PROJEKTOWANIE UKŁADÓW SCALONYCH CMOS
Grupa: podręczniki
Podręcznik poświęcony podstawowym zagadnieniom z zakresu projektowania układów scalonych CMOS, obecnie powszechnie używanym we wszystkich dziedzinach przemysłu, telekomunikacji, medycynie i wielu innych. Przekazano podstawowe wiadomości dotyczące tranzystorów MOS i komponentów używanych w technologii CMOS, a także opis oprogramowania wspierającego hierarchiczne projektowanie układów scalonych. Przedstawiono projektowanie układów scalonych metodami bottom-up (od pojedynczego elementu do układu), a także top-down (od funkcji układu do jego fizycznej realizacji).
Odbiorcy książki
Studenci wydziałów elektroniki, telekomunikacji i informatyki wyższych uczelni technicznych, studenci wydziałów informatyki uniwersytetów, słuchacze studiów doktoranckich i podyplomowych..
PROJEKTOWANIE UKŁADÓW SCALONYCH CMOS
Spis treści:
Słowo wstępne 9
1. Wprowadzenie
2. Wytwarzanie układów scalonych - od pomysłu do testów - kurs w pigułce
2.1. Pomysł 16
2.2. Schemat i symulacje wstępne 17
2.3. Topografia i sprawdzenie reguł geometrycznych 17
2.4. Ekstrakcja komponentów podstawowych i porównanie ze schematem 19
2.5. Ekstrakcja części podstawowych i pasożytniczych oraz przeprowadzenie symulacji 20
2.6. Fabrykacja i testy gotowej struktury 20
2.7. Podsumowanie kursu w pigułce 22
3. Układy CMOS
3.1. Tranzystory MOS 23
3.2. Tranzystor dyskretny a tranzystor jako podstawowy składnik układu scalonego 27
3.3. Pasożytnicze pojemności w układach CMOS 29
3.4. Właściwości układów cyfrowych 32
3.4.1. Charakterystyka przejściowa i marginesy zakłóceń 33
3.4.2. Obciążalność bramki 35
3.4.3. Atrybuty dynamiczne 35
3.4.4. Konsumpcja energii 36
3.4.5. Współczynnik Delay-Power Product (DP) 41
3.5. Podstawowe komponenty CMOS 41
3.5.1. Inwerter 41
3.5.2. Bramka NAND 52
3.5.3. Bramka NOR 56
3.5.4. Bramki AOI i OAI 60
3.5.5. Bramka XOR 61
3.5.6. Bramka transmisyjna 62
3.5.7. Bufor trójstanowy 62
3.5.8. Przerzutniki 63
4. Oprogramowanie wspierające hierarchiczne projektowanie układów scalonych
5. Projektowanie układów scalonych metodą od szczegółu do ogółu
5.1. Schemat układu - od tranzystorów do systemu 71
5.2. Weryfikacja ergonomiczna 78
5.3. Tworzenie topografii 85
5.3.1. Reguły projektowe, czyli kompromis uzysku produkcji i skuteczności systemu 85
5.3.2. Właściwości elektryczne warstw 95
5.3.3. Połączenie układu scalonego ze światem zewnętrznym 106
5.3.4. Przykładowe topografie 112
5.4. Weryfikacja topografii i przesłanie układu do produkcji 114
6. Projektowanie układów scalonych metodą od ogółu do szczegółu
6.1. Proces projektowy układu scalonego metodą od ogółu do szczegółu 118
6.2. Programowanie, kombinacja i symulacja działania układów za pomocą języków opisu sprzętu 119
6.3. Synteza logiczna 122
6.4. Komórki standardowe i automatyczne generowanie topografii 124
7. Produkcja układów scalonych
7.1. Wytwarzanie struktury półprzewodnikowej 130
7.1.1. Wytwarzanie monokryształu 131
7.1.2. Defekty struktur monokrystalicznych 133
7.1.3. Kształtowanie elementów elektrycznych 138
7.1.4. Nanoszenie warstw 138
7.1.5. Defekty nanoszonych warstw 151
7.1.6. Kształtowanie warstw - cykl, defekty 153
7.1.7. Domieszkowanie i wygrzewanie 161
7.1.8. Uproszczony cykl produkcji struktury CMOS 165
7.2. Postęp technologii CMOS i przyszłość układów scalonych 169
8. Podstawy języka Verilog
8.1. Terminologia 175
8.2. Moduł i porty 176
8.3. Podstawowe konstrukcje języka Verilog 180
8.3.1. Typy danych 180
8.3.2. Skalary i wektory 183
8.3.3. Operacje na wektorach 185
8.3.4. Pamięci 187
8.3.5. Atrybuty 187
8.3.6. Zadania i funkcje 191
8.4. Składnia i konwencje języka Verilog 194
8.4.1. Słowa kluczowe 194
8.4.2. Identyfikatory 194
8.4.3. Komentarze 195
8.4.4. Znaki białe 195
8.4.5. Stałe 195
8.5. Przeprowadzanie i kontrola symulacji 197
8.5.1. Czas i opóźnienia 197
8.5.2. Moduł testowy 198
8.5.3. Zadania i funkcje systemowe 198
8.5.4. Dyrektywy kompilatora 199
8.6. Hierarchia 201
8.7. Stopnie abstrakcji modelowania 204
8.8. Projektowanie na poziomie kluczy i bramek 205
8.8.1. Elementy predefiniowane 206
8.8.2. Przykłady wykorzystania 209
8.8.3. Własne komponenty predefiniowane 212
8.9. Projektowanie na poziomie przepływu danych 217
8.9.1. Operatory 218
8.9.2. Przypisania współbieżne 221
8.9.3. Przykładowe użycia 222
8.10. Projektowanie na poziomie behawioralnym 225
8.10.1. Bloki proceduralne 225
8.10.2. Instrukcje warunkowe i wyboru 231
8.10.3. Pętle 234
9. Zjawiska elektrotermiczne w układach scalonych
9.1. Zjawiska termiczne w ciałach stałych 237
9.1.1. Typy podmiany ciepła 238
9.1.2. Równanie przewodnictwa ciepła w ciałach stałych 240
9.1.3. Rozwiązanie równania przewodnictwa ciepła w ciałach stałych, opisującego warunki pracy obudowanych układów scalonych w stanie ustalonym 243
9.2. Analiza interakcji elektrotermicznych w układach scalonych 245
9.2.1. EThS - narzędzie do przeprowadzania symulacji elektrotermicznych w stanie ustalonym 246
9.2.2. Thermtest - prototypowy układ scalony do weryfikacji zjawisk elektrotermicznych w układach scalonych 247
9.2.3. Przypasowanie i weryfikacja modeli elektrotermicznych na podstawie pomiarów układu testowego Thermtest i symulacji w środowisku EThS 251
9.2.4. Przykładowe symulacje elektrotermiczne 256
Spis literatury 259
Książka opisująca tematykę projektowania układów scalonych CMOS - polecamy!
Książka całkowicie, ani we fragmentach nie może być skanowana, kserowana, powielana bądź rozpowszechniana przy pomocy maszyn elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym ponadto nie może być umieszczana ani rozpowszechniana w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
