Календарный план выполнения выпускной квалификационной работы

Тема	Технологически инвариантный кремниевый
компилятор конвейерного матричного делителя

Студент

А. Д. Милакин

Группа №

6306

№ этапа

Наименование работ

Срок

выполнения

1

Изучение алгоритмов деления, поиск и работа с литературой по теме

01.09.2019 – 01.10.2019

2

Структурно-топологическое проектирование КМД

02.10.2019 – 30.12.2019

3

Схемотехническое проектирование ячеек КМД

08.01.2020 – 08.02.2020

4

Разработка топологической реализации ячеек КМД

09.02.2020 – 19.03.2020

5

Изучение методов, средств сжатия и согласования ячеек КМД по габаритам и положению выводов

20.03.2020 – 25.04.2020

6

Разработка спецификации ячеек. Разработка спецификации макроблока КМД

26.04.2020 – 29.05.2020

7

Оформление пояснительной записки

30.05.2020 – 09.06.2020

8

Оформление иллюстративного материала

10.06.2020 – 18.06.2020

9

Предварительное рассмотрение работы

19.06.2020 – 22.06.2020

10

Представление работы к защите

23.06.2020

Руководитель к. т. н., доцент

________________

С. Э. Миронов

Студент

________________

А. Д. Милакин

Реферат

Пояснительная записка содержит: 94 с., 51 рис., 9 табл., 4 приложения, 21 источника литературы.

Целью выпускной квалификационной работы: изучение технологий проектирования топологий макроблоков интегральных схем с технологической инвариантностью.

Используемые методы: программная генерация технологически инвариантных топологий и сжатие топологий.

Результаты работы: оптимизированный структурно-топологический план конвейерного матричного делителя; СКК конвейерного матричного делителя, параметризированный по проектным нормам, схемным решениям и по разрядности операндов.

Область применения результатов: микроэлектроника и САПР.

Выводы: в результате выполнения ВКР, осуществлена структурно-топологическая оптимизация КМД, позволившая существенно (порядка 25%) сократить аппаратные затраты; разработан специализированный кремниевый компилятор конвейерного матричного делителя с комплексной параметризацией.

Abstract

The target of the graduation work “Silicon compiler of pipeline array divider” The aim of the final qualification work: the study of design technologies for topologies of macroblock integrated circuits with technological invariance. The work object is a pipeline array divider (PAD); the subject is a specialized silicon compiler.

Methods used: software generation of technologically in-variant topologies and compression of topologies.

Results: optimized structural and topological plan of the conveyor matrix divider; specialized silicon compiler of the conveyor matrix divider, parameterized according to design standards, circuit solutions, and by the length of operands. The scope of the results: microelectronics and CAD.

Conclusions: as a result of the graduation work carried out by the structural and topological optimization of PAD, which allowed to significantly reduce (about 25%) to use hardware costs; A specialized silicon compiler of the pipeline array divider with complex parameterization was developed.

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 10

ВВЕДЕНИЕ 11

1 МАТРИЧНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ 14

1.1 Матричные устройства 14

1.2 Алгоритм деления без восстановления остатка 14

1.3 Конвейерные делители 18

2 СТРУКТУРНО-ТОПОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНВЕЙЕРНОГО МАТРИЧНОГО ДЕЛИТЕЛЯ (КМД) 21

2.1 Структурно-топологический план КМД и его оптимизация 21

2.2 Особенности реализации КМД 26

2.2.1 Основные ячейки 26

2.2.2 Ячейки области триггеров 29

3 СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КМД 32

3.1 Схемная конфигурация полного двоичного сумматора 32

3.2 Мультиплексор 36

3.3 Конвейерный триггер 37

4 ТОПОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КМД 39

4.1 Иерархические макроблоки СБИС 39

4.2 Основные этапы проектирования топологии иерархических макроблоков СБИС 39

4.3 Концепция топологического проектирования 40

4.3.1 Расположение транзисторов 41

4.3.2 Расположение выводов фрагмента 41

4.3.3 Расположение шин земли и питания 42

4.3.4 Топологическая модель базовой ячейки 42

4.4 Топологическое проектирование элементов КМД 43

4.5 Топологии ячеек КМД 44

4.5.1 Топологии ячеек основных элементов ячеек делителя 45

4.5.2 Топологии простых элементов 48

4.5.3 Топологии ячеек области триггеров 49

5 РАЗРАБОТКА КРЕМНИЕВОГО КОМПИЛЯТОРА КМД 52

5.1 Этапы генерации топологии макроблока КМД программными средствами 52

5.2 Разработка спецификаций ячеек КМД 53

5.3 Разработка программы генерации файла спецификации КМД 55

5.4 Согласование ячеек и сборка макроблока КМД 57

6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 61

6.1 Заработная плата основных исполнителей 61

6.2 Затраты на расходные материалы 63

6.3 Амортизационные отчисления 64

6.4 Накладные расходы 65

6.4 Сметная стоимость разработки 66

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70

ПРИЛОЖЕНИЕ А Топологические эскизы ячеек КМД 72

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Структура макроблока КМД 85

ПРИЛОЖЕНИЕ В Текст программы генерации спецификации структурно-топологических схем КМД различной разрядности 86

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Топологические чертежи конвейерного матричного делителя 92