Решения

Решения

Специалисты дизайн-центра разрабатывают как законченные изделия типа «Система на Кристалле» (СнК), так и отдельные «сложно-функциональные» (СФ) блоки, прототипы СнК и СФ блоков на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и базовых матричных кристаллов (БМК).

Электронно-компонентная база промышленного назначения

Общая информация

Специалисты дизайн-центра разрабатывают как законченные изделия типа «Система на Кристалле» (СнК), так и отдельные «сложно-функциональные» (СФ) блоки, прототипы СнК и СФ блоков на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) и базовых матричных кристаллов (БМК).
Дизайн-центр поддерживает заводы-производители в части разработки библиотек стандартных элементов, памяти. А так же в части адаптации систем автоматического проектирования (САПР) для разработки цифровых, аналоговых и смешанных микросхем (PDK).
Основные заказчики и потребители разработок, ориентированы на рынки телекоммуникационного оборудования, изделий авиационной и космической промышленности.
Специалисты дизайн-центра ведут разработки по всему циклу проектирования: от системного уровня до разработки топологии. Наша компетенция позволяет подключаться к работам заказчика на любом этапе маршрута проектирования.
В части контрактного проектирования дизайн-центр принимает заказ по следующим основным направлениям:

• разработка СнК;
• разработка аналоговых микросхем;
• проектирование аналоговых и цифровых СФ-блоков, в том числе: встраиваемых АЦП, ЦАП, ФАПЧ, микропроцессорные ядра, аппаратные вычислители и различные интерфейсы;
• проектирование библиотек стандартных элементов, памяти и PDK;
• back-end дизайн;
• разработка прототипов СФ блоков на ПЛИС;
• модернизация элементной базы для серийной аппаратуры.

Все разработки выполняются в соответствии со стандартами Системы Менеджмента Качества (СМК). 
Дизайн-центр оснащен современным оборудованием и средствами проектирования от ведущих мировых компаний – Cadence, Mentor Graphics и др.
Коллектив сотрудников пополняется молодыми специалистами из ведущих в области микроэлектроники ВУЗов страны: МИЭТ, МИФИ, МИРЭА и др.

Маршруты проектирования СБИС

Традиционный маршрут проектирования

На уровне регистровых передач RTL (Register Transfer Level) проводится верификация СнК в ранее созданной среде и верификация программного обеспечения на поведенческом (TL) описании СнК, разработка синтезопригодного описания (RTL), проверка реализуемости архитектуры на регистровом уровне. В случае отрицательного результата происходит возврат на изменение спецификации, в случае положительного переходим на этап синтеза.
На этапе синтеза формируются принципиальные схемы для прошивки ПЛИС и для реализации СнК в выбранном технологическом базисе. Далее проектирование системы продолжается двумя параллельными путями: отладка ПО на макете на основе ПЛИС и завершение проектирования СнК в кремнии. В случае отрицательного результата в части выполнения требований по динамике – возврат на общесистемный уровень для перераспределения функций между аппаратной и программной частями, в случае положительного – завершение отладки ПО на макете на основе ПЛИС и выпуск прототипов СнК по стандартному маршруту:

• разработка тестопригодного СнК с оптимизацией по времени;
• разработка промышленного теста;
• сборка топологии всего СнК, включая разработанные ранее или приобретенные СФ блоки;
• верификация общей топологии и выпуск прототипов;
• выпуск рабочей конструкторской и технической документации;
• проведение испытаний.

Традиционный маршрут проектирования СНК

Сложности

Но работа по этому маршруту выявила ряд проблем, которые усложняют проектирование и увеличивают время разработки. Традиционный маршрут проектирования с использованием существующей элементной базы и разработки программного обеспечения для реализации функций системы не позволяет в полном объеме применять современные технологические подходы. Разработка СнК по традиционному маршруту, без привязки к функциям системы, приводит к усложнению разработки программного обеспечения и проведению нескольких итераций при проектировании «Системы на Кристалле», что существенно увеличивает сроки и стоимость ее разработки.

