Введение к работе
Аннотация
Работа посвящена разработке алгоритмического и
программного обеспечения для автоматизации проектирования
топологии прецизионных элементов (резисторов, конденсаторов,
транзисторов) аналоговых микросхем Предметом исследования в
работе являются прецизионные элементы, правила проектирования
прецизионных элементов и возможность автоматизации
проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых ИС
В работе проведена формализация правил проектирования
прецизионных элементов аналоговых схем, на основе
сформулированных правил были выделены необходимые этапы
алгоритмического обеспечения автоматизированного проектирования
топологии прецизионных элементов Для отдельных алгоритмов
разработано математическое обеспечение На основе разработанных
алгоритмов создано программное обеспечение для
автоматизированного проектирования топологии прецизионных
элементов Разработана методика автоматизированного
проектирования прецизионных элементов аналоговых микросхем
Актуальность темы
Современные системы автоматизации проектирования СБИС являются сложными многокомпонентными системами, в рамках которых разработчику доступно большое количество разнообразных маршрутов проектирования И все же в настоящее время не все этапы разработки интегральных микросхем удалось автоматизировать Автоматизация проектирования топологии аналоговых схем - сложная задача, нерешенная на сегодняшний день в общем виде для всех классов аналоговых схем В частности, при разработке топологии прецизионных аналоговых схем в настоящее время используется ручное проектирование Автоматизация процесса проектирования топологии позволит сократить время проектирования и уменьшить вероятность ошибок, возникающих из-за человеческого фактора Ключевым моментом при автоматизации процесса проектирования топологии прецизионных аналоговых схем является автоматизация проектирования топологии прецизионных элементов
Цели и задачи работы
Целью диссертационной работы является разработка алгоритмического и программного обеспечения для автоматизации проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых интегральных схем
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи
Исследовать существующие подходы к проектированию аналоговых интегральных схем
Формализовать правила проектирования прецизионных элементов
Разработать математическое обеспечение и алгоритмы реализации основных правил топологического проектирования прецизионных элементов
Разработать алгоритмы автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов
Реализовать разработанные алгоритмы в виде программного обеспечения
Разработать методику проектирования аналоговых микросхем на основе разработанных алгоритмического и программного обеспечения
Провести практическую апробацию разработанной программы
Научная новизна работы
Разработан алгоритм автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых микросхем на основе упрощенного метода получения статистических параметров прецизионных элементов
Разработан алгоритм определения количества строк и столбцов в прецизионной структуре, основанный на методе Герона
Разработано математическое описание и алгоритм автоматического построения симметричной структуры, основанный на использовании радиальных областей
Разработана методика проектирования аналоговых микросхем с использованием программы автоматического формирования прецизионных структур
Методы исследования
При формализации правил топологического проектирования прецизионных элементов использовался математический аппарат теории вероятности При разработке алгоритмов для автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов был использован математический аппарат теории множеств и теории алгоритмов, а также аналитическая геометрия и векторный анализ При разработке программного обеспечения был использован унифицированный язык моделирования (UML) для описания структуры программы и объектно-ориентированный язык С# (Си шарп) для реализации программного продукта Экспериментальные результаты были получены при помощи разработанного программного обеспечения
Достоверность полученных результатов подтверждается используемым в работе математическим аппаратом, экспериментальным тестированием и эксплуатацией разработанного программного обеспечения
Личный вклад автора
Все результаты, приведенные в диссертации, получены либо лично соискателем, либо с его непосредственным участием Основными из полученных лично автором результатов, являются
формализация правил проектирования прецизионных элементов аналоговых схем,
разработка алгоритма автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов,
разработка алгоритма определения количества строк и столбцов в прецизионной структуре,
разработка алгоритма автоматического формирования симметричной структуры,
создание программного обеспечения для реализации разработанных алгоритмов,
разработка методики проектирования аналоговых микросхем с использованием программного обеспечения для автоматизации построения топологии прецизионных элементов
Диссертационная работа выполнена в рамках очной аспирантуры МИЭТ (ТУ)
Практическая значимость работы
На основе полученных теоретических результатов разработана программа автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых микросхем, являющаяся удобным инструментальным средством для разработчиков специализированных аналоговых интегральных микросхем С использованием программы автоматизированного построения прецизионных элементов маршрут проектирования прецизионных аналоговых микросхем упрощается Разработанное программное средство позволяет получить безошибочный проект на ранних стадиях проектирования и сократить время разработки прецизионных аналоговых микросхем
Реализация результатов работы
Результаты работы в виде средства автоматизированного проектирования прецизионных элементов аналоговых схем используется в маршруте проектирования аналоговых схем в фирме
000 «Юник Ай Сиз» и в учебном процессе МИЭТ (ТУ), что
подтверждается актами о внедрении Использование разработанного
программного обеспечения на предприятиях показывает высокую
эффективность его применения в цикле проектирования
прецизионных аналоговых ИС
Представляется к защите
Формализация задачи проектирования топологии прецизионных элементов на основе упрощенного метода получения статических параметров
Алгоритм автоматизированного проектирования топологии прецизионных элементов
Алгоритм определения количества строк и столбцов в прецизионной структуре, основанный на методе Герона
Математическое описание и алгоритм построения симметричной структуры, основанный на использовании радиальных областей
Архитектура автоматизированного средства проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых микросхем, реализованная на основе объектно-ориентированного языка С sharp (С #)
Методика проектирования специализированных аналоговых схем с применением средства автоматизированного
проектирования топологии прецизионных элементов аналоговых микросхем
Апробация результатов работы
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях
XI Всероссийская межвузовская научно-техническая
конференция студентов и аспирантов, Москва, Зеленоград,
21, 22 апреля 2004 г
XLVII научная конференция МФТИ, Москва, 26, 27 ноября 2004г
XII Всероссийская межвузовская научно-техническая
конференция студентов и аспирантов, Москва, Зеленоград, 19-
21 апреля 2005 г
XLVIII научная конференция МФТИ, Москва, 25,26 ноября 2005г
XIII Всероссийская межвузовская научно-техническая
конференция студентов и аспирантов, Москва, Зеленоград, 19 —
21 апреля 2005 г
V Международная научно-техническая конференция "Электроника и информатика - 2005", 23 - 25 ноября 2005 г
Публикации.
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в одной научной статье и шести докладах в трудах российских и международных научно-технических конференций (еще одна статья находится в печати)
Структура и объем работы
