Понятие «моделирование»

Реферат

по дисциплине "Основы проектирования электронной компонентной базы"

«Современные возможности САПР по проектированию и моделированию приборов и интегральных схем»

Выполнил

студент группы 361-1:

________ Толкушкин В.А.

Принял

доцент кафедры ЭП:

_________ Тановицкий Ю. Н.

Содержание

Список условных сокращений

1. Понятие «Моделирование».

2. Задачи схемотехнического моделирования СБИС.

3. Использование САПР в проектировании интегральных микросхем.

4. Современное положение в индустрии EDA

Выводы

Список литературы

Список условных сокращений

ІМС (ІС) интегральная микросхема

LOCOS технология локального окисления кремния

САПР система автоматизированного проектирования

EDA САПР в электронике

ПК – персональный компьютер

СБИС – сверхбольшая интегральная схема

МОП - металл-оксид-полупроводник

Понятие «моделирование»

При оценке средств моделирования обычно выделяют два основных требования - производительность и достоверность получаемых результатов. Первое обусловлено необходимостью проектировать все более сложные изделия в коммерчески приемлемые сроки. Второе - необходимостью безошибочного проектирования, поскольку каждая ошибка разработчика может обойтись в сотни тысяч долларов.

Базовые математические методы и алгоритмы, используемые при автоматизации расчета электрических схем, были разработаны сравнительно давно. Однако поиск новых подходов в этой области идет постоянно при тесном взаимодействии разработчиков САПР и специалистов в области численного моделирования. На ранних этапах развития схемотехнического моделирования основными критериями были экономия машинной памяти и сокращение временных затрат.

Со временем мощности вычислительных средств выросли, а стоимость оперативной памяти сильно упала. Однако размеры проектируемых схем также увеличились, и требования к САПР по сути остались прежними. Но изменились приоритеты. Сегодня на первый план, несомненно, вышла задача повышения производительности программ моделирования.

Для ее решения в основном используются две группы методов: учет структурных особенностей проектируемых схем и использование упрощенных моделей элементов. Благодаря учету структурных особенностей схем можно значительно повысить скорость моделирования и снизить объем необходимой оперативной памяти, но только для отдельных специальных типов схем, например схем памяти. Использование упрощенных моделей элементов в программах так называемого "FastSpice" быстрого схемотехнического моделирования (NanoSim, UltraSim, HSim) позволяет существенно сократить время моделирования, но приводит к снижению точности получаемых результатов из-за более грубых моделей. Еще одно направление повышения производительности моделирования - создание специализированных аппаратных вычислителей, в которых наиболее трудоемкие вычисления реализованы на аппаратном уровне. Основная проблема аппаратного подхода - дороговизна, отсутствие универсальности, а также быстрый рост производительности вычислительных систем общего назначения, в результате чего специализированные аппаратные комплексы быстро устаревают. Например, с появлением многоядерных микропроцессоров рост производительности персональных компьютеров (ПК) начал превышать рост производительности рабочих станций.

При этом цена ПК в разы и даже десятки раз ниже стоимости сопоставимой по характеристикам рабочей станции. Если алгоритмы и программное обеспечение позволяют распараллелить процесс вычислений с учетом особенностей многоядерной архитектуры, то производительность программ моделирования на ПК может быть существенно увеличена.