Читальный зал -->  База цифровых устройств 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 [ 149 ] 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

яеляя схему по своему усмотрению вплоть до уровня схемных компонентов (отдельных транзисторов и т. п.). Для изготовления схемы требуется разработка всего комплекта фотошаблонов, верификация и отладка всех схемных фрагментов. Такие схемы очень дороги и имеют длительные циклы проектирования.

Схвмы на стандартных ячейках отличаются от полностью заказных тем, что их фрагмент ы берутся из заранее разработанной библиотеки схемных решений. Такие фрагменты уже хорошо отработаны, стоимость и длительность проектирования при этом снижаются. Для производства схем тоже требуется изготовление полного комплекта фотошаблонов, но разработка их облегчена. Потери сравнительно с полностью заказными ИС состоят в том, что проектировшик имеет меньше свободы в построении схемы, т. с. результаты оптимизации ее по критериям площади кристалла, быстродействию и т. л. менее эффективны. Наивысших технических параметров добиваются от полностью заказных схем, однако метод станцартнь[х ячеек популярен, т. к. при небольших потерях в технических характеристиках, с его помощью можно заметно упростить проектирование схемы. Полттостью заказные схемы разрабатываются за время, превышающее время разработки метолом стандартных ячеек приблизительно в два раза.

К пплузаказиым схемам относятся базовые матричные кристатлы БМК (в английской терминологии MPGA, Mask Programmable Gate Arrays). В этом случае имеется стандартный полуфабрикат, который доводится до готового изделия с помощью индивидуальных межсоединений. Реализация требует изготовления лишь малого числа фотошаблонов. Стоимость и длительность проектирования в сравнении с полностью заказными схемами сокращаются в 3...4 раза, но результат еще дальше от оптимального, поскольку в матричных БИС (МАБИС) менее рационально используется площадь кристалла (на кристалле остаются неиспользованные элементы и т. п.). длины связей не минимальны и быстродействие не максимально.

Сходство методов проектирования на БМК и егандартных ячейках состоит в использовании библиотек функциональных элементов. Различие в том, что для схем, проектируемых по методу стандартных ячеек, библиотечный набор элементов имеет более выраженную топологическую свободу. Например, статтлартизируетсн только высота ячеек, а их длины мотут быть различными. При проектировании вттачале из набора библиотечных элементов подбираются необходимые функциональные блоки, а затем решаются задачи их размещения и трассировки.

САПР для проектирования по методу статтдартттых ячеек более сложны, чем для проектирования на основе БМК, которому свойственны более жесткие топологические офаничения. Офаничения вводятся и для метода стандартных ячеек (постоянство высоты ячеек, прсдопрелеленттость геометрических

размеров и положения шин питания, тактирования и др.), но по мере применения более мощных САПР ограничения ослабляются.

Длительность изготовления БИС/СБИС методом стандартных ячеек превышает этот же показатель для МАБИС на основе БМК в 1,3...1,8 раз.

Особое меагю в классификации занимают БИС/СБИС ПЛ. С одной стороны, они относятся к СпИС, т. к. в конечном счете приспосабливаются к требованиям конкретного проекта. В то же время этот процесс (конфигурация схемы) не затрагивает изготовителя, для которого схемы являются стандартным продуктом со всеми вытекающими из этого выгодами. По мнению специалистов, высказанному в журнале Electronic Design, программируемая аппаратура произведет в ближайшие годы такой же переворот, как микрокомпьютеры в начав 70-х гг. .

Области применения СпИС различных типов

Все типы СпИС имеют свои области применения. Каждому типу свойственно определенное соотношение таких паршетров как сложность (достижимый уровень интеграции), быстродействие, стоимость. На выбор типа СпИС для реализации проекта влияет совокупность свойств. Основные соображения можно пояснить с позиций экономики, обратившись к формуле стоимости ИС, изготовляемой уже освоенным технологическим процессом:

С с = С + C p/N,

где Сцзг - стоимость изготовления ИС (стоимость кристалла и других материалов, стоимость технологических операций по изготовлению ИС, кон-трольньк испытаний). Затраты на изготовление относятся к каждой ИС, т. е. повторяются столько раз, сколько ИС будет произведено; С р - стоимость проектирования ИС, т. е. однократные затраты для данного типа ИС; N - обьем производства (тиражность), т. е. число ИС, которое будет произведено.

Стоимость проектирования БИС/СБИС велика и может достигать сотен миллионов долларов. Для дорогостоящих вариантов проектирования БИС/СБИС производство становится рентабельным только при большом объеме их продаж.

Затраты С,р и С зг - находятся во взаимосвязи. Рост затрат на проектирование, как правило, ведет к снижению С. поскольку чем совершеннее проект, тем рациональнее используется плошаль кристалла и другие его ресурсы. Отсюда видно, что выигрыш по экономичности могут получать те ши иные типы СпИС в зависимости от тиражности их производства N и сложности.

Применительно к микросхемам программируемой логики справедчивы следующие положения. Простые устройства со сложностью в сотни эквива-летных вентилей целесообразно реализовывать на PI.D (PAL, GAL. PLA)

При росте сложности проекта естественен переход к FPGA и CPLD, если тиражность ИС сравнительно невелика. Рост тиражности (приблизительно свыше десятков тысяч) ведет к преимушествам реализаций на БМК, т. к. стоимость изготовления небольшого числа шаблонов для создания межсоединений разложится на большое число микросхем, а стоимость изготовления каждой ИС уменьшится благодаря исключению из схемы схем программируемых связей и средств их программирования.

При еше большей тиражности выгодным оказывается метод стандартных ячеек, позволяющий дополнительно улучшить параметры схемы, плотнее разместить ее элементы на кристалле, т. е. уменьшить С зг и улучшить быстродействие. При этом слагаемое C p/N в формуле стоимости ИС не окажется слишком большим благодаря большой величине N, хотя необходимость проектировать весь комплект шаблонов для технологических процессов приводит к большим затратам Срр-

Полностью заказное проектирование для СпИС не характерно. Оно стоит настолько дорого, что примсниется практически только для создания стандартных БИС/СБИС массового производства. Например, проектирование первого 32-разрядного микропроцессора обошлось в свое время в 140 млн долларов, а ЗУ емкостью в 1 Мбит - в 395 млн долларов.

Диафамма областей целесообразного применения разных типов СпИС в зависимости от их сложности и тиражности, приведена на рис. 9.2.

Рис, 9.2. Диаграмма областей целесообразного применения различных типоа специализированных БИС/СБИС

Интересно отметить, что ведущая компьютерная фирма ГВМ использует методологию проектирования сметаттного типа БМК/СЯ (Gaie-Array/Standard Cell Iniermix), размещая в одной СБИС области, выполненные по методу станцарптых ячеек СЯ и по метолу БМК Более плотные и быстродейст-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 [ 149 ] 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.