Введение к работе
Актуальность темы. Современные микроэлектронике технологии обеспечивают создание БИС сложностью порядка 10т олементов на кристалл. Рост сложности схем наставляет раоработчиков концентрировать внимание не только на отдельных аспектах проектирования, но и на процессе в целом и вести проект одновременно на нескольких уровнях абстракции. Это определяет высокие требования к производительности аппаратных и программных средств автоматвозцин проехтных работ. Время проектирования становится одним ив наиболее критичных факторов, опре-, делающих при оаданном уровне качества соодание новых изделий микро-электронити. Решение подобных задач достигается мобилизацией всех доступных реоервов (увеличением тактовой частоты используемых ЭВМ, модерниоацпей программных средств для повышения проиоводнтелыюсти решения комплекса оадач, применения новых методов и стратегий проектирования, введения в состав АРМ специалиоированных процессоров для форсирования наиболее трудоемких оадач).
Одним ио направлений решения задача радикального сокращения временя проектирования является разработка п производство семейств попу-оакааных БИС с повышенной степенью интеграции на базовых матричных кристаллах (БМК), выполненных по биполярной технологии. Ключевая роль при отой отводится средствам автоматизированного проектирования высокой производительности, способных решать задачи логического проектирования в условиях большой сложности цифрового объекта и жестких временных ограничениях на его проектирование.
Необходимость согщания и включения системы многоуровневого моделирования (СММ) в качестве структурного компонента САПР и отсутствие общей методологии ее построения делают актуальной разработку методов и алгоритмов повышения эффективности СММ, построение оптимальных моделей объектов проектирования, внедрение и оперативной отладку таких средств к быстро меняющимся условиям производства. Соодание СММ предполагает существенное повышение эффективности я качества проектных работ на счет комплексного испольоовання лингвистического и информационного обеспечения, программных и аппаратных средств
повышения проиоводигелыгости процедур верификации и оптимальной организации процесса проектирования.
Диссертационная работа является частью комплексной работы, проводимой в рамках важнейших работ департамента оясктронпой промышленности Миноборонпрома РФ и плана создания новой техники БВО "Электроника."
Цель работы и падотп исследования. Целью работы является рао-работка.н соодаиие системы многоуровневого моделирования семейств биполярных БИС высокой сложности, обеспечивающей сокращение сроков исполнения проекта, повышение эффективности и качества процесса проектирования.
В соответствии с поставленной целью основными «задачами работы являются: обоснование архитектуры интегрированной системы многоуровневого моделирования (СММ) повышенной производительности семейств биполярных матричных БИС нового поколения высокой сложности, определение основных .ее параметров, принципов реализации и структуры программного обеспечения; формирование рациональных проектных процедур и функциональных требований к подсистемам интегрированной системы многоуровневого моделирования семейств биполярных матричных БИС; алгоритмизация основных проектных процедур СММ в соответствии с ориентацией на автоматический и интерактивный режимы проектирования; раоработка и внедрение елементов лингвистического, информационного, математического и программного обеспечения интегрированной системы многоуровневого моделирования повышенной производительности семейств биполярных матричных БИС нового поколения; построение интегрированной системы проектирования семейств матричных БИС в составе САПР сквооного проектирования ИЭТ и ВТ на основе сформулированных предложений и разработанных видов обеспечения.
Методы исследования. При выполнении работы были испопьоо-ваны: теория и методы машинного моделирования, теория множеств, методы математической статистики, элементы теории графов, основные положения теории вероятностей.
