автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования конструкторско-технологического базиса комплементарных БИС двойного назначения

кандидата технических наук
Ачкасов, Владимир Николаевич
город
Воронеж
год
2003
специальность ВАК РФ
05.13.12
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Автоматизация проектирования конструкторско-технологического базиса комплементарных БИС двойного назначения»

Автореферат диссертации по теме "Автоматизация проектирования конструкторско-технологического базиса комплементарных БИС двойного назначения"

На правах рукописи

АЧКАСОВ Владимир Николаевич у /

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БАЗИСА КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ БИС ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2003

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Межов Вячеслав Егорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Питолин Владимир Михайлович; доктор технических наук, профессор Стародубцев Виктор Сергеевич

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное

предприятие «Научно-исследовательский институт Приборов»

Защита диссертации состоится 19 декабря 2003 г. в 10 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д212.034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ауд. 118.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 14 декабря 2003г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.К. Курьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее десятилетие проводятся интенсивные исследования возможности применения комплементарных (металл-окисел-полупроводник) КМОП БИС в аппаратуре двойного назначения для построения различных систем управления и контроля космических объектов, атомных энергосистем, исследовательских ядерных центров и т.п. Это обусловлено тем, что данный класс БИС наиболее выгоден с точки зрения обеспечения минимальной потребляемой мощности, невысокой стоимости, габаритов и веса. Их применение в указанных системах возможно, если КМОП БИС будут работоспособны в жестких условиях воздействия температур, механических нагрузок и различных видов радиационных воздействий.

Проведение исследований, проектирование, производство и испытания КМОП БИС двойного назначения невозможно обеспечить без развития средств автоматизации проектирования. Однако известные отечественные САПР не имеют достаточно развитых средств для проектирования конструкторско-технологического базиса (КТБ) КМОП БИС двойного назначения. Зарубежные программные комплексы, обладающие данными средствами, имеют очень высокую стоимость, а продажа наиболее современных средств не производится.

Поэтому развитое отечественных средств автоматизации КТБ КМОП БИС является актуальной задачей. К наиболее важным из них относятся моделирование тепловых эффектов, связанных с импульсным и статическим разогретом от воздействия радиации; термомеханических импульсных и квазистатических напряжений; моделирование отказов из-за эффектов ионизации, структурных повреждений материалов, накопления объемного фиксированного заряда за счет облучения.

Одной из важнейших задач (в условиях принятой в электронной промышленности методики проектирования) является разработка конструкторско-технологического базиса стандартных (базовых элементов) КМОП БИС двойного назначения. В их состав входят как простейшие логические элементы, так и большие типовые функциональные блоки.

Приведенный перечень задач доказывает необходимость создания подсистемы автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, которая могла бы использоваться как автономно, так и в составе интегрированной САПР.

Диссертация выполнена в соответствии с планами важнейших работ Министерства электронной промышленности СССР, госзаказов Министерства науки, промышленности и технологий РФ по НИОКР «Улавливатель-8М», «Тропа», «Танго», «Квартет», а также по научному направлению ВГЛТА - «Разработка автоматизированных средств проектирования (в промышленности)».

Цель работы и задачи исследования - разработка методов, математических моделей алгоритмов и программ для проектирования конструкторско-технологического базиса КМОП БИС двойного назначения и создание на этой основе прпбштю ориентированной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СПетервур^/]

подсистемы проектирования и исследование эффективности ее применения в процессе внедрения в электронной промышленности.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- определение функций и архитектуры подсистемы автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения и обоснование методики проектирования;

- разработка математической модели учета тепловых эффектов, связанных с импульсным и квазистатическим разогревом за счет воздействия радиации;

- математическое моделирование термомеханических напряжений в конструкциях КМОП БИС;

- разработка математических моделей отказа микросхем вследствие эффектов ионизации, структурных повреждений и накопления объемных фиксированных зарядов;

- создание алгоритмов моделирования тепловых, термомеханических эффектов при радиационном воздействии и отказов микросхем за счет процессов ионизации, структурных изменений и накопления объемных фиксированных зарядов;

- модификация методов, моделей и алгоритмов размещения элементов и трассировки связей между ними при проектировании топологии базовых элементов КМОП БИС двойного назначения;

- создание средств преобразования различных схемотехнических базисов в типовой КТБ;

- программная реализация разработанных средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения;

- использование разработанных средств в процессе внедрения в электронной отрасли при создании семейства КМОП БИС серии 1867, 1874, 1578.

Методы исследования. Для решения поставленной задачи использован аппарат теории вычислительных систем, автоматизации проектирования, математического моделирования и программирования, теорий цепей и полупроводниковых приборов.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- математическая модель и алгоритм учета тепловых эффектов с импульсным и квазистатическим разогревом за счет рентгеновского излучения, отличающиеся универсальностью - возможностью моделирования процессов во всем временном диапазоне радиационного воздействия и его последующего проявления и более высокой точностью;

- модели и алгоритмы расчета термодинамических напряжений в конструкциях микросхем при радиационном воздействии, отличающиеся динамическим учетом всех фаз физического процесса - возникновения напряжения сжатия, генерации упругих волн с последующей интерференцией, напряжений растяжения в конструкциях элементов изделия и между ними вследствие теплового расширения и более высокой адекватностью;

- математические модели и алгоритмы отказов микросхем за счет ионизации и изменения порогового напряжения вследствие накопления объемных зарядов под действием радиационного воздействия, отличающиеся более полным учетом физических процессов и, как следствие, большей точностью, а также невысокими вычислительными затратами;

- модифицированные методы, модели и алгоритмы конструкторского проектирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения и алгоритм преобразования различных схемотехнических базисов в заданный КТБ, отличающиеся применением процедуры направленной настройки вычислительного процесса за счет особенностей объекта проектирования, текущих результатов проектирования и обеспечения условий гарантированного конструирования в автоматизированном режиме;

- методика проектирования КТБ радиационностойких КМОП БИС, принятая в электронной промышленности в качестве базовой для обязательного применения на всех предприятиях соответствующего профиля.

