ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Целью исследования является анализ применения имеющихся свободно распространяемых программных инструментов с открытым исходным кодом для полного цикла проектирования цифровых микросхем от HDL описания до геометрии GDSII Результаты сравниваются с результатами коммерческого программного обеспечения Cadence.

Реконфигурируемые системы на кристалле (РСнК) занимают все большую долю на рынке микро- и наноэлектроники. Наличие программируемой части в совокупности с жесткими сложными функциональными (СФ) блоками на одном кристалле делает их универсальными и пригодными для выполнения разного рода задач. При проектировании интегральных схем (ИС) на основе РСнК остро стоит вопрос быстродействия схем. Оно зависит как и от архитектуры целевой реконфигурируемой системы, так и от результатов каждого этапа маршрута проектирования. Основополагающим фактором, влияющим на скорость распространения сигнала между логическими элементами, является их расположение относительно друг друга. Это определяется на этапе кластеризации и размещения элементов разрабатываемой схемы на базе РСнК. В данной статье эти два этапа рассматриваются совместно, т. к. они неразрывно связаны друг с другом и решают общую задачу распределения логических элементов схемы по группам логических элементов РСнК. Для выполнения кластеризации и размещения выбраны методы, использующие программный модуль KaHyPar, последовательный многоуровневый алгоритм размещения (ПМАР) и стандартный плоский алгоритм размещения (СПАР). Результатом работы является сравнительный анализ представленных методов. В качестве оценки используются такие параметры как количество трассировочных элементов в цепях, количество цепей с определенным числом трассировочных элементов, а также трассируемость схем. На основе полученных результатов показаны преимущества и недостатки представленных методов.

Современные системы автоматизации проектирования разрабатываются с использованием графических интерфейсов пользователя. Применение таких интерфейсов позволяет упростить и ускорить разработку устройств. В данной работе рассматривается проблема разработки алгоритмов визуализации, необходимых для создания инструмента графического проектирования цифровых интегральных схем на вентильном уровне. Предложена графовая модель представления схемы как основа для разработки алгоритмов. Рассмотрены алгоритмы размещения и трассировки, необходимые для построения графического представления схемы. Упомянутые алгоритмы реализованы в виде программного модуля на основе разработанной графовой модели. Представлены результаты работы программного модуля для некоторых схем из набора ISCAS’89.