Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/S19830922Elc063.shtml

Стандартные элементы, моделирующие известные ИС

Разработчики блоков на печатных платах могут без труда переключаться на работу с полузаказными ИСГ пользуясь наборами элементов, моделирующих стандартные логические приборы.

Пытаясь удовлетворить потребности в полузаказных ИС, ощущаемые разработчиками блоков на печатных платах (число таких инженеров, по оценкам, достигает 200 тыс. чел.), фирма Texas Instruments Inc. начинает двухцелевую программу выхода на рынок логических устройств на базе стандартных элементов. Основная цель при этом — дать возможность заказчикам разрабатывать полузаказные интегральные схемы во многом таким же образом, как они сейчас обычно разрабатывают блоки на печатных платах с использованием хорошо известных семейств стандартных логических схем.

В то же время те заказчики стандартных логических элементов фирмы TI, которые этого хотят, могут использовать более современные программные средства проектирования для приспособления физической раскладки элементов и соединений схем с целью получения наивысших характеристик при наименьших затратах; при этом используемые методы во многом напоминают традиционный процесс проектирования ИС. Для заказчиков, чьи проектные возможности строго ограничены логическим уровнем конструирования, фирма TI будет выполнять работы по завершению физической раскладки при помощи проектного программного обеспечения и при содействии собственных инженеров — специалистов по проектированию ИС.

Обеспечивая два уровня конструирования, фирма надеется привлечь широкий контингент заказчиков схем на стандартных элементах. Ссылаясь на отраслевой прогноз, согласно которому объем этого рынка возрастет с 13 млн. долл. в 1983г. до 450 млн. долл. в 1988г., специалисты фирмы TI указывают, что потенциальный контингент заказчиков схем на стандартных элементах в настоящее время распадается на две категории: в первую входят около 200 тыс. инженеров — специалистов по логическому проектированию, опыт работы которых строго ограничен уровнем блоков на печатных платах; ко второй принадлежат примерно 2000 разработчиков, желающих и способных использовать сложное проектное программное обеспечение для оптимизации характеристик полузаказных ИС.

«Мы пытаемся навести мост между разработчиком блока на печатной плате и реализацией нужной ему топологии интегральной схемы, предлагая с этой целью новое семейство логических компонентов, специально предназначенных для интеграции на кремнии, но в то же время сохраняющих генетическую связь с известными семействами логических схем 54 и 74, например с сериями маломощных приборов с диодами Шотки и сериями К/МОП-схем»,— поясняет Х. Уэйн Спенс, вице-президент организованного полгода назад в Далласе отделения заказных компонентов фирмы TI.

Отделение запланировало установить в Далласе производственную линию «быстрого реагирования», которая будет выпускать опытные образцы приборов на стандартных элементах. Фирма TI намеревается использовать электронно-лучевые системы, которые осуществляют гравировку непосредственно на кремнии, что позволит снизить время и затраты на изготовление опытных образцов и мелких партий ИС.

Сроки выпуска. При нормальном цикле разработки и изготовления опытных образцов фирма TI надеется поставлять первые изделия через шесть недель после завершения разработки конструкции и ее верификации. При ускоренном цикле это время может быть сокращено до четырех недель. В среднем TI надеется завершить полный цикл разработки и изготовления опытных образцов примерно за 23 нед, причем большую часть времени, около 15 нед, будет занимать разработка изделия самим заказчиком.

Семейство логических схем на стандартных элементах фирмы TI (SN54/74SC) изготавливается на основе технологии быстродействующих К/МОП ИС с двойными карманами по 3-мкм проектным нормам. Члены семейства непосредственно воспроизводят эквивалентные логические функции существующих семейств логических схем. Например, двухвходовая схема НЕ-И на стандартных элементах имеет то же самое обозначение 00, которое она носит в обычных семействах логических схем на маломощных элементах с диодами Шотки или быстродействующих К/МОП (HC-MOS) схем.

К концу 1984г. фирма TI планирует предлагать варианты на стандартных элементах всех логических схем, изготавливаемых по указанной технологии. В состав нового семейства входят также несколько схем, которые фирма называет процедурными элементами, например запоминающие устройства с произвольной выборкой, постоянные запоминающие устройства и регистры, которым может быть придана конфигурация, отвечающая потребностям заказчика. Изображенный на приводимой фотографии кристалл, предназначенный для адресации 16 Мбайт памяти с преобразованием адресов, содержит сумматор, ЗУПВ, счетчики и управляющую логику.

При использовании метода разработки PiC на стандартных элементах инженеры будут просто выбирать нужные им функции и строить логическую схему примерно такими же способами, как и при разработке блока на печатной плате. Спенс говорит, что некоторые заказчики смогут передавать макеты своих конструкций на печатных платах с жестким монтажом в разбросанные: по всему миру региональные технологические центры фирмы TI, а специалисты последней распределят логические функции по кристаллам.

После того как разработка конструкции на базе схем серии 54/74SC будет завершена, фирма TI получит ее от заказчика и преобразует конструкцию в физическую топологию на кремнии, используя как программное обеспечение для системы автоматизированного проектирования, так и искусство своих инженеров — конструкторов ИС. Как говорит Спенс, по своим характеристикам полученные таким образом конструкции при изготовлении по технологии быстродействующих К/МОП-схем на 15—20% превосходят эквивалентные платы, укомплектованные дискретными компонентами на маломощных схемах с диодами Шотки. «Если заказчик решит потратить дополнительное время на оптимизацию физической топологии, то мы можем получить уровни характеристик значительно лучшие, чем у маломощных схем с диодами Шотки»,— добавляет он.

Каждый член семейства 54/74 логических схем на стандартных элементах может быть реализован несколькими способами, дающими различные номиналы рассеиваемой мощности, коэффициенты разветвления по выходу, размеры кристаллов и, следовательно, разную себестоимость. Например, библиотека стандартных элементов содержит четыре реализации двухвходовой схемы НЕ—И типа 74SC00 с различными размерами транзисторов, что позволяет выбрать низкие или высокие уровни управляющих сигналов.

Выбор быстродействия. Уровни управляющих сигналов выбираются для каждой логической функции в зависимости от требований к характеристикам этой части конструкции кристалла. Например, от вентиля типа 00 можно получить время перехода с высокого на низкий уровень, равное 4,2 нс при внутренней нагрузке 1 пФ. Самая быстродействующая реализация того же вентиля при той же нагрузке будет иметь время срабатывания 1,6 нс. Есть и два промежуточных уровня быстродействия, 1,8 и 2,5 нс. Фирма TI разрабатывает также библиотеку более быстродействующих К/МОП стандартных элементов на базе 2-мкм геометрии.

Характеристики семейства схем на стандартных элементах SN54SG нормированы во всем военном диапазоне температур от —55 до +125°С, а схемы серии 74 предназначены для работы в диапазоне от —40 до + 85°С, принятом для невоенной аппаратуры. Конструкции на стандартных элементах могут быть помещены в различные корпуса, от восьми-штырьковых двухрядных корпусов до многоштырьковых кристаллодержате-лей [pp. 216, 218].

Texas Instruments Inc., Semiconductor Group,
Literature Response Center (SC-425),
P.O.Box 401560, Dallas, Texas 7524G

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 56, No.19 (675), 1983г - пер. с англ. М.: Мир, 1983, стр.108

Electronics Vol.56 No.19 September 22, 1983 A McGraw-Hill Publication

Раздел: КОМПОНЕНТЫ, ПРИБОРЫ, СИСТЕМЫ

Тема:     Полупроводниковые приборы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/S19830922Elc063.shtml