Практическая ценность работы заключается в разработке средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, использование которых в организациях электронной промышленности позволяет, во-первых, обеспечить автоматизацию проектирования данного класса микросхем, сократить время проектирования и обеспечить его безошибочность. Разработанные средства могут использоваться как автономно, так и в составе интегрированных САПР изделий электронной техники.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные средства автоматизации проектирования внедрены в ФГУП «НИИ Электронной техники» (г.Воронеж) и используются в процессе проектирования КМОП БИС. В частности с их использованием проведено проектирование и создание семейства КМОП БИС двойного назначения серии 1867, которое в настоящее время широко используется в аппаратуре гражданского и военного назначения.

Применение разработанных средств позволило значительно сократить сроки проектирования и уменьшить затраты на проектирование.

Разработанная методика автоматизации проектирования КМОП БИС принята в качестве обязательной для применения на предприятиях электронной промышленности.

Методические, математические и программные разработки диссертации послужили основой большого количества дипломных, курсовых, лабораторных работ, учебников и методических пособий в ВГТУ по различным специальным дисциплинам на кафедре САПРИС (систем автоматизации проектирования и информационных систем).

Апробация работы и публикации. Основные теоретические положения и практические результаты диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях ВГЛТА и ВГТУ. на совещаниях и коллегиях департамента электронной промышленно-

сти, выполнено более 20 ИИОКР за период с 1985 по 2003 гг, по которым автор является научным руководителем или главным конструктором.

Автор выступал с докладами на конференциях и семинарах, в том числе: на Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2002); I Международной практической конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (г.Королев, 2002); Российской конференции "Радиационная стойкость электронных систем (Стойкость 2002)" (Москва, 2002); Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2003); II Международной практической конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (г.Королев, 2003).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликованы 17 научных работ, в том числе одна монография. Получено 5 авторских свидетельств на изобретение.

Четыре работы написаны без соавторов, в монографии автору принадлежит более 30% материала, остальных работах - более 50%.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 131 странице, включая иллюстрационный материал.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении диссертации обоснована актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели, научная новизна, практическая значимость полученных результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту, излагается краткое содержание глав диссертации.

В первой главе диссертации рассмотрены основные проблемы проектирования КГБ КМОП БИС двойного назначения. Приведены и систематизированы наиболее важные задачи автоматизации проектирования КТБ.

Проведенный анализ современных средств автоматизации проектирования КТБ данного класса схем показал, что они требуют существенного развития, в первую очередь, в части возможности моделирования тепловых и термомеханических процессов при радиационном воздействии во всем временном диапазоне: от начала облучения до окончания переходных процессов после его окончания. Такой подход позволил модеетровать полный спектр физических тепловых и термомеханических процессов, что в ряде случае невозможно осуществить экспериментальным путем, и таким образом, с достаточно большой точностью прогнозировать поведение конструкционных материалов микросхем и рассчитать параметры, обеспечивающие достаточную устойчивость к мощным дозам радиации.

Рассмотрены вопросы состояния задач моделирования отказов за счет процессов ионизации, накопления объемных зарядов под действием радиационного воздействия, величина которого зависит от условий проведения технологических операций.

Вторым важнейшим направлением проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения является конструирование базовых элементов (типовых логических элементов и функциональных блоков). В условиях применения в настоящее время в электронной промышленности методологии проектирования базовых элементов в дизайн-центрах, а окончательного проектирования всей схемы на их основе, производства и испытания на кремниевых заводах, требуется существенное изменение в методике конструкторского проектирования и ее автоматизации.

Как показал анализ известных отечественных средств автоматизации проектирования, за основу для создания средств автоматизации проектирования можно принять достаточно эффективный программный комплекс, разработанный в НИИЭТ и провести его модификацию в соответствии с необходимостью решения вышеуказанной задачи.

В заключительной часта главы определена цель диссертационной работы и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены предложенные математические модели расчета тепловых, термомеханических эффектов, отказов микросхем за счет ионизации и изменения их параметров вследствие накопления объемных зарядов при радиационном облучении.

В отличие от известных подходов при разработке математической модели расчета тепловых режимов в конструкционных материалах микросхем при воздействии рентгеновских излучений принято допущение о независимости двух этапов - изменения температуры при поглощении лучистой энергии и последующего изменения температуры за счет теплопереноса. Как показали последующие экспериментальные исследования, такой подход не снижает точности прогнозирования.

Процессы, связанные с тепловыми эффектами, происходящие в конструкции изделий, можно разделить на две независимые фазы:

мгновенный разогрев, вызванный поглощением лучистой энергии рентгеновского излучения материалами изделия, который достигает максимального значения непосредственно после действия импульса;

перераспределение первоначального профиля температур между слоями, которое обычно приводит к увеличению температуры кристалла.

В предыдущих работах рассматривалась только первая фаза этого процесса, в настоящей диссертации рассматривается также и вторая фаза. Для этого необходимо решить нестационарное уравнение теплопроводности

(17

ср— = с1Н8гас1{хТ)) (1)

с граничными условиями на границах раздела структурных слоев и условий теплопе-реноса на внешних границах многослойной структуры с окружающей средой

~ Х\(W) ~ ацы)(ТСр — ^ои,)), (2)

где х ~ коэффициент теплопроводности; с - теплоемкость; р - плотность; Т -температура; t - время; al(N)- коэффициент теплопередачи; Тср - температура среды; Тщц-температура внешних слоев на границе раздела со средой.

Решение данного уравнения осуществляется с помощью предложенной автором модели - многослойную структуру, состоящую из N слоев, сводят к задаче для одного слоя со сложными начальными и граничными условиями. Для этого коэффициент температуропроводности всех слоев приравнивается к коэффициенту температуропроводности кремния, а их толщины, кроме кремния, изменяются таким образом, чтобы сохранились неизменными значения обоих типов тепловых сопротивлений этих слоев: температурного Rt = h / L и теплоемкостного Rc = с р h, где h - толщина слоя; L -толщина структуры.

