Sprawdzanie reguł projektowych

W automatyce projektowania elektronicznego reguła projektowa to geometryczne ograniczenie nałożone na projektantów płytek drukowanych , urządzeń półprzewodnikowych i układów scalonych (IC), aby zapewnić, że ich projekty działają prawidłowo, niezawodnie i mogą być wytwarzane z akceptowalną wydajnością. Zasady projektowania dla produkcji są opracowywane przez inżynierów procesu w oparciu o zdolność ich procesów do realizacji zamierzeń projektowych. Automatyzacja projektowania elektronicznego jest szeroko stosowana, aby zapewnić, że projektanci nie naruszają zasad projektowania; proces zwany sprawdzaniem zasad projektowania ( DRC ). DRC jest ważnym krokiem podczas fizycznej weryfikacji projektu , która obejmuje również kontrole LVS ( układ kontra schemat ), kontrole XOR, ERC ( kontrola zasad elektrycznych ) i kontrole anten. Znaczenie zasad projektowania i DRC jest największe w przypadku układów scalonych, które mają geometrię w mikro- lub nanoskali; w przypadku zaawansowanych procesów niektóre fabryki nalegają również na stosowanie bardziej restrykcyjnych zasad w celu poprawy wydajności.

Zasady projektowania

Podstawowe kontrole DRC - szerokość, odstępy i obudowa

Zasady projektowe to szereg parametrów podawanych przez producentów półprzewodników , które umożliwiają projektantowi zweryfikowanie poprawności zestawu masek . Zasady projektowania są specyficzne dla określonego procesu produkcji półprzewodników. Zestaw reguł projektowych określa pewne ograniczenia geometryczne i dotyczące połączeń, aby zapewnić wystarczające marginesy uwzględniające zmienność w procesach produkcji półprzewodników, aby zapewnić prawidłowe działanie większości części.

Najbardziej podstawowe zasady projektowania pokazano na schemacie po prawej stronie. Pierwsze to reguły jednowarstwowe. Reguła szerokości określa minimalną szerokość dowolnego kształtu w projekcie. Reguła odstępów określa minimalną odległość między dwoma sąsiednimi obiektami. Zasady te będą obowiązywać dla każdej warstwy procesu produkcji półprzewodników, przy czym najniższe warstwy będą miały najmniejsze reguły (zwykle 100 nm od 2007 r.), A najwyższe warstwy metali będą miały większe reguły (być może 400 nm od 2007 r.).

Reguła dwóch warstw określa relację, która musi istnieć między dwiema warstwami. Na przykład obudowy może określać, że obiekt jednego typu, taki jak styk lub przelotka, musi być przykryty, z pewnym dodatkowym marginesem, warstwą metalu. Typowa wartość z 2007 roku może wynosić około 10 nm.

Istnieje wiele innych typów reguł, które nie zostały tutaj zilustrowane. Reguła minimalnego obszaru jest tym, co sugeruje nazwa. Reguły antenowe to złożone reguły, które sprawdzają proporcje powierzchni każdej warstwy sieci pod kątem konfiguracji, które mogą powodować problemy podczas wytrawiania warstw pośrednich. Istnieje wiele innych takich zasad, które są szczegółowo wyjaśnione w dokumentacji dostarczonej przez producenta półprzewodników.

Akademickie zasady projektowania są często określane za pomocą skalowalnego parametru λ , tak że wszystkie tolerancje geometryczne w projekcie można zdefiniować jako całkowite wielokrotności λ . Upraszcza to migrację istniejących układów układów scalonych do nowszych procesów. Reguły przemysłowe są bardziej zoptymalizowane i mają tylko przybliżone jednolite skalowanie. Zestawy reguł projektowania stawały się coraz bardziej złożone z każdą kolejną generacją procesu półprzewodnikowego. [ potrzebne źródło ]

Oprogramowanie

Głównym celem sprawdzania reguł projektowych (DRC) jest osiągnięcie wysokiej ogólnej wydajności i niezawodności projektu. Jeśli zasady projektowania zostaną naruszone, projekt może nie być funkcjonalny. Aby osiągnąć ten cel, jakim jest poprawa wydajności matryc, DRC ewoluowało od prostych pomiarów i kontroli logicznych do bardziej złożonych zasad, które modyfikują istniejące funkcje, wstawiają nowe funkcje i sprawdzają cały projekt pod kątem ograniczeń procesu, takich jak gęstość warstw. Ukończony układ składa się nie tylko z geometrycznej reprezentacji projektu, ale także z danych, które stanowią wsparcie dla wykonania projektu. Podczas gdy kontrole reguł projektowych nie sprawdzają, czy projekt będzie działał poprawnie, są one konstruowane w celu sprawdzenia, czy konstrukcja spełnia ograniczenia procesu dla danego typu projektu i technologii procesu.

Oprogramowanie DRC zwykle pobiera jako dane wejściowe układ w standardowym formacie GDSII oraz listę reguł specyficznych dla procesu półprzewodnikowego wybranego do produkcji. Na ich podstawie tworzy raport o naruszeniach reguł projektowych, które projektant może poprawić lub nie. Ostrożne „rozciąganie” lub rezygnacja z pewnych zasad projektowych jest często stosowane w celu zwiększenia wydajności i gęstości komponentów kosztem wydajności.

Produkty DRC definiują reguły w języku opisującym operacje, które należy wykonać w DRK. Na przykład Mentor Graphics używa Standard Verification Rule Format (SVRF) w swoich plikach reguł DRC, a Magma Design Automation używa języka opartego na Tcl . Zestaw reguł dla określonego procesu jest nazywany zestawem run, talią reguł lub po prostu talią.

DRC to bardzo intensywne obliczeniowo zadanie. Zwykle kontrole DRC będą przeprowadzane na każdej podsekcji ASIC, aby zminimalizować liczbę błędów wykrywanych na najwyższym poziomie. W przypadku uruchomienia na jednym procesorze klienci mogą czekać nawet tydzień, aby uzyskać wynik sprawdzenia zasad projektowych dla nowoczesnych projektów. Większość firm projektowych wymaga, aby DRC działał w mniej niż jeden dzień, aby osiągnąć rozsądne czasy cyklu, ponieważ DRC będzie prawdopodobnie uruchamiany kilka razy przed zakończeniem projektu. Przy dzisiejszej mocy obliczeniowej pełne chipy DRC mogą działać znacznie krócej, nawet w ciągu jednej godziny, w zależności od złożoności i rozmiaru chipa.

Niektóre przykłady DRC w projektowaniu układów scalonych obejmują:

  • Aktywny do aktywnego odstępu
  • Od dobrze do dobrze
  • Minimalna długość kanału tranzystora
  • Minimalna szerokość metalu
  • Odstępy między metalami
  • Gęstość wypełnienia metalem (dla procesów wykorzystujących CMP)
  • Gęstość poli
  • Reguły ESD i I/O
  • Efekt anteny

Handlowy

Główne produkty w obszarze EDA w DRK obejmują:

Darmowe oprogramowanie

  • Elektryczny system projektowania VLSI
  • KLayout
  • magia
  • Sojusz — darmowy system VLSI/CAD
  • Oprogramowanie Open Circuit Design:
  • Microwind — edukacyjny system CAD do tworzenia układów
  • Opensource 130nm CMOS PDK od Google i technologii SkyWater. Odlewnia
  •   Electronic Design Automation For Integrated Circuits Handbook , Lavagno, Martin i Scheffer, ISBN 0-8493-3096-3 Badanie pola, z którego pochodzi część powyższego podsumowania, za zgodą.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Design_rule_checking&oldid=1117888935 ”