МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТУРЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ БМК-ПЛИС-БМК Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

цию изделия [8]. Весь цикл разработки выполняется на БМК, разрешенных к применению в аппаратуре специального назначения, т.е. в базисе той элементной базы, которая будет применена в опытном образце, что обеспечивает эволюционную отладку изделия, начиная со стадии эскизного проекта. При этом имеется возможность отладки проектов БИС средствами ПЛИС.

Гарантированное получение годных образцов микросхем при первом изготовлении достигается за счет реализации средствами САПР полузаказных микросхем «Ковчег» следующих факторов:

- применения методов бездефектного проектирования на стадии создания электрической схемы в базисе ячеек библиотеки БМК; разработки функциональных и контрольно-диагностических тестов проверки проекта микросхемы, обеспечивающих не только проверку правильности функционирования и тестируемости, но и возможность измерения электрических параметров микросхемы;

- разработки топологии с учетом специфики проекта микросхемы и списка скоростных цепей; аттестации проекта микросхемы с учетом факторов окружающей среды и разброса технологии;

- применения оригинальной библиотеки ячеек, учитывающей специфику БМК и ориентированной на методы бездефектного проектирования;

- прототипирования микросхемы, позволяющего провести исследования и испытания микросхемы средствами имитатора микросхем до их изготовления в составе реальной аппаратуры.

Суть метода прототипирования состоит в экспериментальной проверке правильности функционирования прототипа микросхемы в составе реальной аппаратуры (рисунок). Прототипом, или имитатором, является устройство, включающее в свой состав ПЛИС и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Проект микросхемы, разработанный в базисе ячеек библиотеки БМК, средствами САПР полузаказных микросхем «Ковчег» автоматически транслируется в базис ПЛИС в формате БОШ 2.0. Структурное описание микросхемы строится по принципу «от простого к сложному»: в начале помещаются описания реализации библиотечных элементов БМК в базисе элементов ПЛИС, затем располагаются описания подсхем и блоков, а затем описание головной схемы. На основе полученного структурного описания средствами САПР ПЛИС формируется программа специализации (зашивки) ПЛИС, которая заносится в ПЗУ. В результате прототип микросхемы становится функциональным аналогом разрабатываемой микросхемы. Функционирование специализированного прототипа проверяется по программам контроля разрабатываемой микросхемы. Конструкция прототипа соответствует корпусу микросхемы, поэтому дальнейшая проверка его функционирования может быть проведена в реальной аппаратуре, в которой планируется использование микросхемы. В случае выявления ошибок в функционировании выполняется коррекция проекта микросхемы, повторная специализация прототипа и дальнейшая его проверка, в результате чего достигается полное соответствие поведения прототипа микросхемы требованиям реальной аппаратуры. После этого средствами САПР полузаказных микросхем «Ковчег» из полученного проекта микросхемы формируется необходимая для изготовления микросхемы информация.

САПР САПР

«Ковчег» ПЛИС

Проект —^ Программа

БИС зашивки

ПЛИС

Метод прототипирования полузаказных микросхем

Таким образом, технология БМК-ПЛИС-БМК не только существенно сокращает сроки проектирования, снижает трудоемкость разработки аппаратуры, но и обеспечивает качество проектирования, что наиболее важно для аппаратуры специального назначения.

Литература

1. Лобанов В. Синтез и минимизация комбинационных схем // Информатика и образование. - 2000. - № 5. -С. 60-63.

2. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. - Л.: Энергия. - 1974.

3. Артемов С.А. Разработка конвертора проекта интегральных схем из базиса ПЛИС в базис БМК // Изв. вузов. Электроника. - 2005. - № 1. - С. 42-45.

4. Евстигнеев В.Г., Завьялов А.В., Кошарновский А.Н. Обеспечение импортозаменяемости при разработке и производстве радиоэлектронной аппаратуры вооружения, военной и специальной техники // Электронная промышленность. - 2002. - № 1. - С. 73-78.

5. Импортозамещающая технология ПЛИС-БМК. Ч. I / В.Евстигнеев, А.Кошарновский, Е.Дегтярев и др. // Компоненты и технологии. - 2004. - № 7. - С. 80-86.

6. Импортозамещающая технология ПЛИС-БМК. Ч. II / В.Евстигнеев, А.Кошарновский, Е.Дегтярев и др. // Компоненты и технологии. - 2004. - № 8. - С. 134-139.

7. Импортозамещающая технология ПЛИС-БМК. Ч. III / В.Евстигнеев, А.Кошарновский, Е.Дегтярев и др. // Компоненты и технологии. - 2004. - № 9. - С. 98-100.

8. Денисов А.Н., Коняхин В. В. Разработка аппаратуры специального назначения по технологии БМК-ПЛИС-БМК // Проблемы обеспечения изделий авиационной и ракетно-космической отрасли высококачественной элементной базой: тез. докл. на IV научно-практической конф. (г. Сочи, 29 сентября - 3 октября 2003 г.). - М., 2003. - С. 18.

Поступило 19 августа 2009 г.

Денисов Андрей Николаевич - главный конструктор направления НПК «Технологический центр» МИЭТ. Область научных интересов: методология, разработка и средства проектирования базовых матричных кристаллов и полузаказных микросхем на их основе. E-mail: A.Denisov@tcen.ru