Россия
Воронежская область, Россия
Россия
В статье рассматриваются преимущества технологии проектирования «Системы на кристалле», используемой для создания ЭКБ в России. Предлагаются меры структурирования программы по разработке отечественной технологии СнК. Уделено внимание направлению Fabless – Foundry(Проектирование – Производство). Описаны процессы взаимодействия проектировщиков, изготовителей и потребителей с различных сторон.
Системы на кристалле, электронно-компонентная база(ЭКБ), проектирование, микроэлектроника, .СБИС.
I. Введение
В электронном мире происходит революция, вызванная технологическими достижениями последнего времени. Сверхбольшие интегральные микросхемы содержат уже десятки и сотни миллионов транзисторов, технологические ограничения перешагнули барьер 0,1мкм[1, 2]. Данные факторы вызвали революционные изменения, как в организации производства микросхем, так и в технологиях проектирования микросхем. В настоящее время производство микросхем концентрируется всего на нескольких фабриках, называемых FOUNDRY, а разработкой занимаются специализированные предприятия, называемые FABLESS [3]. Возможность интеграции на кристалле огромного количества транзисторов потребовала изменения самой концепции проектирования микросхем. Ответом на беспрецедентный рост интеграции чипов стало создание технологии проектирования «Система-на кристалле» (System-on-chip, SOC).
II. Системы на кристалле (SOC)
В чем же основные отличия технологии SOC от технологий проектирования прошлых времен? Следует сказать, что и раньше эффективно использовались агрегативные методы проектирования, что позволяло достаточно быстро создавать микросхемы на основе различного рода библиотек и макробиблиотек. Иногда приходится сталкиваться именно с такой с интерпретацией SOC,как микросхемы, созданной на основе библиотеки сложных элементов. К сожалению, такой подход не раскрывает сущности происходящей революции. Главное, что определяет отличие технологии SOC – наличие на кристалле программируемого одного, двух или более ядер. В любой реальной системе необходимо выполнять универсальные функции управления, которые возлагаются на микроконтроллер на основе РИСК-процессора и обработку сигналов различного уровня и с различными критериями качества (производительность, точность, динамический диапазон, потребляемая мощность)[4]. Поэтому, минимальный состав SOCбудет включать РИСК-микроконтроллер и процессор обработки сигналов (ПОС). Наличие нескольких программируемых ядер со своими системами программирования резко увеличивает сложность технологии SOC по сравнению с агрегативными методами проектирования прошлых лет. Основные вложения при создании SOC происходят на этапе разработки инструментального и программного обеспечения, а также интегральной верификации проектов. Это означает, что невозможно создать много программируемых ядер с различными и несовместимыми архитектурами, так как этого не выдержит российская экономика.
1. Разработка отечественной ЭКБ для реализации технологий АЗН-В ИАИС в РФ / И.Л. Корнеев, М.С. Кулаков, И.Д. Григорьев, И.А. Татарчук // Наноиндустрия. -2019. - № S (89). -С. 33-36.
2. Проектирование интерфейсов сбоеустойчивых микросхем / В.К. Зольников, Н.В. Мозговой, С.В. Гречаный, И.Н. Селютин, И.И. Струков // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 1. - С. 17-24.
3. Куликова, Н.Н. Модели производственно-хозяйственной деятельности в электронной промышленности и факторы развития межорганизационных взаимоотношений / Н.Н. Куликова // Экономика устойчивого развития. - 2019. - № 2 (38). - С. 154-159.
4. Комаров, А.С. Управление техническим уровнем высокоинтегрированных электронных систем (научно-технологические проблемы и аспекты развития) /А.С. Комаров, Д. В. Крапухин, Е.И. Шульгин. -Москва, 2014. - 240с.
5. Планирование реализации специальных проектов / Т.П. Беляева, К.В. Зольников, В.А. Смерек, М.В. Конарев // Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2011» : материалы докладов Российской научной конференции. -Москва, 2011. - С. 239-241.
6. Методы контроля надежности при разработке микросхем / К.В. Зольников, С.А. Евдокимова, Т.В. Скворцова, А.Е. Гриднев // Моделирование систем и процессов. - 2020. - Т. 13, № 1. - С. 39-45.
7. Машевич, П.Р. Разработка средств автоматизации проектирования изделий микроэлектроники дизайн-центра и экспериментальная проверка их эффективности : специальность 05.13.12 : дисс. … канд. техн. наук / Павел Романович Машевич. - Воронеж, 2005. - 173 с.
