CAD-Entwurfskontrolle in der Mikroelektronik: Mit einer by Wolfgang Nebel

By Wolfgang Nebel

Das vor1iegende Buch entstand aus einem Skript zur Vor1esung "CAD-Hi1fsmitte1 zur Entwurfskontro11e hochinte grierter Digita1scha1tungen." Diese Vor1esung wird seit 1983 von mir unter wissenschaft1icher Verantwortung von Herrn Prof. Dr.-Ing. R. W. Hartenstein geha1ten. Sie ist Bestandteil des Hauptstudiums Informatik der Universitat Kaisers1autern. Neben einer grund1ichen Uberarbeitung wurde das Skript im wesent1ichen um zwei einfuhrende Kapite1 erganzt. Das erste gibt dem Leser in knapper shape einen Einstieg in die NMOS-Scha1tungstechnik. Dieses Kapite1 richtet sich insbesondere an zwei Leserschichten: Erstens den Informatiker, der CAD-Hi1fsmittel entwerfen wi1l und eine einfache Darste11ung der e1ektrotechnischen Hintergrunde sucht. Der zweite Personenkreis sind Entwick1er e1ektronischer Scha1tungen, denen dieses Kapite1 a1s Einfuhrung in den Entwurf kundenspezifischer Scha1tungen dienen kann. In beide Leserkreise beziehe ich auch Studenten der entsprechenden Fachrichtungen ein. Das Kapite1 geht bewusst nicht auf festkorperphysika1ische Einze1heiten und komp1izierte Transistormode11e ein. Es orientiert sich vie1mehr am bekannten' Lehrbuch "Introduction to VLSI structures" von Carver Mead und Lynn Conway /9/. Ich bitte a11e Ha1b1eiter-Physiker und Techno1ogen, diese Abstraktion zu verzeihen. Das zweite Kapite1 gibt eine Ubersicht uber die verschiedenen Schritte, die von einer Scha1tungsidee bis zum fertigen Chip fuhren. Hier werden die verschi denen Betrachtungsebenen wahrend der Entwurfsphase und die CAD-Werkzeuge, die in den verschiedenen Abstraktionsebenen zur Verfugung stehen, aUfgezeigt. In diesem Kapite1 werden die Grund1agen fur einen strukturierten SChaltungsentwurf ge1egt, dessen grundsatz1iche Bedeutung ich im gesamten Buch hervorhebe. 6 Vorwort Kapitel three und four befassen sich mit zwei Schwerpunkten der Entwurfskontrolle integrierter Schaltungen. dem layout Rule-Check und der Schaltkreisextraktion. Zu beiden Gebieten werden unterschiedliche Losungsmoglichkeiten vorgestellt

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3 Verbindungstechnik Cuts ist die Meta11eitung. direkte Verbindung des Substrats mit 31 einer um eine Substrat-Vorspannung oder Substrat-Erdung zu bewirken. 11 b) benutzt eine die Masken-Ebene. Po1yebene definiert. we1ches vom diesem Gebiet wird das Diffusionsebene aufgebracht. werden die zusätz1iche ein Gebiet zwischen der Diffusions- und der Dickoxyd P01y somit Während des befreit direkt wird. In auf die Diffusionsprozesses Ionen an dieser Stelle durch das Poly ins Substrat diffundiert . so daß ein e1ektrischer Kontakt hergeste11t wird.

2 dargestellte läßt sich mit den Erkenntnissen aus Kapitel 1 . 4 1:1 in eine Transistorschaltung überführen. 50 2 Der VLSI Entwurfsprozeß X1 (B1 * SI * (A1 * SI XO (BO * SI * (AO * SI (Gl. 5 kann mit dem Simulator des KARL-Systems getestet werden. um z . B. eine Übereinstimmumg mit der Simulation auf RT-Ebene nachzuprüfen. SB- - - - - - 1 1 \ b - - _ XB AB_ _ _-+--I\ Sl _ _-+-+--I\ A1_ _-+-+--1'1 Xl 5 Bild 2 . 7 Gatterschaltung des Multiplexers Zusammenfassend unterscheidet sich die Beschreibung in der Logikebene von der in der RT-Ebene durch folgende Eigenschaften: 1.

Eine gewisse Einschränkung für Umständen gern implementieren Algorithmen auch den diagonale möchte. Wir lassen Dies ste11t zwar Designer dar. Leitungen oder Andererseits Form. werden der unter Kreisbögen jedoch die für Extraktoren und Design-Ru1e-Checker wesentlich einfacher und die zugehörigen Programme entsprechend schneller. Manhatten-CIF, beschreibt die oder Po1ygone. 18).

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