Топологические задачи при трассировке бмк.

Из известных матриц БМК перспективнее структурированные с блоками стандартизованных размеров или с постоянной шириной и различной высотой, в таких структурах легче автоматизировать проектирование топологии.

Основные задачи разработки топологии:

- повышение плотности монтажа,

- обеспечение 100%-й тарссируемости межсоединений,

- снижение площади соединительных проводников ( могут составлять до 80% площади кристалла).

Рекомендации. Если размещение блоков определено, учитывают следующие ограничения на рисунок межсоединений.

• Нижние слои разводки выполняют к цепям с максимальными ограничениями по быстродействию и мощности,

• Не делать отверстий между слоями разводки внутри блоков.

• Из-за RC- ограничений ограничивают участки из поликремниевой разводки.

• Чем больше контактов, тем больше паразитное сопротивление.

• Учитывают ограничения по максимальному току в шинах (повышенное выделение мощности ведет к перегреву структуры).

Для распределения потребляемой мощности (тепла) по кристаллу шины питания выполняют в виде меандровой структуры.

Один источник питания Несколько источников питания

! Трассировка шин питания провоится в начале топологического проектирования!

Количественные характеристики качества топологии.

1. Суммарная длина проводников (рекомендуется снижать).

2. Число проводников, пересекающих условные линии раздела, вертикальные или/и горизонтальные. Регуляция плотности упаковки по кристаллу или монтажа по плате.

3. Использование пустых ячеек. Используя параметр

Число шин, пересекающих разделительную линию ,

Длина этих шин

можно оптимизировать топологию. Такой параметр тоже характеризует плотность соединительного монтажа.

α β α β

µ µ

∂ ∂

4. Площадь кристалла в случае структурированной БМК определяется взаимным расположением блоков и площадью соединительных проводников.

А блоков А проводников А проводников ,

А крист. А кристалла А лог.элем.

и т.д.

ЗУ упр. логика

сх.

Лог.

ДШ лог.

Упр.сх.

Бмк д ля аналоговых ис

В аналоговых ИС входные сигналы могут отличаться на несколько порядков: 10^-6 – 10^-2 В, 10^-9 – 10 А. Схемы, даже однотипные будут иметь схемотехнические отличия, нужны разнообразные элементы для проектирования.

Известны несколько типов элементов БМК для АИС:

• Нерегулярные матрицы из наборов диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов.

• Основной вид БМК. Матрицы с функциональными ячейками, каждая ячейка выполняет определенную функцию (источник тока, усилительный каскад, перемножитель и т.д.).кроме ячеек есть отдельные транзисторы, диоды ит.д.

• Матрицы имеют ячейки для выполнения более сложных универсальных функций, например, операционные усилители, компараторы, источники тока и т.д.

Высокие плотности токов в АИС требуют дополнительных площадей для перераспределения мощности, дополнительных контактных окон.в кристалл вводят специально дополнительные подныры, короткие металлические или поликремниевые отрезки шин.

Реализация боковых р-п-р- транзисторов должна быть удобной для топологии, например, токовых зеркал:

Б

Э

К

Методика проектирования АИС на БМК аналогична ЦИС. Библиотечные ячейки в АИС БМК имеют «незавершенный» характер для различного типа входных сигналов.

Топология, эквивалентная схема и структура п-р-п- транзисторов для БМК (1510)

К 2 Э К4

п⁺ р п⁺ п⁺

п

п⁺

р K1 K3

К 1 K2 K4

R5 K3

R 3 R4

K 2 R6 K4

R1,2,5.6, = 5-10 Oм

R3,4,7 = 100-200 Oм

K1

К 2 Б3 Э2 Б2 Э1 Б1 К1 R1 R4

K2

R5

R2

R3

R1,2,3 = 0.5 -2 K.

Резисторы выполняются в одном кармане, номиналы состят из ячеек стандартного ряда 1:2:4:8…

R 2R 4R 8R

Нормированная температурная зависимость диффузионного резистора в БМК КБ1510 (от Т=25 град).

R_T/R₀

1 ,5

1,25

1 ,0

0 ,75

0 ,5

-60 -20 0 20 60 100 T⁰C

Резисторы располагают группами в островках, по несколько резисторов последовательно. Для точного подбора номинала резистора их выпллняют из одинаковых ячеек, соединенных параллельно или/и последовательно.

63