2.2. Структура процесса разработки фотошаблона.
Рассмотрим процесс получения фотошаблона (рис. 3).
Исходной информацией для разработки фотошаблонов СБИС являются результаты синтеза топологии, т.е. данные о взаимном расположении элементов и их соединений.
Автоматизированный процесс разработки фотошаблонов предполагает решение следующих задач:
генерация описания топологии из электрической схемы;
выявление и исправление ошибок, допущенных при генерации топологии;
получение чертежей фотошаблонов для отдельных слоев;
получение информации для изготовления фотошаблонов на программно-управляемом технологическом оборудовании.
Генерацию топологии на основе описания электрической схемы условно можно разделить на следующие этапы:
компоновка. На этапе распределяются элементы электрической схемы по блокам так, чтобы число связей между блоками было минимальным.
размещение. Задача размещения - оптимально разместить элементы в заданной области по совокупности критериев качества с удовлетворением конструкторско-технологических ограничений.
трассировка. На данном этапе производится построение в заданной области соединения выводов фрагмента в соответствии с электрической схемой синтезируемого фрагмента.
Однако этап генерации топологии должен предусматривать вмешательство конструктора. Это вызвано необходимостью оптимизации полученных на ЭВМ решений или невозможностью алгоритмического решения некоторых задач проектирования. Участие конструктора в процессе проектирования является потенциальным источником ошибок, число которых увеличивается с возрастанием сложности схемы. Поэтому необходим этап контроля полученной топологии для выявления этих ошибок с последующей их коррекцией.
Результатами автоматизированного процесса разработки фотошаблонов являются послойные чертежи фотошаблонов, текстовое описание топологии, а также программы для управления координатографом или фотонаборной установки, используемыми при изготовлении фотошаблонов. Получение этих данных обеспечивается специальными постпроцессорами, осуществляющими перевод описаний чертежей в последовательность инструкций для конкретного программно-управляемого технологического автомата. Как правило, в постпроцессоры включаются блоки, минимизирующие время работы технологического аппарата.
Этап коррекции фотошаблона.
Как указывалось выше, коррекцию топологических данных разумно проводить на этапе генерации фотошаблонов, не внося изменений в файл описания топологии. Вид структурной схемы получения фотошаблона с учетом этапа коррекции уровней металлизации показан на рис. 4. Система коррекции читает данные из описания топологии, выбирая только имеющих отношение к уровням металлизации, и корректирует их. Остальные данные не изменяются. Полученные результаты используются для создания фотошаблонов.
2.4. Общая характеристика средств описания топологии.
После синтеза топологии выходным результатом системы проектирования является создание ее описания. Для этой цели существуют специальные лингвистические средства и форматы кодирования топологической информации, с помощью которых осуществляется интерфейс между различными реализациями САПР СБИС. Основными требованиями, предъявляемыми к средствам описания, являются:
предметная ориентированность, обеспечивающая простоту использования конструктором-топологом;
обеспечение компактности описаний для схем большой сложности;
применимость к широкому классу конструктивных и технологических решений СБИС;
независимость от типа ЭВМ и программно-управляемого оборудования, используемого для изготовления фотошаблонов СБИС.
Имеется ряд средств, в той или иной мере удовлетворяющих сформулированным требованиям. Например, одним из широко используемых форматов кодирования топологии является GDSII - формат.
Для описания объекта проектирования необходимо большое количество данных. Если оценивать информационную сложность СБИС числом угловых точек всех ее геометрических примитивов, то для современных схем это число может достигать до 108. Однако понятие информационной сложности должно быть уточнено с учетом регулярности объекта. Обычно любая схема содержит в своем составе части, получаемые простым повторением некоторого элемента. Одним из примеров такого преобразования является матрица накопителя ОЗУ, построенная на основе базовой ячейки. В общем случае, проектирование топологии проводится фрагментами, а вся топология представляет собой иерархическую систему фрагментов. На рис. 5 показан пример части топологии, состоящей из нескольких фрагментов, и кодирование этой части в файле описания, где хранятся данные о фрагментах и указывается положение фрагментов в топологии.
Кроме использования фрагментации топологии в целях уменьшения объема кодируемой информации, обычно в средствах описания предусмотрены возможности масштабирования фрагментов, всевозможные зеркальные отображения, ссылки на фрагменты, описанные во внешних библиотеках, размещения текста на фотошаблонах и т.д.