Введение

Настоящее учебное пособие направлено на подготовку высококвалифицированных специалистов в области проектирования систем на печатных платах интегрированно с маршрутом проектирования ПЛИС на основе инструментальных возможностей программных модулей САПР компании Mentor Graphics. При этом в пособии комплексно как единое целое рассмотрены современные проблемы схемотехнических решений, проектирования и технологии как элементной базы, так и систем на печатных платах при создании электронных средств.

Учебное пособие подготовлено на основе инновационных курсов, читаемых в МИЭТ на базе вновь организованного Центра проектирования Mentor Graphics –МИЭТ.

Диапазон средств, предлагаемых Mentor Graphics, охватывает все основные этапы проектирования и верификации интегральных схем, печатных плат и систем – от концептуального уровня до подготовки производства изделий. Направлениями, в которых Mentor Graphics занимает доминирующее положение на мировом рынке, являются проектирование систем на печатных платах (включая проектирование ПЛИС); проектирование и функциональная верификация систем на кристалле (включая встроенное программное обеспечение); физическая верификация топологии СБИС в субмикронном диапазоне и методы повышения разрешающей способности и выхода годных; тестирование и диагностика; проектирование кабельных соединений. Положительными качествами средств проектирования Mentor Graphics являются поддержка всех без исключения пакетов на платформе PC (Windows или Linux), поставка специальных утилит для выпуска документации в соответствии с отечественными стандартами, высокий уровень локальной и корпоративной технической поддержки пользователей.

Данное пособие включает три тематических раздела по изучению конструктивно-технологических ограничений для обеспечения проектирования современных высокоинтегрированных электронных средств: полупроводниковая элементная база в условиях нанотехнологии, печатные платы в условиях многоуровневых коммутационных структур и электронные устройства в условиях высокоплотного поверхностного монтажа.

При рассмотрении проектно-технологических проблем элементной базы подробно рассмотрены пути миниатюризации, физические ограничения и прогноз предельных параметров кремниевых структур на основе гетеропереходов соединений A₃B₅ и кремний - германий. Раскрыты вопросы масштабирования как базового принципа проектирования. Отдельно рассмотрены проблемы развития интегральной схемотехники для нанометровых технологий.

Исследованы конструктивно-технологические особенности при проектировании функциональных приборов и изделий микросистемной техники.

С учетом того факта, что печатные платы остаются основным конструктивным носителем и средством межсоединения микроэлектронных компонентов, подробно изучены конструктивно-технологические ограничения при проектировании многоуровневых коммутационных структур на их основе.

Отдельно проанализированы перспективы проектирования печатных плат для техники поверхностного монтажа.

Изучены пути развития перспективы технологии сборочно-монтажного производства в условиях проектирования высокоинтегрированных электронных средств.