Обеспечение синхронизации на этапе физического проектирования и верификации

Основной метод обеспечения синхронизации сигналов при физическом проектировании МС – это моделирование системы с учетом размещения элементов и реальных параметров проводников. В электрической схеме проводники заменяются многосекционными моделями с сосредоточенными R-L-C параметрами. Существует программы расчета параметров моделей проводников на основе реальной топологии. Перекрестные электромагнитные связи между проводниками в моделях с сосредоточенными параметрами обычно не учитываются. Для учета перекрестных связей разработчику необходимо выделить интересующую его группу проводников (например, трансформатор) и определить параметры модели с использованием специального электромагнитного симулятора. После этого заменить в схеме все модели выделенных проводников одной новой групповой моделью связанных проводников. По результатам моделирования проводится совместная оптимизация электрической схемы и топологии. Имеются программы, автоматически выполняющие совместную оптимизацию схемы и топологии цифровых устройств.

Однако, еще до проведения совместного моделирования МС, топология блоков и системы в целом разрабатывается по определенным правилам. Соблюдение этих правил сокращает число итераций при разработке топологии и обеспечивает достижение положительного результата.

Особое внимание уделяется цепям питания и синхронизации. Сопротивление цепей питания рассчитывается не для усредненного, а для максимального пикового тока. Обычно пиковый ток системы достигается после рабочего фронта импульса синхронизации. Для пикового тока суммарное падение напряжения в шинах питания и "общих" не должно превышать 10% логического перепада. На падение напряжения в шинах влияет не только их сопротивление, но и индуктивность. Для снижения индуктивности шины питания и "общий" располагают по возможности ближе друг к другу. Токи в этих шинах должны течь навстречу, т.е. в противоположных направлениях. Для этого контактные площадки "питание" и "общий" размещаются попарно рядом и равномерно по периметру кристалла. Глобальные цепи питания объединяются в кольца по периметру кристалла. Внутри блоков обычно используется встречно-штыревая структура шин питания, удобная для компактного размещения элементов. При разработке топологии цепи питания формируются в первую очередь.

Во вторую очередь разводится "дерево" синхронизации. В отсутствии других сигнальных проводников легко удается выровнять параметры линий связи в каждом ярусе "дерева".

Автоматическая или полуавтоматическая трассировка остальных цифровых элементов выполняется в третью очередь. Причем, в программе автоматической трассировки можно указать приоритетные линии связи, которые будут проведены кратчайшим путем, например, для самых высокочастотных сигналов.

Если цифровые блоки проектируются только с использованием различных автоматических программных средств, то при проектировании топологии аналоговых блоков автоматические средства используются ограниченно. Разнообразные параметры аналоговых элементов сильно зависят от их топологии, и оптимизировать набор этих параметров пока может только разработчик.

При разработке топологии аналоговых блоков решаются две основные задачи: снижение уровня системных шумов и улучшение однородности параметров элементов. Подробно эти задачи описаны в главе 4.

Дата добавления: 2015-10-13