Маршрут проектирования с использованием общесистемного уровня.

В настоящее время среди ведущих разработчиков все более широкое применение находит маршрут проектирования СнК с использованием общесистемного уровня, позволяющий в заданные сроки разработать микросхему СнК, выполнив минимальное количество итераций при изготовлении макетных образцов, и получить совместимость с отладочным и прикладным программным обеспечением.

Преимущества использования данного подхода:

• возможность создания СнК, аппаратуры и ПО, изначально адаптированных к требованиям системы и согласованных друг с другом;
• разработка и отладка программного обеспечения, системы на кристалле и аппаратуры проводятся параллельно под контролем общесистемного уровня;
• готовность средств тестирования, отладки, а также работоспособного прикладного и системного ПО и макета аппаратуры к моменту выпуска прототипов СнК;
• обеспечение создания высококачественной системы в кратчайшие сроки.

Общий системный уровень ESL (Entire System Level) состоит из трех основных этапов: Service + Specification (спецификация системы), Message Level (уровень сообщений) и Transaction Level (уровень передач).

Общесистемный уровень разработки

На этапе спецификации системы (Service + Specification)

• осуществляется постановка задачи без разделения на аппаратную и программную части;
• описывается система на уровне крупных функциональных блоков с использованием специальных языков;
• отлаживается взаимодействие между блоками и корректность спецификации системы.

На уровне сообщений (Message Level)

• формируется архитектура системы;
• описываются блоки на стандартных языках программирования, но без разделения на аппаратную и программную части;
• формируются прообразы ПО и функционального описания аппаратной части;
• верифицируется поставленная задача на более детальном уровне.

В случае невозможности реализации выполняется коррекция спецификации системы, в случае успешного результата проводится разделение задач на программную и аппаратную части.

На уровне передач (Transaction Level)

• отлаживается совместимость программной и аппаратной частей системы;
• все блоки описываются на специальных языках;
• формируется среда верификации для аппаратной части;
• проверяется совместимость со стандартными операционными системами;
• продолжается определение оптимального разделения на аппаратную и программную части.

Далее разработка частей системы (в части микроэлектроника, аппаратура и ПО) ведется параллельно, по традиционным маршрутам проектирования.

Конкурентные преимущества нового подхода

• маршрут проектирования с использованием общесистемного уровня позволяет создавать СнК, аппаратуру и ПО изначально адаптированные к требованиям системы и согласованные друг с другом;
• разработка и отладка ПО, разработка СнК и разработка аппаратуры проводятся параллельно под контролем общесистемного уровня;
• к выпуску прототипов СнК готовы средства тестирования, отладки, а также работоспособное прикладное и системное ПО и макет аппаратуры.

Указанный подход и соответствующие средства обеспечивают создание высококачественной системы в кратчайшие сроки.

Маршрут проектирования элементной базы для модернизации серийной аппаратуры

На уровне регистровых передач RTL (Register Transfer Level) проводится верификация модуля в ранее созданной среде (схема принципиальная электрическая в базисе ИС средней степени интеграции) и ранее используемыми тест-векторами для тестирования модулей в серийном производстве, разработка синтезопригодного описания (RTL) и Test banch в форматах выбранных САПР для проектирования ПЛИС, ASIC или БМК.
На этапе синтеза формируются принципиальные схемы для прошивки ПЛИС и для реализации ASIC или БМК в выбранном технологическом базисе. Далее проектирование системы может продолжаться двумя параллельными путями: прошивка ПЛИС и тестирование в составе аппаратуры или завершение проектирования ASIC/БМК в кремнии. В случае положительного результата – тестирование рабочим ПО на макете на основе ПЛИС или на основе ASIC/БМК.
Данный маршрут позволят в кратчайшие сроки и высоким качеством модернизировать серийную аппаратуру, отказаться от импортной ЭКБ или ЭКБ снятой с производства, улучшить показатели по массо-габаритам и энергопотреблению.

Маршрут проектирования СБИС для модернизации серийной аппаратуры