Полученная задача со сложными начальными условиями решается с помощью принципа суперпозиции. При этом сложный начальный профиль распределения температур Рисунок 1. Разложение сложного начального профиля (рисунок 1а) заменяется на распределения температур (а) на сумму относительно сумму простых, имеющих простых (б), имеющих аналитическое решение аналитическое решение

(рисунок 16). Решение исходной задачи в этом случае является суммой решений более простых задач. Граничные условия основной задачи включаются в первую задачу разложения, а остальные решаются при нулевой температуре среды (Тср = О °С).

Для первой задачи температура в каждой точке (рис.1 б):

Т"> =ТСР+(Т1-ТСР)-в(л)-^:^-Р-в(П + 1)+2-е(т1-1)+0(т1+2)-е(т1-2)], (3)

где

Е £ t/Fo , Fo

Щ) = 1 - erfc—== + erfc-[—%= + Bi~l- exp(Bi + Bi2—).

2-vFo 2-VFo % c,

£ принимает значения ij; r|+l; т)-1; т)+2; т]-2.

Bi--^; Fo = —;

X L

а - коэффициент теплопроводности; L - толщина структуры; х - координата; т - время; Тер - температура среды; Т| - температура первого слоя.

Для остальных задач (рис. 1 б)

Т(К, = IÍLZIL. ¡ew+T^'V eor-TiíJ') - 0(Т1'+С +1) - 0(л'-ло - Dl-

Т -Т (4)

—Y^ew+^Veín'-n^-eor+Tií,2' + í)-e(n'-n(o,) -DI

Температура в каждой точке структуры в любой момент времени определяется как сумма полученных локальных температур

Т - ¿ Т, , (5)

i-i

где N - число слоев; Ti - температура i-того слоя.

Решение данной краевой задачи о перераспределении тепла в многослойной структуре позволит определить температуру в любой точке структуры в любой момент времени.

Термомеханические напряжения, возникающие в изделии в результате импульсного разогрева, представляют собой сжатие материалов, которое в свою очередь приводит к генерации волн напряжения по материалам конструкции в виде растяжения-сжатия. Таким образом, импульсные термомеханические напряжения можно разделить на две фазы:

1. Напряжение сжатия, возникающее в первый момент, непосредственно после импульса рентгеновского излучения, которое описывается формулой:

h

jD(x)dx-r

^МАХ = ~ h ' (6)

где Г - коэффициент Грюнайзена; h - толщина слоя; х - координата; D(x) - доза в точке с координатой х.

2. Распространение волн растяжения-сжатия по материалам конструкции с их последующей интерференцией описывается выражением:

h

[D(x)dx • Г

<Л _0_

0 " 2-h * <7> Прочность материалов каждого слоя определяется интерференцией волн растяжения:

п I ; т-я m-l

где р - слой, в котором подсчитывается величина упругих напряжений; m - число слоев; к - порядковый номер слоя; 1 - число слоев от р-го слоя до свободной границы с

одной стороны; п - число слоев от р-го слоя до свободной границы со второй стороны; Кпр - коэффициенты прохождения волны напряжения из ¡-го в к-й слой, определяемые выражением

2-Я*

к*-«я ЦК' (9)

где К« Р - плотность; V,, - скорость звука.

К01р - коэффициенты отражения между ьм и к-м слоем, определяемые выражением

ъг ~

гар-а ~ ]Г+л7 • (10)

Помимо термомеханического удара наблюдаются напряжения, возникающие вследствие расширения конструктивных элементов от выделившегося в них тепла. При классическом подходе эти явления рассматривались без учета габаритных размеров конструкции, а оценка напряжения проводилась в момент времени непосредственно после воздействия импульса.

В настоящей работе предложена модель, которая позволяет учесть габаритные размеры конструкции изделия, а оценку напряжений производить в момент времени, при котором эти напряжения достигают максимального значения.

Для учета габаритных размеров при вычислении напряжения решается уравнение теории упругости для многосвязной области.

Каждый слой характеризуется набором параметров, которые в общем случае зависят от температуры: а(Т) - температурный коэффициент расширения (ТКПР); Е(Т) -модуль Юнга; у(Т) - коэффициент Пуассона; О(Т) - модуль сдвига; Т - температура. Данный процесс описывается самосопряженным уравнением четвертого порядка в конечных разностях с переменными коэффициентами Еч, и шагами т,- в каждом узле у, на которые разбивалась пластина:

ш=1+2 |=Н

1

+--

м+2 1у2

£ 2>1Фш1=рв, ¡=1,2,...,М, 3=1,2,..„И, (11)

П1Ч-2 1=1-2

I Ь, Н._, J

• АТ„, -а„ • ДТ„ а,-ДТ„ -<»„., -ЛТ,,., |

Коэффициенты ат| определяются в зависимости от шага разбиения. Уравнение (11) решается относительно <р методом сеток. При этом граничными условиями в состоянии равновесия являются:

Ф|г=0, =0 (12) 0П г

Напряжение в точках ij рассчитывается по формулам:

9 -f2lt| - Г — Ф,-Ф„-Л I : -(э'чЛ я>,-ф.-ц) 1; (13)

•"U'J.'l х, тн Jx/ ---~Jt

та- "läyaxj, h,t,

Воздействие радиации приводит к эффектам ионизации, структурным и долговременным дефектам, связанные с поверхностными и объемными дефектами. В работе показано, что более 60% отказов возникают из-за дефектов, которые образуются в пленке оксида кремния. Количество этих дефектов зависит от технологического процесса и определяется выражением

.lad

m -v(T.) t. ш „ kT.

Nd =Ndl П<= 1 1 +ZAt?e 1 , (14)

d i—l i=l 1

где m- количество операций в процессе изготовления ИС; Т, и t* - температура и длительность i-й технологической операции; Nd и Ndl - плотность дефектов до и после термообработки при температуре Т, в течение времени t,; v(T;) - частотный фактор, зависящий от температуры; Аил - параметры модели; Ead - энергия активации процесса дефектообразования.

