Реферат: Модулей, которые предназначены для модернизации электронной аппаратуры путем ее перевода на специализированные полузаказные сбис, реализуемые на базе кмоп бмк

УДК 621.382(06) Микроэлектроника




В.А. Власов1, Д.В. Жохов, И.И. ШАгурин

Московский инженерно-физический институт (государственный университет),

1ОАО Научно-производственное объединение «Физика», Москва


ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ СФ-МОДУЛЕЙ


Описываются результаты разработки сложно-функциональных модулей (СФ-модулей), которые предназначены для модернизации электронной аппаратуры путем ее перевода на специализированные полузаказные СБИС, реализуемые на базе КМОП БМК.


Реализация цифровых устройств на базовых матричных кристаллах (БМК) позволяет в достаточно короткие сроки создавать аппаратуру с высокими техническими характеристиками при относительно низкой стоимости. Однако стандартная процедура проектирования с использованием функциональной библиотеки, содержащей набор базовых логических элементов (логических вентилей и триггеров) и простейших цифровых блоков (регистров, сумматоров, мультиплексоров и др.) оказывается весьма трудоемкой, если создаваемая аппаратура содержит микропроцессоры, микроконтроллеры и другие универсальные и специализированные модули, выполняющие сложные функции приема, обработки и выдачи данных. Для решения данной проблемы развивается методика проектирования специализированных полузаказных СБИС с использованием библиотеки сложно-функциональных модулей (СФ-модули), реализующих набор этих функций.

Эта методика требует разработки библиотеки моделей СФ-модулей на высокоуровневом языке описания аппаратуры, таком как VerilogHDL, VHDL или SystemC. Проектируемая система представляется в виде соединения СФ-модулей, которые можно разрабатывать и отлаживать независимо друг от друга, используя для этого возможности симуляторов, входящих в состав программных средств разработки. Можно проверить функционирование СФ-модуля на его физической модели, собрав его макет из серийных микросхем или на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Испытания макета с помощью измерительного оборудования (тестеры, логические анализаторы, осциллографы, генераторы сигналов и т.д.) позволяет проверить его работоспособность и оценить технические характеристики. После тестирования СФ-модули включаются в функциональную библиотеку, которую можно использовать в различных проектах. Описание каждого СФ-модуля можно программно модифицировать с учетом конкретных требований техзадания на проектируемое устройство. Модификация схемы СФ-модуля производится автоматически при вводе соответствующих входных параметров модели – разрядность, задержка переключения и ряд других.

В ОАО НПО "Физика" выполняется НИР, целью которой является разработка технологии проектирования аппаратуры на базе СФ-модулей, которые должны заменить устаревшую элементную базу в действующем оборудовании. Технология отрабатывается на микросхемах микропроцессорной серии 1804 (транзисторно-транзисторная логика), которая широко используется в выпускаемой электронной аппаратуре специального назначения. Разработаны и протестированы СФ-модули 4-разрядной секции управления адресом микрокоманды КМ1804ВУ1 и 4-разрядной процессорной секции КМ1804ВС1. Их моделирование проводилось с помощью пакета ModelSim. Изготовлены и испытаны опытные образцы этих изделий, реализованные на КМОП БМК типа 1582ВЦ1Т.


______________________________________________________________________

ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 1