PRZEDMOWA........................................... 9
1. PROJEKTOWANIE ELEMENTARNYCH STRUKTUR DUŻEJ SKALI INTEGRACJI ..........................................11
1.1. Cel ćwiczenia.......................................11
1.2. Wprowadzenie......................................11
1.2.1. Formaty transferowe opisu struktur......................12
1.2.2. Format CIF opisu struktur ...........................13
1.2.3. Przykładowy system wspomagania projektowania layoutu ........16
1.3. Opis stanowiska laboratoryjnego...........................19
1.3.1. Konstrukcja opisu struktur elementarnych nMOS .............19
1.3.2. Menu edytora graficznego opisu struktur VLSI...............20
1.3.3. Graficzny edytor layoutu struktur.......................23
1.3.4. Komenda kreślenia ścieżki TRACĘ......................26
1.3.5. Komendy struktury BŁOCK..........................27
1.3.6. Komendy przeglądania rysunku ........................29
1.3.7. Format DXF opisu struktur...........................31
1.3.8. Biblioteka struktur elementarnych nMOS ..................35
1.3.9. Projektowanie struktur nMOS VLSI .....................36
1.3.10. Translacja formatów ..............................37
1.3.11. Konstrukcyjne reguły projektowania.....................39
1.4. Projektowanie struktur CMOS VLSI.........................40
1.4.1. Równania stałoprądowe tranzystora MOS..................41
1.4.2. Charakterystyka stałoprądowa inwertera CMOS ..............45
1.4.3. Marginesy napięcia wejściowego inwertera.................51
1.4.4. Czasy przełączania inwertera..........................54
1.4.5. Bramki z tranzystorami wielokrotnymi ....................63
1.4.6. Layout funktorów CMOS............................71
1.4.7. Podsumowanie ..................................87
1.4.8. Wybrane zagadnienia projektowania struktur CMOS ...........90
1.5. Program ćwiczenia ...................................94
1.6. Literatura.........................................96
2. OPROGRAMOWANIE GRAFICZNYCH PRAC PROJEKTOWYCH......99
2.1. Cel ćwiczenia.......................................99
2.2. Wprowadzenie......................................99
2.2.1. Edytor programu AutoCAD ......................... 100
2.2.2. Menu główne edytora programu AutoCAD................ 101
2.2.3. Menu konfiguracyjne .............................101
2.2.4. Menu edytora..................................102
2.2.5. Formaty plików transferowych........................102
2.2.6. Wydruk......................................102
2.2.7. Przykłady wykorzystania komend edytora................. 102
2.3. Opis stanowiska laboratoryjnego ..........................109
2.3.1. Komendy edytora................................109
2.3.2. Rzuty bryły ...................................124
2.4. Program ćwiczenia ..................................129
2.5. Literatura........................................130
3. SYMULATORY UKŁADOWE W SYSTEMACH CAE............... 131
3.1. Cel ćwiczenia...................................... 131
3.2. Wprowadzenie..........................1........... 131
3.2.1. Struktura symulatora.............................. 132
3.2.2. Formułowanie opisu układu ......................... 133
3.2.3. Wzorce...................................... 137
3.2.4. Symulacja .................................... 147
3.2.5. Algorytm pracy symulatora.......................... 149
3.3. Opis stanowiska laboratoryjnego .......................... 149
3.3.1. Symulator układowy SPICE ver. 2G.................... 149
3.3.2. Zbieżność procedur całkowania....................... 152
3.3.3. Struktura pliku danych............................. 152
3.3.4. Elementy sieci.................................. 153
3.3.5. Moduły podukładów.............................. 167
3.3.6. Komendy sterujące............................... 168
3.3.7. Przykłady .................................... 172
3.3.8. Symulator układowy MICRO-CAP III................... 189
3.3.9. Zintegrowany system SPICE-ICAP/4.................... 189
3.3.10. SPICE ver. 3f3 ................................ 190
3.4. Program ćwiczenia .................................. 190
3.5. Literatura ........................................ 192
4. SYMULATORY LOGICZNE............................... 195
4.1. Cel ćwiczenia...................................... 195
4.2. Wprowadzenie..................................... 195
4.2.1. Symulacja układów logicznych........................ 196
4.2.2. Konstrukcje HDL w opisie architektury modułów............ 197
4.2.3. Interfejs użytkownika ............................. 200
4.2.4. Realizacja czasowej sekwencji sterującej modułami VHDL ...... 201
4.3. Opis stanowiska laboratoryjnego .......................... 209
4.3.1. Struktura symulatora LOGSIM ....................... 209
4.3.2. Struktura logiczna symulatora LOGSIM.................. 209
4.3.3. Moduł MACRO w złożonych układach logicznych ........... 209
4.3.4. Komendy systemowe (LOGSIM COMMANDS)............. 210
4.3.5. Biblioteka elementów symulatora LOGSIM................ 217
4.3.6. Pobudzenia zewnętrzne (LOGSIM EXTERNALS)............ 218
4.3.7. Symulatory Active-HDL i Cypress Semiconductor............ 221
4.4. Program ćwiczenia .................................. 222
4.5. Literatura ........................................ 222
5. PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW VLSI........................ 225
5.1. Cel ćwiczenia...................................... 225
5.2. Wprowadzenie..................................... 225
5.2.1. Narzędzia programowe kompilacji krzemowej .............. 226
5.2.2. Typy układów scalonych i strategie projektowania............ 232
5.2.3. Struktury biblioteki ASIC........................... 235
5.3. Opis stanowiska laboratoryjnego .......................... 235