Экспериментальные исследования всех тестовых структур позволили определить плотность технологических дефектов изолирующей пленки оксида кремния и тонкого подзатворного оксида МОП - транзисторов при изготовлении различных КМОП ИС. Пользуясь этими данными, было рассчитано изменение сдвига порогового напряжения МОП-транзистора и определена стойкость изделия.

Третья глава посвящена описанию предложенной алгоритмической основы проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения.

Алгоритм расчета стойкости ИС к тепловым эффектам включает анализ структуры конструкции БИС и выбор наиболее критичных к радиации узлов, через которые «проводятся» сечения для расчета; определение дозы для каждого слоя сечения; вычисление мгновенного температурного поля и изменения профиля температур со временем; оценка стойкости изделия по темповым эффектам (рисунок 2).

При мгновенном разогреве в каждой точке слоя проводят оценку температуры и затем определяют среднюю температуру слоя. При этом вначале определяется поправка на перенос тепла. Такая поправка вводится, если h > ^zT„ > гДе h - толщина слоя, % - коэффициент теплопереноса, т„ - длительность импульса излучения.

Тогда для расчета температуры используется выражение

, (15)

с

где К9 - поправка на перенос тепла. Она определяется экспериментальным путем и зависит от материала, его толщины, продолжительности импульса и т.п.

Рисунок 2. Алгоритм расчета тепловых эффектов

При расчете перераспределения температур вычисляются температуры в пределах областей, занимаемых элементами конструкции изделия, в соответствии с механизмом собственной теплопроводности, а также процесса теплообмена на границе этих элементов.

Для этого в качестве начального принимается температурное поле «мгновенного

разогрева», а отсчет времени начинается со времени окончания действия импульса. Для решения полученного уравнения данную задачу для многослойной структуры сводят к задаче для одного слоя со сложными начальными и граничными условиями.

Результатом определения стойкости являются предельные потоки при которых происходит расплавление элементов конструкции и время потери работоспособности, которое может наблюдаться при меньших потоках.

Результат, полученный при расчете тепловых эффектов, изменение температуры кристалла со временем является входной информацией для расчета термомеханических эффектов, которые можно разделить на три процесса:

- возникновение напряжения сжатия в первый момент непосредственно после импульса ионизирующего излучения;

- интерференция упругих волн напряжений, генерируемых напряжением сжатия;

- возникновение напряжения, обусловленного расширением материалов, имеющих различные коэффициенты расширения.

Алгоритм расчета стойкости ИС к термомеханическим эффектам изображен на рисунке 3.

Выделение в твердом теле энергии за время меньшее, чем необходимо для расширения и разгрузки приводит к возникновению в нем напряжений сжатия. Если время выделения энергии в твердом теле сравнимо с характерным временем распространения волны напряжения 0„>т) или больше него, то эти напряжения не достигнут максимальных значений вследствие разгрузки слоя одновременно с поступлением энергии. В этом случае выражение для напряжения сжатия определяется формулой

(16)

где К - коэффициент, показывающий степень механической разгрузки слоя за время действия импульса, который зависит от физико-механических свойств материала и от длительности импульса

К^^-'-е-"), (17)

коэффициенты О, W, 1о, а, р определяются экспериментально для различных материалов.

Таким образом, мы определили напряжение сжатия. Как правило, данное напряжение не приводит к разрушению материала, так как динамическая прочность на сжатие очень велика.

На следующем этапе рассматривается генерация волн напряжения, которые будут исходить из слоев, где возникают большие напряжения. Результатом расчета является определение места интерференции волн и амплитуды суммарной интерферированной волны растяжения.

После этого определяются напряжения, возникающие между слоями, вследствие различных теплофизических характеристик. Исходными данными являются рассчитанные напряжения сжатия для каждого слоя, результатом - значение предельных потоков вызывающих разрушение.

I I

I

Рисунок 3. Алгоритм расчета стойкости по термомеханическим эффектам

Для определения стойкости изделия к отказам за счет ионизации и образования дефектов вследствие технологического процесса предложен комплексный алгоритм, отличающийся более точным учетом физических процессов и как следствие большей точностью и невысокими вычислительными затратами.

Для синтеза топологии выполняется автоматическое размещение элементов и трассировка связей между ними.

Для размещения элементов кристалл ИС представляется в виде линейчатой структуры с заданным пользователем соотношением сторон прямоугольника, в который «устанавливаются» компоненты. Одно из основных требований при размещении - это минимизация задержек вдоль критических путей распространения сигналов в схеме.

Трассировка связей между элементами выполняется в 2 слоях. При трассировке учитываются различная высота и ширина библиотечных блоков, что позволяет получить близкую к минимальной площадь. Для всех трасс выполняется расчет ЯС характеристик.

Алгоритм синтеза топологии следующий: оптимальное размещение блоков по рядам; глобальная канальная трассировка; выявление неразведенных цепей; волновая трассировка неразведенных цепей; минимизация числа контактных окон; расчет КС-параметров трасс.

В главе рассмотрен алгоритм преобразования известных схемотехнических базисов в конкретный КТБ КМОП БИС.

На первом этапе производится описание логической схемы БИС на языке, принятом в подсистеме проектирования, и проводится контрольная логическая верификация. Затем осуществляется структурная оптимизация, перевод в схемотехнический базис с дальнейшей поэлементной трансформацией в КТБ КМОП БИС. Данный алгоритм реализован с применением как автоматических, так и диалоговых процедур, что позволяет наиболее рационально использовать творческие возможности проектировщика и вычислительную мощность ЭВМ.

Все описанные модели и алгоритмы легли в основу методики создания КТБ КМОП БИС двойного назначения.

В четвертой главе рассмотрены особенности реализации подсистемы автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения на основе предложенных в диссертации методов, математических моделей и алгоритмов, которая может функционировать как автономно, так и в составе интегрированного комплекса.

Модульная структура подсистемы автоматизации КТБ КМОП БИС приведена на рисунке 4.

