Tasarım kuralı kontrolü - Design rule checking

Olarak elektronik mühendisliği , bir tasarım kuralları üzerine uygulanan bir geometrik sınırlamadır devre kartı , yarı-iletken cihazın ve entegre devre tasarımları güvenilir, düzgün, ve kabul edilebilir bir verimle üretilebilir sağlamak için (IC) 'tasarımcılar. Üretim için tasarım kuralları, proses mühendisleri tarafından, proseslerinin tasarım amacını gerçekleştirme kapasitesine dayalı olarak geliştirilir. Elektronik tasarım otomasyonu , tasarımcıların tasarım kurallarını ihlal etmemesini sağlamak için yoğun bir şekilde kullanılır; tasarım kuralı denetimi ( DRC ) adı verilen bir süreç . DRC, tasarımda fiziksel doğrulama imzalama sırasında önemli bir adımdır ve bu aynı zamanda LVS ( düzen ve şematik ) kontrollerini, XOR kontrollerini, ERC'yi ( elektriksel kural kontrolü ) ve anten kontrollerini içerir. Tasarım kurallarının ve DRC'nin önemi, mikro veya nano ölçekli geometrilere sahip IC'ler için en büyüktür; Gelişmiş süreçler için, bazı fabrikalar verimi artırmak için daha kısıtlı kuralların kullanılması konusunda ısrar ediyor .

Tasarım kuralları

Temel DRC kontrolleri - genişlik, aralık ve muhafaza

Tasarım kuralları , tasarımcının bir maske setinin doğruluğunu onaylamasını sağlayan yarı iletken üreticileri tarafından sağlanan bir dizi parametredir . Tasarım kuralları, belirli bir yarı iletken üretim sürecine özeldir. Bir tasarım kuralı seti, parçaların çoğunun doğru çalışmasını sağlamak için yarı iletken üretim süreçlerindeki değişkenliği hesaba katmak için yeterli marjları sağlamak için belirli geometrik ve bağlantı kısıtlamalarını belirtir.

En temel tasarım kuralları sağdaki şemada gösterilmiştir. İlki tek katmanlı kurallar. Bir genişlik kural tasarımında herhangi bir şekil minimum genişliğini belirtir. Bir aralık kuralı, iki bitişik nesne arasındaki minimum mesafeyi belirtir. Bu kurallar, en küçük katmanlar en küçük kurallara (tipik olarak 2007 itibariyle 100 nm) ve en yüksek metal katmanların daha büyük kurallara (belki de 2007 itibariyle 400 nm) sahip olduğu her bir yarı iletken üretim süreci katmanı için mevcut olacaktır.

İki katman kuralı, iki katman arasında olması gereken bir ilişkiyi belirtir. Örneğin, bir kuşatma kuralı, bir kontak veya yol gibi bir türdeki bir nesnenin, bir miktar ek marjla metal bir katmanla örtülmesi gerektiğini belirtebilir. 2007 itibariyle tipik bir değer yaklaşık 10 nm olabilir.

Burada gösterilmeyen birçok başka kural türü vardır. Bir minimum alan kural adından da anlaşılacağı sadece ne olduğunu. Anten kuralları , ara katmanlar oyulduğunda sorunlara neden olabilecek konfigürasyonlar için bir ağın her katmanının alan oranlarını kontrol eden karmaşık kurallardır. Bu tür birçok başka kural mevcuttur ve yarı iletken üreticisi tarafından sağlanan belgelerde ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Akademik tasarım kuralları genellikle ölçeklenebilir bir parametre olan λ cinsinden belirtilir , böylece bir tasarımdaki tüm geometrik toleranslar λ'nın tam sayı katları olarak tanımlanabilir . Bu, mevcut yonga düzenlerinin daha yeni işlemlere geçişini basitleştirir. Endüstriyel kurallar daha yüksek düzeyde optimize edilmiştir ve yalnızca yaklaşık tek tip ölçeklendirmedir. Tasarım kuralı kümeleri, sonraki her nesil yarı iletken süreci ile giderek daha karmaşık hale geldi.