5.3.1. Biblioteka struktur rozbudowanych nMOS................. 235
5.3.2. Sumator/Subtraktor bit-slice Adder_M 170 ................ 244
5.3.3. Komórka pamięci RAM 501 ......................... 251
5.4. Program ćwiczenia laboratoryjnego ........................ 255
5.5. Literatura ........................................ 257
6. UKŁADY REPROGRAMOWALNE FPAA ...................... 259
6.1. Cel ćwiczenia...................................... 259
6.2. Wprowadzenie..................................... 259
6.3. Opis stanowiska laboratoryjnego .......................... 261
6.3.1. Oprogramowanie FPAA.......................: . . . . 262
6.3.2. Makro Edytor.................................. 264
6.3.3. Modyfikacje architektury........................... 268
6.3.4. Praca równoległa FPAA ........................... 272
6.4. Program ćwiczenia .................................. 280
6.5. Literatura........................................ 281
7. DODATEK A - Technologia nMOS........................... 283
7.1. Literatura........................................ 294
8. DODATEK B - Wybrane elementy biblioteki struktur elementarnych nMOS . 295
8.1. Struktura kontaktowa PadBlank........................... 295
8.2. Kontakt ziemi PadGnd ................................ 295
8.3. Kontakt zasilania PadVdd .............................. 296
8.4. Kontakt wejścia Padln4................................ 297
8.5. Buforowany kontakt wyjścia PadOut4....................... 298
8.6. Buforowany kontakt wyjścia Padln8........................ 300
8.7. Kontakt struktury zegarowej PadClock ...................... 301
8.8. Struktura ramy zasilającej MFRamaGlowna................... 303
8.9. Literatura........................................ 306
9. DODATEK C - Format DXF opisu grafiki....................... 307
9.1. Charakterystyka ogólna................................ 307
9.2. Semantyka formatu graficznego DXF ....................... 308
9.2.1. Struktura pliku ................................. 308
9.2.2. Grupy....................................... 309
9.2.3. Sekcja nagłówka . ,.............................. 311
9.2.4. Sekcja tablic................................... 311
9.2.5. Elementarne obiekty graficzne........................ 312
9.2.6. Sekcja bloków.................................. 314
9.2.7. Sekcja elementów (sekcja rysunku)..................... 315
9.3. Opis syntaktyczny formatu DXF .......................... 315
9.4. Literatura........................................ 315
10. DODATEK D - Geometryczne reguły projektowania struktur CMOS..... 317
10.1. Literatura ....................................... 323
11. DODATEK E - Technologia CMOS .......................... 325
11.1. Współczesne technologie CMOS ......................... 338
11.2. Literatura ....................................... 339
12. DODATEK F - Wybrane elementy biblioteki struktur elementarnych CMOS 341
12.1. Minimalny inwerter CMOS inv_min....................... 342
12.2. Geometria modularnej struktury bibliotecznej.................. 343
12.3. Struktura 1000 .................................... 344
12.4. Struktura 1130 .................................... 346
12.5. Struktura 1220 .................................... 349
12.6. Struktura 1410 .................................... 350
12.7. Struktura 9250 .................................... 354
12.8. Struktura 9530 .................................... 358
12.9. Struktura 9670 .................................... 362
12.10. Biblioteka CMOS LOCOS wersja 2.0 ..................... 367
12.11. Struktura ramy zasilającej i układy CMOS................... 369
12.12. Literatura....................................... 370
13. DODATEK G - Modele przyrządów półprzewodnikowych MOS........ 371
13.1. Komenda .MODEL ................................. 371
13.2. Przyrządy półprzewodnikowe ........................... 372
13.3. Tranzystor MOSFET ................................ 373
13.4. Model tranzystora MOSFET............................ 375
13.4.1. Model tranzystora MOSFET - LEVEL 1................. 376
13.4.2. Modele tranzystora MOSFET - LEVEL 2 i 3.............. 384
13.5. Dioda złączowa.................................... 389
13.5.1. Model diody złączowej ........................... 390
13.6. Parametry symulacji (.OPTIONS)......................... 393
13.7. Przykład symulacji struktury VLSI........................ 395
13.8. Literatura ....................................... 402
14. DODATEK H - Format CIF opisu grafiki ...................... 405
14.1. Charakterystyka ogólna............................... 405
14.2. Semantyka formatu CIF............................... 406
14.3. Skalowanie wartości liczbowej odległości.................... 411
14.4. Opis syntaktyczny formatu CIF.......................... 415
14.5. Literatura ....................................... 418
15. DODATEK I - Biblioteka elementów symulatora LOGSIM ........... 419
15.1. Konwencja oznaczeń................................. 419
15.2. Elementy........................................ 420
15.2.1. And....................................... 420
15.2.2. Nand ...................................... 421
15.2.3. Or........................................ 421
15.2.4. Nor ....................................... 422
15.2.5. Xor ....................................... 422
15.2.6. Xnor....................................... 422
15.2.7. Dff........................................ 423
15.2.8. Jkff ....................................... 424
15.2.9. Cntr....................................... 425
15.2.10. Plsr....................................... 426
15.2.11. Tg ....................................... 427
15.2.12. Buss ...................................... 428
15.3. Literatura ....................................... 429
SKOROWIDZ........................................... 431