Fasi di realizzazione dei sistemi elettronici

1) Fasi della realizzazione di un circuito integrato :

a)       Progettazione

b)       Fabbricazione

c)       Impacchettamento

d)       Test

 

2) Fasi della progettazione di un circuito integrato :

a)       Ideazione e  Modellizzazione

b)       Sintesi ed ottimizzazione

c)       Validazione suddivisa in simulazione e verifica

 

3) Modellizzazione :

Un modello è particolarmente utile nella realizzazione di circuiti VLSI per i quali occorre realizzare una certa astrazione, un modello può essere descritto in termine di Vista e di Livelli di astrazione, in particolare si ha che le viste sono

a)       vista comportamentale (…descrive il circuito indipendentemente dalla sua implementazione)

b)       vista strutturale (…descrive una particolare implementazione del circuito)

c)       vista fisica

mentre i livelli di astrazione sono :

a)       livello architetturale (…è una descrizione computazionale del modello) 

b)       livello logico (…è una descrizione del modello in termini booleani)

c)       livello geometrico

 

4) Sintesi :

La sintesi consiste nel passaggio dalla vista comportamentale alla vista strutturale sempre però allo stesso livello di astrazione, si ha pertanto una sintesi architetturale, una logica ed una geometrica . La sintesi architetturale in particolare fa corrispondere alla descrizione delle funzioni svolte dal sistema, un insieme di risorse, le loro connessioni e la schedulazione dei tempi di esecuzione.

 

5) Ottimizzazione :

L´ottimizzazione è un processo parallelo al processo di sintesi, esso è volto ad ottimizzare la area e le prestazioni di un circuito integrato in particolare la area è una grandezza estensiva pertanto la area totale risulta essere la somma delle aree dei blocchi componenti mentre le prestazioni sono una grandezza intensiva, del resto a seconda del circuito si valuta una diversa prestazione, ad esempio per i circuiti combinatori si valuta il tempo di ritardo lungo il percorso critico ossia quello più lungo, per i circuiti sequenziali si calcola il tempo di ciclo (…ossia la propagazione lungo il sistema in un ciclo di clock) ed il tempo di latenza (…numero di cicli di clock necessari affinché il circuito esegua la funzione richiesta) infine per circuiti complessi tipo Pipeline si valuta il throughput (…velocità con la quale il sistema fornisce i dati in uscita).

6) Simulazione :

La simulazione ha consentito lo sviluppo di circuiti integrati VLSI attraverso una più approfondita conoscenza dei dispositivi ed in particolare del MOS, si hanno i seguenti tipi di simulazione :

a)       simulazione di processo

fornisce una caratterizzazione geometrica del dispositivo

b)       simulazione di dispositivi

consente di simulare piccoli blocchi che costituiscono il circuito integrato, a tal fine ha in ingresso i dati geometrici (…provenienti dal simulatore di processo) ed alcuni parametri ambientali mentre in uscita si hanno le tensioni e le correnti nonché i valori dei componenti parassiti. Con l´evoluzione delle tecnologie di integrazione, i simulatori di dispositivo hanno dovuto implementare capacità di prevedere e sfruttare i componenti parassiti e nuovi modelli in grado di analizzare gli effetti fisici che si presentano allorché le dimensioni si riducono sino ai livelli attuali. Il criterio di funzionamento prevede una discretizzazione dello spazio e successivamente la risoluzione delle equazioni algebriche che derivano da quelle differenziali alle derivate parziali associate ad ogni nodo della struttura.

c)       simulazione di circuito

I modelli generati dal simulatore di dispositivi vengono utilizzati per simulare un circuito del quale oltre allo schema vengono specificati gli stimoli e le condizioni ambientali. In genere questi primi 3 simulatori fanno parte di un sistema di progettazione integrato TCAD che fa da interfaccia verso applicativi specifici.

d)       simulazione logica

consente di simulare il funzionamento del circuito da un punto di vista logico tralasciando tutti i dettagli costruttivi, si considerano le porte logiche come blocchi caratterizzate da modelli generati dal TCAD.

e)       simulazione funzionale

consiste in una simulazione a livello comportamentale del funzionamento del circuito, essa deve poi essere seguita da una sintesi logica e di circuito.

 

7) Verifica :

Le tipologie di verifica sono le seguenti :

a)       implementativi

consiste nel confrontare il modello generato da una fase di sintesi con quello di partenza ad esempio si può verificare che il layout ottenuto mediante opportuni software corrisponde al circuito che si voleva implementare.

b)       Progettuale

Consiste nel verificare che in tutte le condizioni di funzionamento non si verifichino situazioni anomale.