Управляющий программный модуль (МОНИТОР) осуществляет взаимодействие программных блоков системы и взаимодействие с операционной системой через магистраль обмена данных.

В систему включены программные модули расчета тепловых и термомеханических эффектов, эффектов расчета ионизационных и структурных дефектов, технологических характеристик при производстве ИС и синтеза топологии.

Разработанные средства автоматизации проектирования внедрены в составе интегрированной САПР изделий микроэлектроники и использовались при проектировании конструкгорско-технологической основы для создания семейства КМОП БИС двойного

назначения для цифровой обработки сигналов. Проведен цикл работ по моделированию и экспериментальные исследования конструктивных элементов микросхем и осуществлено проектирование топологии базовых элементов, в состав которой вошли более 600 элементов, включающих простейшие логические элементы типа и-не, или-не, различные модификации защелок, мультиплексов, триггеров и сложные функциональные блоки - регистры, АЛУ, счетчики, микроконтроллеры и др.

(Моделирование тепловых эффектов)

МОНИТОР

<

тм

(Моделирование термомеханических эффектов)

Магистраль обмена информации

1 :: : к Г к ' 1

зттх (Определение величины дефектов при технологических операциях и расчет стойкости к статическим видам излучения) ЭТ1М (Расчет стойкости к импульсным видам излучения) БтТор (Программа синтеза топологии) РгВаэ (Программа преобразова ния базиса)

Рисунок 4. Модульная структура подсистемы проектирования КТБ КМОП БИС

Данный КТБ явился основой создания семейства КМОП БИС серий 1867, 1874, 1578, которые широко используются в аппаратуре гражданского и военного назначения. Внедрение разработанных средств подтвердило высокую эффективность предложенных методов, математических моделей и алгоритмов и адекватность проведения расчета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Создан комплекс программ, объединенный в подсистему автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, реализующий разработанные в диссертации методы, математические модели и алгоритмы. В ходе выполнения исследований были получены следующие основные результаты:

1. Обоснованы функции и структура объектно-ориентированной платформы средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения.

2. Предложены математическая модель и алгоритм расчета тепловых эффектов за счет воздействия рентгеновского излучения, обеспечивающих моделирование процессов во всем временном диапазоне радиационного воздействия и его последующего проявления и обеспечивающие достаточную адекватность для практических применений.

3. Разработаны модель и алгоритм моделирования термомеханических напря-

жений в конструкции микросхем при радиационном воздействии, учитывающие в динамике все фазы физических процессов: возникновения напряжения сжатия, генерации упругих волн с последующей интерференцией и напряжения вследствие теплового расширения в конструкциях изделий и между ними.

4. Предложены математические модели и алгоритмы отказов микросхем за счет ионизации и изменения порогового напряжения вследствие накопления объемных зарядов за счет влияния технологических операций и радиационного воздействия, отличающиеся универсальностью и высокой точностью моделирования.

5. Проведена модификация методов, моделей и алгоритмов конструкторского проектирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения, обеспечивающих гарантированную автоматизированную реализацию топологии за счет элементов направленной настройки вычислительного процесса.

6. Предложены метод и алгоритм преобразования различных схемотехнических базисов в заданный КТБ КМОП БИС двойного назначения методом трансформации.

7. Осуществлена программная реализация подсистемы проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения.

8. Разработанная подсистема внедрена в ФГУП «НИИЭТ» (г.Воронеж) при проектировании КТБ КМОП БИС двойного назначения, на основе которого создано семейство БИС серии 1867, 1874, 1578. За счет обеспечения достоверного проектирования конструк-торско-технологической основы значительно сокращен цикл создания БИС, получен экономический эффект более 5,3 млн рублей. На основе подсистемы создан программно-аппаратный комплекс, который используется в учебном процессе на кафедре САПРИС Воронежского государственного технического университета при проведении цикла лабораторных, курсовых и дипломных работ, а также теоретического курса по дисциплине Юс-новы автоматизации проектирования изделий электроники и вычислительной техники».

9. На основе применения разработанного комплекса разработана методика проектирования КТБ КМОПБИС двойного назначения с учетом радиационного воздействия, принятая в департаменте электронной промышленности в качестве базовой для всех предприятий соответствующего профиля.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

Монография:

1. Межов В.Е., Зольникова А.Н., Ачкасов В.Н., Крюков В Л. Автоматизация проектирования КМОП ИС с учетом радиации // Воронеж: Изд-во ВГУ. 2002. -178с.

Статьи и тезисы докладов:

2. Ачкасов В.Н. Конструктивно-технологический базис разработки радиационно-сгойких ИС // Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники: Тр. I Междунар. практ. конф. Королев: Изд-во М. РАКА, 2002. С.67.

3. Ачкасов В.Н. Моделирование характеристик ИС приемки «5» // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. Вып.8. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 200-201.

4. Ачкасов В.Н. Расчет норм микросхем для обеспечения заданной стойкости // Системные про-

блемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Тр. Между-нар. науч -техн. конф. М., 2003. - С.146-151.

5. Ачкасов В.Н. Алгоритм моделирования работы ИС в условиях воздействия внешних факторов в подсистеме САПР ИЭТ // Радиационная стойкость электронных систем: Науч.-техн. сб. Вып.5. -М.: СПЭЛС-НИИП, 2002. - С.109 -110.

6. Зольникова А.Н., Ачкасов В.Н., Крюков В.П. Расчет стойкости компонентов КМОП ИС к радиационному воздействию // Актуальные проблемы анализа и обеспечение надежности и качества приборов, устройств и систем: Сб. докл. науч.-техн. конф. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та, 2002.-С.234-235.

7. Зольникова А.Н., Ачкасов В Н., Крюков В.П.Оценка стойкости и надежности ИС при воздействии гамма-излучения // Актуальные проблемы анализа и обеспечение надежности и качества приборов, устройств и систем: Сб. докл. науч.-техн. конф. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та, 2002. - С.236-239.

8. Ачкасов В.Н., Крюков В.П. Создание конструктивно-технологического базиса функционально полного комплекта СБИС двойного назначения // Радиационная стойкость электронных систем: Науч.-техн. сб. Вып. 5. - М.: СПЭЛС-НИИП, 2002. - С37-38.

