Системы автоматизированного проектирования (САПР) играют важную роль в создании и разработке различных электронных устройств, включая микроэлектронные компоненты.
Наблюдения показывают, что техническое исполнение создаваемых микроэлектронных устройств является весьма сложным, особенно в отношении различных микросхем. В связи с этим, эффективная разработка таких устройств невозможна без применения специального программного обеспечения [1]. Системы автоматизированного проектирования играют значительную роль в этом процессе. Одним из ключевых направлений развития в этой области является разработка программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). ПЛИС являются более доступной альтернативой заказных интегральных схем. Их использование позволяет уменьшить размеры аппаратуры по сравнению с аналогичными устройствами на базе БИС (базовых интегральных схем).
ПЛИС имеют широкий спектр применения, а именно: они могут использоваться для создания логических блоков и систем, микропрограммируемых устройств управления, таких как автоматы, процессоры, умножители и разделители [2].
Основная задача при проектировании устройств на основе ПЛИС заключается в разработке логической схемы и программировании ее объединения в матрицы.
Основными HDL-языками, используемыми в современных САПР при функционально-логическом проектировании, являются VHDL и Verilog Эти языки позволяют описывать алгоритмы и создавать конечные логические схемы для проектирования интегральных схем и ПЛИС [3].
Модульная схема САПР
Они широко применяются в индустрии электроники и являются стандартами для разработки цифровых систем.
Рассмотрим основные модули САПР и их функции (рисунок).
Первым важным модулем является база данных. Она представляет собой хранилище информации, содержащее все необходимые компоненты, схемы, рисунки и другие данные, которые используются при проектировании. Благодаря базе данных, инженеры могут легко получать доступ к нужным компонентам и использовать их в своих проектах.
Следующий модуль - модуль управления. Он отвечает за управление всем процессом проектирования, включая создание и управление проектами, контроль версий, совместную работу и многое другое. Модуль управления позволяет эффективно организовать работу команды и управлять проектами на всех стадиях разработки.
Третий модуль - модуль анализа и расчета. Он предоставляет инструменты для проведения различных анализов и расчетов, необходимых для обеспечения качества и надежности создаваемых микросхем [4]. С помощью этого модуля инженеры могут проводить электрические, тепловые, механические и другие виды анализов, чтобы убедиться, что микросхемы соответствуют требуемым стандартам.
Важно отметить, что в системах автоматизированного проектирования предусмотрено применение универсального интерфейса, который позволяет работать с различными типами входных данных. Это обеспечивает гибкость и удобство использования САПР, так как инженеры могут работать с данными в различных форматах и источниках.
После анализа математической модели с учетом требуемых стандартов качества, технический работник на производстве технологического процесса получает данные о надежности изготовляемых приборов и оценки влияния технологических факторов на работоспособность, разрабатываемой ИС [5]. Это позволяет ему оценить, насколько надежно будут функционировать приборы и какие факторы могут повлиять на их работу.
В заключение, системы автоматизированного проектирования играют важную роль в разработке микроэлектронных компонентов. Они обеспечивают эффективность и точность процесса проектирования, а также помогают соблюдать требования стандартов качества. Благодаря модулям базы данных, управления, анализа и расчета, инженеры могут создавать надежные и соответствующие стандартам микросхемы. САПР предоставляют инженерам возможность проводить сложные расчеты и анализы, оптимизировать процессы и улучшать производительность. Также системы автоматизированного проектирования позволяют эффективно управлять проектами, сокращая время и затраты. В целом, использование САПР становится неотъемлемой частью разработки микроэлектронных компонентов, обеспечивая высокую надежность и соответствие требованиям стандартов качества.