Проектирование БИС. Лабораторный практикум. Учебно-методическое пособие

лиотечного элемента и <Enter> либо игнорируется его ввод простым нажатием <Enter>. Во втором случае осуществляется переход в меню команд, представляющее собой список имен библиотек. После указания рабочей библиотеки на экране дисплея появляется окно, в котором можно просматривать оглавление библиотеки.

После выбора библиотечного элемента наложением на его имя засвеченной полоски и нажатием клавиши <Enter> можно получить его контурное изображение на поле схемы. Если элемент не перемещается, то контурное изображение автоматически заменяется полным. После вызова элемента из библиотеки на экране появляется меню:

Place Rotate Normal Up Over Down Mirror Find Jump Zoom

Escape

После перемещения контурного изображения элемента в требуемую позицию допускаются следующие действия.

Place – зафиксировать положение элемента на схеме.

Rotate – повернуть элемент на 90 градусов против часовой стрелки.

Normal – установить элемент выходами вправо. Up – установить элемент выходами вверх. Over – установить элемент выходами влево. Down – установить элемент выходами вниз. Mirror – получить зеркальное изображение.

Подобное меню будет часто встречаться при раскрытии других пунктов главного меню.

3.ПРОРИСОВКА ВНЕШНИХ ПОРТОВ

ИЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ

Для прорисовки портов ввода/вывода сигналов схем и подсхем на различных уровнях иерархии используется меню Module Port из пункта Рlасе главного меню. При этом одинаковые порты в схеме и подсхемах должны иметь совпадающие имена. Инициализация команды приводит к появлению запроса

«Module рогt name?»

21

После ввода имени порта появляется меню, отдельные пункты которого используются для задания следующих типов портов (выход в главное меню – <Esc>).

Input – порт входного сигнала. Output – порт выходного сигнала.

Bidirectional – порт двунаправленного сигнала. Unspecified – резервный (еще неопределенный) порт.

После выбора типа порта предлагается установить его на поле схемы с помощью меню:

Place Value Type Style Find Jump Zoom Escape

Place – установка порта на схему.

Value – задание величины напряжения источника питания; в контексте установки порта равносильно выбору Escape.

Type – изменение типа порта.

Style – изменение внешнего вида порта. Find – поиск по заданному имени или метке.

Jump – переход по координатам внутри поля чертежа. Zoom – изменение масштаба.

Escape – выход из меню без изменений.

Для задания соединений типа Земля или Питание используется пункт Power из пункта Place главного меню, что приводит к появлению на поле схемы графического элемента, обозначающего соответствующее соединение с землей или источником питания. После этого выдается меню:

Place Orientation Value Type Find Jump Zoom Escape

Place – фиксация элемента на поле схемы. Orientation – изменение ориентации элемента.

Value – задание величины или имени элемента путем ответа на запрос «Power Value?».

Type – изменение изображения элемента. Остальные пункты меню рассмотрены ранее.

22

4. УСТАНОВКА СИМВОЛА ПОДСХЕМЫ

Для описания подсхем в составе схем служит пункт Sheet пункта Рlасе главного меню. После выбора пункта Sheet появляется меню:

Begin Find Jump Zoom Escape

Пункт Begin служит для задания первой вершины прямоугольника, обозначающего подсхему. После задания первой вершины Begin изменяется на End, что разрешает задать вторую, противоположную вершину. После задания второй вершины формирование прямоугольника завершается и появляется новое меню:

Add-NET Delete Edit Name Filename Size Zoom Escape

Назначение пунктов этого меню.

Add-NET – добавление входных/выходных портов символа подсхемы. После установки курсора в нужном месте на вертикальной стороне прямоугольника необходимо выбрать этот пункт. В строке подсказок появится запрос

«Net Name?»

Введите нужное имя и нажмите клавишу <Enter>. Появится вертикальное меню:

Input – порт входного сигнала; Output – порт выходного сигнала;

Bidirectional – порт двунаправленного сигнала; Unspecified – резервный (еще неопределенный) порт.

Воспользовавшись этим меню, установите необходимый тип порта.

Внимание!!! При установке порта запрашиваются и вводятся его имя и тип, которые должны совпадать с именем и типом порта при раскрытии этой подсхемы на более низком уровне иерархии.

Delete – удаление порта, установленного пунктом Add-NET. Edit – редактирование имени или типа порта.