9. Зольникова А.Н., .Ачкасов В.Н., Крюков В.П. Математическая модель расчета изменения параметров ИС при воздействии дозы ИИ// Радиационная стойкость электронных систем: Науч.-техн. сб. Вып.5. - М: СПЭЛС-НИИП, 2002. - С.107 -108.

10. Ачкасов В.Н, Крюков В П, Межов В.Е. Особенности графической подсистемы АРМ проектировщика КМОП БИС // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Меж-вуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2002. - С.50-54.

11. Ачкасов В.Н., Крюков В.П., Межов В.Е. Лингвистическое обеспечение АРМ проектировщика КМОП БИС// Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 2002. - С.75-80.

12. Крюков В.П., Ачкасов В Н, Зольников В.К. Моделирование изменения параметров-критериев годности при воздействии радиации // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Тр. Межцунар. науч.-техн. конф. М., 2002. - С.146-151.

Авторские свидетельства'

13. A.c. №1790316, Способ изготовления структур больших интегральных КМОП схем / ВЛАчкасов, В.Р Гитлин, С.Г.Кадменский. Заяви. 22.02.92; Опубл. 12.02.93, Бюл. №4.

14. A.c. №1616448, Способ изготовления КМДП - интегральных схем / В.Н.Ачкасов ; Заявл. 22.05.90; Опубл 21.01.91, Бюл. №3.

15. A.c. №1515965, Способ изготовления структур КМОП-интегральных схем / В.НАчкасов, НЛ.Мещеряков; Заявл. 15.06 89, Опубл. 10.02.90, Бюл. №4.

16. A.c. №289950, Способ контроля ухода размеров топологических элементов интегральных схем / В.Н.Ачкасов; Заявл. 1.03.89; Опубл. 21.02.90, Бюл. №1.

17. A.c. №1319755, Способ изготовления больших интегральных схем с короткоканальными МДП -транзисторами / В.Н.Ачкасов, Н_Я.Мещеряков, С.А.Цыбин. Заявл. 15.06.89; Опубл. 21.01.90, Бюл. №3.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу: 394613, г.Воронеж, ул.Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю.

Тел(0732)-53-72-40, Факс (0732) -53-72-40

Ачкасов Владимир Николаевич АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БАЗИСА КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ БИС ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подп. в печать 6.11.03 Формат 60*841/18 Обьем 1 п.л. Заказ№ Тир. 100 РИО ВГЛТА. 394613, г.Воронеж, ул.Тимирязева, 8.

I

1 i

!

i

i

2оо 5-А »180 78

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ачкасов, Владимир Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 0 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БАЗИСА

КМОП БИС В САПР ИЭТ.

1.1. Современное состояние развития специальной элементной базы электроники в России.

1.2. Конструктивно-технологические принципы создания радиационно-стойких КМОП БИС.

1.3. Особенности и недостатки конструктивно-технологического базиса современных КМОП БИС, имеющих приемку "5".

1.4. Анализ средств проектирования конструктивно-технологического ядра для создания КМОП БИС, имеющих приемку "5" в САПР ИЭТ.

1.4. Постановка задачи.

Выводы первой главы.

С ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КОНСТРУКТИВНО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЯДРА КМОП БИС В САПР ИЭТ.

2.1. Разработка конструктивно-технологического базиса современных КМОП БИС, имеющих приемку "5 м в САПР ИЭТ.

2.2. Моделирование воздействия тепловых и термомеханических эффектов, возникающих в материалах ИМС при воздействии излучения с большим поглощением.

2.3. Моделирование тепловых и термомеханических эффектов в материалах микросхем.

2.3.1. Тепловые эффекты.

2.3.2. Термомеханические эффекты.

2.4. Моделирование радиационных эффектов на физико-технологическом уровне в САПР ИЭТ.

2.4.1. Влияние ионизирующих излучений на электрофизические

Ф параметры полупроводников и диэлектриков.

2.4.2. Влияние технологического процесса на образование дефектов.

Выводы второй главы.

ГЛАВА 3. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БАЗИСА

РАДИАЦИОННО-СТОЙКИХ ИС.

3.1. Общий алгоритм моделирования работы ИС с приемкой «5» в условиях воздействия внешних факторов в подсистеме САПР ИЭТ.

3.2. Алгоритм расчета тепловых и термомеханических эффектов.

3.3. Алгоритм моделирования переходных и долговременных ф эффектов в ИС при воздействии внешних факторов.

3.4. Алгоритмы конструкторского проектирования базовых элементов КМОП БИС и преобразования различных схемотехнических базисов в заданный КТБ.

Выводы третьей главы.

ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОНСТРУКТИВНОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КМОП БИС

ДВОЙНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

4.1. Структура программных средств и особенности ее построения.

4.2. Создание библиотеки базовых элементов.

4.3. Анализ эффективности подсистемы моделирования.

Выводы четвертой главы.

Введение 2003 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Ачкасов, Владимир Николаевич

Актуальность темы. В последнее десятилетие проводятся интенсивные ^ исследования возможности применения комплементарных (металл-окиселполупроводник) КМОП БИС в аппаратуре двойного назначения для построения различных систем управления и контроля космических объектов, атомных энергосистем, исследовательских ядерных центров и т.п. Это обусловлено тем, что данный класс БИС наиболее выгоден с точки зрения обеспечения минимальной потребляемой мощности, невысокой стоимости, габаритов и веса. Их применение в указанных системах возможно, если КМОП БИС будут работоспособны в жестких условиях воздействия температур, механических нагрузок и различных видов радиационных воздействий.

Проведение исследований, проектирование, производство и испытания КМОП БИС двойного назначения невозможно обеспечить без развития средств ^ автоматизации проектирования. Однако известные отечественные САПР не имеют достаточно развитых средств для проектирования конструкторско-технологического базиса (КТБ) КМОП БИС двойного назначения. Зарубежные программные комплексы, обладающие данными средствами, имеют очень высокую стоимость, а продажа наиболее современных средств не производится.