Yazılım

Tasarım kuralı kontrolünün (DRC) temel amacı, tasarım için yüksek bir genel verim ve güvenilirlik elde etmektir. Tasarım kuralları ihlal edilirse tasarım işlevsel olmayabilir. Bu kalıp verimini geliştirme hedefini karşılamak için DRC, basit ölçüm ve Boole kontrollerinden, mevcut özellikleri değiştiren, yeni özellikler ekleyen ve katman yoğunluğu gibi işlem sınırlamaları için tüm tasarımı kontrol eden daha kapsamlı kurallara doğru gelişmiştir. Tamamlanmış bir yerleşim düzeni yalnızca tasarımın geometrik temsilinden değil, aynı zamanda tasarımın üretimi için destek sağlayan verilerden de oluşur. Tasarım kuralı kontrolleri tasarımın doğru çalışacağını doğrulamasa da, yapının belirli bir tasarım türü ve süreç teknolojisi için süreç kısıtlamalarını karşıladığını doğrulamak için inşa edilir.

DRC yazılımı genellikle girdi olarak GDSII standart biçiminde bir düzen ve imalat için seçilen yarı iletken işlemine özgü bir kurallar listesi alır. Bunlardan tasarımcının düzeltmeyi seçebileceği veya seçemeyeceği tasarım kuralı ihlallerinin bir raporunu oluşturur. Belirli tasarım kurallarının dikkatlice "esnetilmesi" veya feragat edilmesi, genellikle verim pahasına performansı ve bileşen yoğunluğunu artırmak için kullanılır.

DRC ürünleri , DRC'de gerçekleştirilmesi gereken işlemleri açıklamak için kuralları bir dilde tanımlar. Örneğin, Mentor Graphics , DRC kural dosyalarında Standard Verification Rule Format (SVRF) dilini kullanır ve Magma Design Automation, Tcl tabanlı dili kullanır. Belirli bir süreç için bir dizi kural, bir çalıştırma kümesi, kural dizisi veya yalnızca bir deste olarak adlandırılır.

DRC, hesaplama açısından çok yoğun bir görevdir. Genellikle, en üst düzeyde tespit edilen hataların sayısını en aza indirmek için ASIC'nin her bir alt bölümünde DRC kontrolleri çalıştırılır. Tek bir CPU'da çalıştırılırsa, müşterilerin modern tasarımlar için Tasarım Kuralı kontrolünün sonucunu almak için bir hafta kadar beklemesi gerekebilir. Çoğu tasarım şirketi, DRC'nin tasarımın tamamlanmasından önce muhtemelen birkaç kez çalıştırılacağından, makul döngü sürelerine ulaşmak için DRC'nin bir günden daha kısa bir sürede çalışmasını gerektirir. Günümüzün işlemci gücüyle, tam çipli DRC'ler, çip karmaşıklığına ve boyutuna bağlı olarak bir saat gibi çok daha kısa sürelerde çalışabilir.

IC tasarımındaki bazı DRC örnekleri şunları içerir:

  • Aktif ila aktif aralık
  • İyi aralıklarla
  • Transistörün minimum kanal uzunluğu
  • Minimum metal genişliği
  • Metalden metale aralık
  • Metal dolgu yoğunluğu (CMP kullanan işlemler için)
  • Poli yoğunluğu
  • ESD ve G / Ç kuralları
  • Anten etkisi

Ticari

Büyük ürünler DRC alanında EDA şunlardır:

Ücretsiz yazılım

Referanslar

  • Entegre Devreler için Elektronik Tasarım Otomasyonu El Kitabı , Lavagno, Martin ve Scheffer, ISBN   0-8493-3096-3 Yukarıdaki özetin bir kısmının izin alınarak türetildiği alan araştırması.