Name – ввод или редактирование имени подсхемы. В момент установки подсхемы имя обозначено символом «?». Применение команды приводит к появлению запроса

«Sheet Name?»

23

Далее вводится имя подсхемы. Клавиша <Esc> позволяет отказаться от изменений.

Filename – ввод или редактирование имени файла с раскрытием подсхемы. Применение команды приводит к появлению запроса

«File Name?»

После этого вы можете ввести новое имя файла.

Size – изменение размера прямоугольника, обозначающего подсхему. После выбора этого пункта появляется меню:

End Jump Zoom Escape

Курсор устанавливается в нижний правый угол, для задания требуемого размера переместите курсор в нужную позицию и примените команду End.

5. ПРОРИСОВКА ЦЕПЕЙ И КОНТАКТОВ

Функцию прорисовки цепей и контактов выполняет пункт Wire из пункта Рlасе главного меню, после выбора которого открывается меню:

Begin Find Jump Zoom Escape

Здесь все пункты, кроме пункта Begin, имеют тот же смысл, что и при прорисовке внешних портов и элементов питания (см. раздел 3). В данном случае значение пункта Begin – начать прорисовку. После выбора этого пункта появляется еще одно меню:

End – закончить прорисовку цепи и выйти из меню; New – закончить прорисовку цепи и остаться в меню; Begin – сделать «излом» цепи.

Цепи проводятся от вывода одного элемента к выводу другого. Для разветвления цепей необходимо в месте соединения поставить контакт (пункт Junction из пункта Рlасе главного меню).

Мощным механизмом, существенно облегчающим проведение большого числа функционально связанных цепей, является возможность проведения шин (пункт Bus из пункта Рlасе главного меню). Например, если проводники 16-разрядной адресной шины, имеющие мет-

24

ки ADDR0–ADDR15, заменяются одной шиной, то ее метка будет состоять из имени (ADDR в нашем примере) и числа в квадратных скобках, обозначающего ее емкость. В нашем примере шина должна быть помечена меткой ADDR[0..15].

6. РЕДАКТИРОВАНИЕ СХЕМ

Средства редактирования OrCAD инициируются при выборе следующих пунктов главного меню: Block, Delete и Edit. Рассмотрим их более подробно.

6.1. ПУНКТ BLOCK

Этот пункт предназначен для работы с группой элементов, заключенных в специально выделенный прямоугольник и носящих название блока. После выбора пункта Block открывается следующее меню групповых операций с блоком:

Move Drag Fixup Save Get Import Export

Move – перемещение блока по полю схемы.

Drag – перемещение блока с сохранением связей в виде «резиновых» нитей.

Fixup – формирование ортогональных связей.

Save – создание блоков для последующего размещения их в произвольных местах схемы. После выполнения команды End при задании блока редактор возвращается в главное меню, а блок запоминается в памяти компьютера. Вызов блока осуществляется командой Get. Отметим, что содержимое буфера для запоминания блока портится командами Move или Drag. Для долговременного хранения блока используйте команду Export.

Get – вызов блока, занесенного в буфер командой Save. После выполнения команды указанием курсора блок можно перенести в заданную позицию на схеме.

Import – считывание блока, предварительно записанного в файл командой Export. Для этого на запрос «File to import?» необходимо: набрать имя нужного файла и нажать <Enter>; подвести курсор в заданное место схемы и воспользоваться командой Рlасе. Курсор при этом разместится в верхнем левом углу появившегося блока.

25

Export – запись блока в файл. Сначала создается блок. Затем выполняется команда Export. На запрос «Export file to name?» необходимо ввести имя файла и <Enter>.

При выборе любой из названных выше команд (кроме Fixup) появляется меню задания блока:

Begin Find Jump Zoom Escape

Команда Begin служит для задания начальной вершины прямоугольника (блока). Конечная вершина вводится командой End.

6.2. Пункт DELETE

Пункт Delete предназначен для удаления объектов или блоков. Удаление осуществляется с использованием меню команд:

Object Block Undo

Object используется для удаления поименованных объектов, его исполнение приводит к появлению меню команд:

Delete Find Jump Zoom Escape

Установите курсор на удаляемый объект (команды Find, Jump и Zoom применяются для обнаружения объектов на схеме) и выберите Delete. Если курсор установлен в позицию, в которой произошло наложение проводников, то удаляется объект, размещенный первым. Если курсор установлен на пересечении объектов различного типа (например, контакт и проводник), то будет выдан запрос

«Delete which Object?»