Поэтому развитие отечественных средств автоматизации КТБ КМОП БИС является актуальной задачей. К наиболее важным из них относятся моделирование тепловых эффектов, связанных с импульсным и статическим разогревом от воздействия радиации; термомеханических импульсных и квазистатических напряжений; моделирование отказов из-за эффектов ионизации, структурных повреждений материалов, накопления объемного фиксированного заряда за счет облучения. ^ Одной из важнейших задач (в условиях принятой в электронной промышленности методики проектирования) является разработка конструкторско-технологического базиса стандартных (базовых элементов) КМОП БИС двойного назначения. В их состав входят как простейшие логические элементы, так и большие типовые функциональные блоки.

Приведенный перечень задач доказывает необходимость создания подсистемы автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, которая могла бы использоваться как автономно, так и в составе интегрированной САПР.

Диссертация выполнена в соответствии с планами важнейших работ Министерства • электронной промышленности СССР, госзаказов Министерства науки, промышленности и технологий РФ по НИОКР «Улавливатель-8М», «Тропа», «Танго», «Квартет», а также по научному направлению ВГЛТА - «Разработка автоматизированных средств проектирования (в промышленности)».

Цель работы и задачи исследования - разработка методов, математических моделей алгоритмов и программ для проектирования конструкторско-технологического базиса КМОП БИС двойного назначения и создание на этой основе проблемно ориентированной подсистемы проектирования и исследование эффективности ее применения в процессе внедрения в электронной промышленности.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: определение функций и архитектуры подсистемы автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения и обоснование методики проектирования;

- разработка математической модели учета тепловых эффектов, связанных с импульсным и квазистатическим разогревом за счет воздействия радиации;

- математическое моделирование термомеханических напряжений в конструкциях КМОП БИС;

- разработка математических моделей отказа микросхем вследствие эффектов ионизации, структурных повреждений и накопления объемных фиксированных зарядов;

- создание алгоритмов моделирования тепловых, термомеханических эффектов при радиационном воздействии и отказов микросхем за счет процессов ионизации, структурных изменений и накопления объемных фиксированных зарядов;

- модификация методов, моделей и алгоритмов размещения элементов и трассировки связей между ними при проектировании топологии базовых элементов КМОП БИС двойного назначения;

- создание средств преобразования различных схемотехнических базисов в типовой КТБ; программная реализация разработанных средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения;

- использование разработанных средств в процессе внедрения в электронной отрасли при создании семейства КМОП БИС серии 1867, 1874, 1578.

Методы исследования. Для решения поставленной задачи использован аппарат теории вычислительных систем, автоматизации проектирования, математического моделирования и программирования, теорий цепей и полупроводниковых приборов.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- математическая модель и алгоритм учета тепловых эффектов с импульсным и квазистатическим разогревом за счет рентгеновского излучения, отличающиеся универсальностью - возможностью моделирования процессов во всем временном диапазоне радиационного воздействия и его последующего проявления и более высокой точностью;

- модели и алгоритмы расчета термодинамических напряжений в конструкциях микросхем при радиационном воздействии, отличающиеся динамическим учетом всех фаз физического процесса - возникновения напряжения сжатия, генерации упругих волн с последующей интерференцией, напряжений растяжения в конструкциях элементов изделия и между ними вследствие теплового расширения и более высокой адекватностью;

- математические модели и алгоритмы отказов микросхем за счет ионизации и изменения порогового напряжения вследствие накопления объемных зарядов под действием радиационного воздействия, отличающиеся более полным учетом физических процессов и, как следствие, большей точностью, а также невысокими вычислительными затратами; модифицированные методы, модели и алгоритмы конструкторского проектирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения и алгоритм преобразования различных схемотехнических базисов в заданный КТБ, отличающиеся применением процедуры направленной настройки вычислительного процесса за счет особенностей объекта проектирования, текущих результатов проектирования и обеспечения условий гарантированного конструирования в автоматизированном режиме;

- методика проектирования КТБ радиационностойких КМОП БИС, принятая в электронной промышленности в качестве базовой для обязательного применения на всех предприятиях соответствующего профиля.

Практическая ценность работы заключается в разработке средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, использование которых в организациях электронной промышленности позволяет, во-первых, обеспечить автоматизацию проектирования данного класса микросхем, сократить время проектирования и обеспечить его безошибочность. Разработанные средства могут использоваться как автономно, так и в составе интегрированных САПР изделий электронной техники.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные средства автоматизации проектирования внедрены в ФГУП «НИИ Электронной техники» (г.Воронеж) и используются в процессе проектирования КМОП БИС. В частности с их использованием проведено проектирование и создание семейства КМОП БИС двойного назначения серии 1867, которое в настоящее время широко используется в аппаратуре гражданского и военного назначения.

Применение разработанных средств позволило значительно сократить сроки проектирования и уменьшить затраты на проектирование.

Разработанная методика автоматизации проектирования КМОП БИС принята в качестве обязательной для применения на предприятиях электронной промышленности.

Методические, математические и программные разработки диссертации послужили основой большого количества дипломных, курсовых, лабораторных работ, учебников и методических пособий в ВГТУ по различным специальным дисциплинам на кафедре САПРИС (систем автоматизации проектирования и информационных систем).

Апробация работы и публикации. Основные теоретические положения и практические результаты диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях ВГЛТА и ВГТУ, на совещаниях и коллегиях департамента электронной промышленности, выполнено более 20 НИОКР за период с 1985 по 2003 гг, по которым автор является научным руководителем или главным конструктором.

Автор выступал с докладами на конференциях и семинарах, в том числе: на Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2002); I Международной практической конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (г.Королев, 2002); Российской конференции "Радиационная стойкость электронных систем (Стойкость 2002)" (Москва, 2002); Международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2003); II Международной практической конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (г.Королев, 2003).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликованы 17 научных работ, в том числе одна монография. Получено 5 авторских свидетельств на изобретение.

