorm ;
vcr – директория данных для Virtuoso Custom Router;
vlm – директория данных для Virtuoso Layout Migrate.
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.
В PDK реализованы следующие представления устройств:
symbol – представление условно-графическим символом;
spectre список соединения для моделирования в Spectre и UltraSim;
schematic - список соединений для всех симуляторов;
hspiceD – список соединений для симулятора Hspice;
auLvs - список соединений для DIVA и Assura;
auCdl – список соединений в формате Circuit Descriptive Language (язык описания схем) для генерирования списка соединений для Dracula или экспорта в другие симуляторы;
ivpcell – идентифицирующий устройство символ, используемый в экстрактированой топологии при верификации в DIVA или Assura;
layout – представление топологической ячейки (Fixed cell, pcell) в Virtuoso Layout Editor.
Для каждого из устройств в PDK сформированы следующие представления для:
МОП-транзистора четырехтерминальное представление (D, G, S, B) - symbol, spectre, hspiceD, auLvs, auCdl, ivpcell, layout (Pcells);
резисторов трехтерминальное представление для диффузионных резисторов (PLUS, MINUS, B) и двухтерминальное (PLUS, MINUS) для поликремневых и метализированых - symbol, schematic, auLvs, auCdl, ivpcell, layout (Pcells), при моделировании - symbol, spectre, hspiceD, auLvs, auCdl, ivpcell;
конденсаторов: трехтерминальные (G, D/S, B) - symbol, spectre, hspiceD, auLvs, auCdl, ivpcell, layout (Pcells);
диодов (PLUS, MINUS) - symbol, spectre, hspiceD, auLvs, auCdl, ivpcell, layout (Pcells);
биполярных транзисторов: трехтерминальные (C, B, E) - symbol, spectre, hspiceD, auLvs, auCdl, ivpcell.
Геометрические термины топологии в PDK
Интервал (шаг) – расстояние от внешней границы контура до внешней границы другого контура. Имеется в виду расстояние от границы топологической области одного элемента до топологической области другого.
Вложение – расстояние от внутренней границы контура до внешней границы другого контура.
Перекрытие (наложение) – расстояние от внутренней границы контура до внутренней границы другого контура.
Граница (стык) – область касания внешней границы одного контура и внешней границы другого.