Требования к общему техническому заданию

В последующем на основании общей функциональной схемы микроэлектронной аппаратуры разрабатываются функциональные схемы ИС. Одновременно решается вопрос о том, какие ИС из общего комплекса можно выбрать в качестве типовых^*, а какие ИС частного применения^**. На ИС частного применения разрабатываются специальные технические задания. При этом учитываются особенности интегральных микросхем, требования технического задания и экономические факторы производства.

Предварительно выбираются: а) физические принципы и типы электрических схем, реализующих комплекс ЭФК (аналоговые, дискретные, смешанные и т.п.); б) класс и принципы конструирования ИС и т. п.; в) основные исходные материалы (кремний, германий, арсенид галлия, сапфир, феррит, ситалл, стекло и т. п.); г) основные технологические методы и операции изготовления ИС (эпитаксия, диффузия, напыление в вакууме, электрохимическое осаждение, элионная обработка и т.п.). При составлении технического задания стремятся унифицировать конструкции и технологические процессы и ограничить перечень исходных материалов.

После разработки Т3 производится предварительный выбор оптимальной сложности ИС. Чем проще ИС, тем меньше процент технологического брака при ее изготовлении, а следовательно, и меньше ее стоимость. Однако при этом, как правило, возрастает общее число ИС в аппаратуре и, как следствие — общее число межсхемных соединений и контактов в ней, что в свою очередь приводит к снижению надежности изделия и увеличению трудоемкости сборочных работ. Решение об оптимальном количестве ЭФК схемных элементов или других компонентов, реализованных на подложке ИС, принимается на основе компромиссов [1.5—1.8]. При этом необходимо учитывать технологические ограничения и экономические факторы.

_____________

* Типовые ИС — стандартные интегральные схемы, изготовляемые массовыми партиями на специализированных заводах.

** ИС частного применения — нестандартные интегральные схемы узкого применения, проектируемые и изготовляемые специально для данного класса аппаратуры.

Более подробно вопросы проектирования микроэлектронной аппаратуры рассмотрены в [1.1, 1.9 — 1.12].

Процесс конструирования ИС начинается задолго до того как конструктор за кульманом приступает к разработке ее топологии. Важнейшие решения по синтезу конструкции ИС принимаются на этапах ее функционального и электрического моделирования.

В процессе конструирования ИС, помимо общего технического задания, которым руководствуются почти на всех этапах этого процесса, полезно выделять и формулировать частные технические задания (ЧТЗ), предназначенные для выполнения отдельных этапов. Частные Технические задания могут составляться на синтез и оптимизацию наиболее важных моделей ИС, главных технологических операций ее изготовления, основных испытаний ИС и т. п. Роль и значение таких заданий возрастают по мере усложнения ИС и процесса их проектирования и вовлечения в этот процесс все более широкого круга специалистов разного профиля^*. Наиболее важной частью технического задания является определение функциональной задачи ИС, вытекающей из назначения системы, называемой иногда кибернетической частью ТЗ. Правильному формированию этой части технического задания на конструирование ИС придается первостепенное значение. ЧТЗ должно удовлетворять следующим основным требованиям:

1) задание должно быть четким и лаконичным, чтобы конструктор мог, как говорится, «одним взглядом» охватить суть решаемой задачи;

2) задание должно быть построено по схеме, которая сама по себе непосредственно помогала бы проводить структурный синтез последующих моделей ИС;

3) форма составления задания должна быть относительно универсальной и в равной степени применимой к широкому классу проектируемых ИС.

В свете вышеизложенных требований кибернетическую часть ЧТЗ на ИС удобно формулировать в виде требований к схеме, отразив в них:

— число входов ИС, входные параметры и характеристики;

— число выходов ИС, выходные параметры и характеристики;

— алгоритм преобразования сигналов в ИС.

При этом под входными и выходными сигналами понимают как рабочие сигналы, так и возмущения паразитного характера.

В рамках алгоритма преобразования входных сигналов в выходные последовательно выделяются и формулируются автономные задачи в порядке их важности: а) основные задачи алгоритма; б) вспомогательные задачи алгоритма; в) дополнительные задачи алгоритма работы ИС. Основные задачи отражают сущность обработки полезных информационных сообщений, ради выполнения которой, собственно говоря, и проектируется ИС. Вспомогательные задачи обычно отражают те дополнительные преобразования сигналов, которые необходимы для повышения качества выполнения основных задач.
___________

* Сложность некоторых современных ИС оценивается в несколько тысяч схемных элементов (так называемые большие ИС и БИС).

Дополнительные задачи алгоритма выявляются в процессе проектирования ИС. По своему характеру это вспомогательные задачи, сформулированные в результате корректировки технического задания. Указанная корректировка может затрагивать не только алгоритм преобразования сигналов, но и входные и выходные параметры ИС

Задачи алгоритма преобразования сигналов отражают свод задаваемых правил и требований к функционированию ИС. Они могут формулироваться текстуально, с помощью системы логических и математических выражений, графически и смешанным образом.

Тема 1.3 Состав элементной базы СМЭ