Научная новиода. Получены следующие научные реоультаты:
концепция построения интегрированного программно - аппаратного
комплекса многоуровневого моделирования, отличающегося сочетанием мини- и мнжроЭВМ со специализированными ускорителями при моделировании комплекта биполярных матричных БИС нового поколения в составе цифровой системы;
технология аппаратных ускорителей моделирования и архитектуры основных элементов ускорителей, обеспечивающих их унификацию для решения оадач логического анализа, моделирования-неисправностей, генерации и верификации тестов;
алгоритмические основы системы многоуровневого моделирования с использованием аппаратных ускорителей, увеличивающих проидводатель-ностн в несколько рас на программном уровне и на 3 - 4 порядка на аппаратном;
стратегия н методы проектирования тестопрнгодных уояов и блоков комплекта матричных биполярных БИС высокой сложности в составе цифровой системы, отличающейся оптимизацией логической структуры для повышения еффективностн тестирования;
алгоритмы генерации тестов с учетом вероятностных параметров тестируемости, позволяющих значительно сократить количество входных воздействий, повысить достоверность верификации при снижении вычислительных затрат;
основные элементы лингвистического и информационного обеспечении системы многоуровневого моделирования, обеспечивающие единство и универсальность описания типовых олементов на раоличных уровнях процесса проектирования на базе многоуровневых библиотек и возможность интеграции в систему других пакетов;
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы положены в основу создания интегрированной системы многоуровневого моделирования семейств биполярных БИС на баое отечественных и оарубеж-ных мили- и микроЭВМ и специализированных процессоров логического моделирования "Электроника МСЗО" н "Электроника МС91". Программно - аппаратный комплекс поддерживается разработанными лингвистическими средствами и соответствующим информационным и программным обеспечением. Созданные программные и аппаратные средства (целевые подсистемы и система в целом) переданы и внедрены на ряде ггредприя-
тий Главного управления (электронной промышленности гг. Мосты, Воронежа, Орда, Н.Новгорода, Уфы, Ульяновска, Челябинска. Программные пакеты логического моделирования переданы в ОФАП отрасли. Интегрированная система многоуровневого моделирования в полном объеме внедрена в ОКБ "Процессор" (г. Воронеж, в настоящее время АООТ "ОКБ ПРОЦЕССОР") и научно - исследовательском институте влехтроннон техники НПО "Электроника". Система проектирования испольоовалась при разработке полуоакаоных семейств БИС на баоовых матричных кристаллах иа предприятиях гг. Воронежа, Екатеринбурга, Ульяновска. Годовой экономический еффект от внедрения системы и целевых подсистем оценивается в 421 млн р. (в ценах 1995 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах и конференциях: на семинаре "Передача и обработка данных в системах управления и ЭВМ" (февраль 1989 ); Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы создания интеллектуальных САПР РЭА и СБИС (Академия наук СССР, НИИ САПР АН Крымская обл. май 1989 г.); Всесоюзном совещании-семинаре молодых ученых "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники иа базе высокопроизводительных мини- и микроЭВМ" (сентябрь 1989, г. Воронеж); научно-технической конференции конструкторского проектирования РЭА и ЭВА (1989, Пенза); на IV симпозиуме "Эффективность, качество и надежность систем человек - техника" (г.Воронеж, 28 - 30 ноября 1990 ); межвузовской конференции "Экстремальные задачи и их приложения'' (Н.Новгород, июль 1992 ); на Региональной конференции "Автоматизация проектирования РЭА и ЭВА" (Пенза, 12 - 13 октября 1992 ); на XXI международной конференции и школе молодых ученых и специалистов "САПР - 94. Новые информационные технологии в науке, образовании, медицине и бизнесе" (4 - 13 мая 1994, Крым, Гурзуф); Всероссийском совещании семинаре "Математическое обеспечение высохих технологии в технике, образовании и медицине" (г.Воронеж, 3-5 ноября 1994 ); на XII международной школе и конференции CAD - 95. "NEW INFORMATION TECHNOLOGIES APPLICATION IN SCIENCE, EDUCATION, MEDICINE AND BUSINESS" (UKRAINE, CRIMEA, YALTA - GURZUFF. May 4 - 14 1995); на междуна-
родной научно-технической конференции "Методы, средства оценки и повышения надежности приборов устройств н систем" (г. Пеноа, 1995 ); на отраслевых совещаниях и семинарах.
Диссертация в целом обсуждалась на межжафедралыюм семинаре Воронежского государственного технического университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 41 печатная работа. Часть результатов отражено в научно - технических отчетах по НИОКР, проведенных в период 1980 : 1995 гг., где автор был главным конструктором или оаместателем главного конструктора раоработкя.
Структура и объем работы. Диссертация состоит го. введения, пяти глав, заключения, списка литературы, состоящего ив 205 наименований, и приложения. Основной текст положен на 251 странице машинописного текста. Работа содержит 33 рисунка, 15 таблиц. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