и список имен объектов, попавших в пересечение. Из списка необходимо выбрать имя удаляемого объекта.

Block используется для удаления группы элементов, о6означенных специально выделенным прямоугольником. После выбора команды Block появляется меню задания блока, аналогичное описанному в пункте 6.1.

Undo используется для восстановления случайно уничтоженного блока.

26

6.3. Пункт Edit

Пункт Edit позволяет реализовать редактирование параметров подсхем, портов, цепей и других элементов схемы, кроме имен библиотечных элементов. После выбора пункта Edit появляется меню:

Edit Find Jump Zoom Escape

В зависимости от объекта схемы используется один из четырех способов редактирования.

1. Для редактирования порта установите курсор внутри его изображения и исполните команду Edit. Появляется меню:

Name Type

Name – редактирование имени порта.

Туре – выбор типа порта (входной, выходной, двунаправленный или резервный).

2. Для редактирования выводов Земля и Питание установите курсор на соответствующий объект и выполните команду Edit. Появляется меню:

Name Type Orientation

Name – редактирование имени объекта.

Туре – изменение изображения символа питания. Orientation – изменение ориентации изображения символа.

3. Для редактирования символов подсхем необходимо установить курсор внутри границы символа подсхемы и выполнить команду Edit. Появляется меню:

Add-NET Delete Edit Name Filename Size Zoom Escape

По назначению команд это меню аналогично описанному в пункте 4.

27

4. Для редактирования элемента схемы установите курсор внутри изображения элемента и воспользуйтесь командой Edit, которая приведет к появлению меню:

Reference Part_Value Part_Field_... Orientation

Reference – редактирование имени элемента в схеме и/или перемещение имени по полю схемы.

Part_Value – редактирование библиотечного имени элемента и/или перемещение имени по полю схемы.

Part_Field_n – редактирование и/или перемещение текстового комментария, где n = 1…8 – число строк для отступа вниз относительно библиотечного имени элемента (см. команду Part_Value).

Orientation – изменение ориентации элемента.

Если элемент состоит из нескольких частей, то исполнение команды Edit приводит к появлению запроса

«Which Device?»

После ввода имени нужной части элемента (А или В) можно переходить к его редактированию.

7. МЕНЮ QUIT

После завершения редактирования схемы ее необходимо записать в файл. Для работы с файлами служит пункт Quit главного меню. После его выбора появляется следующее меню:

Enter_Sheet Leave_Sheet Update_file Write_to_file Initialize

Suspend_to_DOS Abandon_Edits PSpice Probe Parts

Enter_Sheet – раскрытие подсхемы, стоящей ниже по иерархии. Для этого необходимо навести курсор на изображение подсхемы, выбрать эту команду и после перехода в следующее меню опять выбрать

<Enter>.

Leave_Sheet – переход в схему, стоящую выше по иерархии.

28

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БМК СЕРИИ 5501 И 5503

БМК серии 5501 и 5503 изготовляется на основе базовой технологии НПК ТЦ, которая является КМОП технологией с самосовмещенными поликремниевыми затворами, изолирующими р-карманами и одним уровнем алюминиевой металлизации [2]. Проектные нормы составляют 2.5 мкм.

Технологический маршрут изготовления специализированных КМОП БИС на основе БМК включает девять операций фотолитографии, выполняемой проекционным методом. Первые семь операций относятся к изготовлению собственно БМК, а последние две необходимы для специализации БИС. Маршрут содержит пять основных этапов, которые иллюстрируются рис. 7–18.

На первом этапе маршрута (рис. 7 и 8) формируются области р-кар- мана. Сначала термическим окислением исходной кремниевой пластины формируется пленка окисла кремния SiO2 (рис. 7).

После первой фотолитографии в этой пленке вскрываются области р-кармана и проводится ионная имплантация бора через пленку толщиной 500 Å (рис. 8). Последующий отжиг завершает формирование областей р-кармана.

Рис. 7. Окисление исходной Рис. 8. Первая фотолитография обкремниевой пластины ластей р-кармана, травление окисла,

ионная имплантация бора и отжиг

Второй этап технологического маршрута включает формирование активных областей транзисторов – мезаобластей и изолирующих областей – изопланарного окисла (рис. 9–11). Сначала на тонкую пленку

30