Четыре работы написаны без соавторов, в монографии автору принадлежит более 30% материала, остальных работах - более 50%.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 130 странице, включая иллюстрационный материал.

Заключение диссертация на тему "Автоматизация проектирования конструкторско-технологического базиса комплементарных БИС двойного назначения"

Выводы четвертой главы

1. Рассмотрены особенности программной реализации средств проектирования ПЦОС двойного назначения, отличающейся учетом радиационного воздействия с большей адекватностью и меньшими затратами времени на моделирование.

2. Разработана библиотека базовых элементов ядра ПЦОС, отличающаяся учетом конструктивно-технологический особенностей, режимов эксплуатации, радиационного воздействия. Данная библиотека насчитывает три иерархических уровня и содержит более 500 элементов, что позволяет создавать ИС практически любой сложности.

3. Разработано ядро функционально-полного комплекта СБИС двойного назначения, позволяющее создавать различные модификации ПЦОС. На основе разработанных средств создана целая гамма ИС серий 1830, 1867, 1874, 1868.

4. Проведена оценка точности и эффективности разработанных средств проектирования.

Заключение

Создан комплекс программ, объединенный в подсистему автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения, реализующий разработанные в диссертации методы, математические модели и алгоритмы. В ходе выполнения исследований были получены следующие основные результаты:

1. Обоснованы функции и структура объектно-ориентированной платформы средств автоматизации проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения.

2. Предложены математическая модель и алгоритм расчета тепловых эффектов за счет воздействия рентгеновского излучения, обеспечивающих моделирование процессов во всем временном диапазоне радиационного воздействия и его последующего проявления и достаточную адекватность для практических применений.

3. Разработаны модель и алгоритм моделирования термомеханических напряжений в конструкции микросхем при радиационном воздействии, учитывающие в динамике все фазы физических процессов: возникновения напряжения сжатия, генерации упругих волн с последующей интерференцией и напряжения вследствие теплового расширения в конструкциях изделий и между ними.

4. Предложены математические модели и алгоритмы отказов микросхем за счет ионизации и изменения порогового напряжения вследствие накопления объемных зарядов за счет влияния технологических операций и радиационного воздействия, отличающиеся универсальностью и высокой точностью моделирования.

5. Проведена модификация методов, моделей и алгоритмов конструкторского проектирования базовых элементов КМОП БИС двойного назначения, обеспечивающих гарантированную автоматизированную реализацию топологии за счет элементов направленной настройки вычислительного процесса.

6. Предложен метод и алгоритм преобразования различных схемотехнических базисов в заданный КТБ КМОП БИС двойного назначения методом трансформации.

7. Осуществлена программная реализация подсистемы проектирования КТБ КМОП БИС двойного назначения.

8. Разработанная подсистема внедрена в ФГУП «НИИЭТ» (г.Воронеж) при проектировании КТБ КМОП БИС двойного назначения, на основе которого создано семейство БИС серии 1867, 1874, 1578. За счет обеспечения достоверного проектирования конструкторско-технологической основы значительно сокращен цикл создания БИС, получен экономический эффект более 5,3 млн рублей. На основе подсистемы создан программно-аппаратный комплекс, который используется в учебном процессе на кафедре САПРИС Воронежского государственного технического университета при проведении цикла лабораторных, курсовых и дипломных работ, а также теоретического курса по дисциплине «Основы автоматизации проектирования изделий электроники и вычислительной техники».

9. На основе применения разработанного комплекса разработана методика проектирования КТБ КМОПБИС двойного назначения с учетом радиационного воздействия, принятая в департаменте электронной промышленности в качестве базовой для всех предприятий соответствующего профиля.

-V

Библиография Ачкасов, Владимир Николаевич, диссертация по теме Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

1. Событие века. 2 5-летний юбилей первого микропроцессора // Электроника и компоненты, 1997, N1, стр.2.

2. Е.Иванов. Стандартные микропроцессоры и микроконтроллеры //Электронные компоненты, 2000. N2, стр.5.3. 16-разрядные микроконтроллеры PHILIPS, PANASONIC, OKI, TI. // Chip News, 2000 г N7,.

3. Борис Малашевич. 8-разрядные микроконтроллеры //Электронные компоненты, 1999 N 5, стр.53

4. IEEE Spectrum, 1998, V.35, N9, р.39.

5. Новые DSP новый рывок в производительности //Chip News, 200, N10.

6. Хаффнер Дж. Ядерное излучение и защита в космосе. М.: Атомиздат, 1971.

7. Ширшев Л.Г. Ионизирующие излучения и электроника. М.:Сов. Радио, 1969.

8. Акишин А.И., Новиков Л.С. Воздействие окружающей среды на материалы космических аппаратов // Новое в жизни науки и техники. Сер. Космонавтика и астрономия. М.:Знание, - 1983. - №4.

9. Максименко Б.П. Использование ядерных реакторов в космосе //Атомная техника за рубежом. 1985. - №2. - С.10-15.

10. Раевский И.И. Тищенко В.А., Смирнов Б.В. Разработка космических ядерных установок в США //Атомная техника за рубежом. 1985.- №8. С.3-9.

11. Bennet G.L., Lombardo J.L., Rock B.L. US radioisotope thermoelectric generation in space // The Nuclear Engineer. 1984. - Vol.25. - N2. - P.49-59.

12. Звездные войны иллюзии и опасности. - М.:Воениздат, 1985.

13. Действие ядерного оружия: Пер. с англ. М.:Воениздат, 1965.

14. Ядерное оружие (физические основы): Сб. Статей / Под ред. В.Ф.Петрова. М.: Воениздат, 1963.

15. ГОСТ 18298-79. Термины и определения.

16. Броуд Т.Д. Действие ядерного взрыва // Действие ядерного взрыва. М.:Мир, 1971 - С.9-88.

17. Larin F. Radiation Effects in Semiconductor Device. N.Y.John Wiley and Sons Inc., 1968.

18. Мощные наносекундные импульсы рентгеновского излучения / Г.А.Месяц,20.