A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis"— Transcrição da apresentação:

1 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis AULA: 01 Projeto de ASIC Digital Apresentação e Introdução

2 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 2 / 43 Conteúdos do Curso Introdução à integração de sistemas em CIs Automação: Níveis de especificação e abstração Fluxo e Etapas de Projeto (de VHDL ao CHIP) Metodologias e Estilos de leiaute : –full custom, standard cell, cell arrays, lógica programável pelo usuário Ferramentas para a síntese física –particionamento, posicionamento, roteamento, sintese de células, dimensionamento Estruturas regulares RAM, ROM, PLA, Partes Operativas Ferramentas de Síntese Lógica e de Alto-Nível

3 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 3 / 43 Conteúdo da Aula 01 Tipos de Circuitos Integrados Evolução da Integração Características das Interconexões Objetivos para Otimização Diagrama Y Ações de Projeto Etapas ou Níveis de Projeto

4 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 4 / 43 Tipos de Circuitos Integrados General Pourpose Circuitos de Propósito Geral Servem para diversas aplicações finais –Microprocessador, memória, microcontrolador, Processador DSP, circuitos de prateleira, circuitos de catálogo ASICs Circuitos Integrados para Aplicações Específicas –Dedicados a um produto de consumo, funções específicas, lógica de cola

5 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 5 / 43 Evolução de circuitos integrados Necessidade de Automação Ferramentas de Automação de Projeto Roteamento de Circuitos Integrados Tecnologia de Fabricação de Interconexões Reverse Scaling Evolução da Integração

6 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 6 / 43 Lei de Moore: capacidade dobra em 18 meses 10 mil vezes em 20 anos Processadores da Intel: Evolução da Integração Lei de Moore today: It is over!!!

7 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 7 / 43 Electronic Design Automation (EDA) para síntese automática, verificação,... US$ 3 bi em 1998, US$ 3.5 bi em 2000 Problemas: capacidade de fabricação aumenta 58%/ano produtividade aumenta só 21%/ano (1997) Complexidade Desempenho Complexidade e Desempenho Evolução da Integração

8 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 8 / 43 Soluções para Projeto: aumentar equipes (+custo e -controle) Systems-on-Chip (SOCs) = Reusabilidade Ferramentas: modelar efeitos elétricos precisamente tratar problemas grandes eficientemente prover metodologia convergente Evolução da Integração

9 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: 01 9 / 43 Atraso de porta (T gate ): pode ser reduzido com o reprojeto da porta Atraso de interconexão (T int ): exige o reprojeto das próprias interconexões Evolução da Integração

10 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Evolução da Integração

11 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Introdução de camadas metálicas polimento preenchimento de valas novos materiais Evolução da Integração

12 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Camadas têm características diferentes Evolução da Integração Reverse Scaling

13 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Objetivos para Otimização Area –Yield é inversamente proporcional Velocidade –Trade-off, otimização, restrição Dissipação de Potência –Falha, stress, aquecimento (resfriamento), portáveis Tempode Projeto –Pequenos atrasos, grandes perdas Testabilidade –É um problema considerável –Portanto, deve ser feito esforço desde início do projeto

14 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Crescimento do Mercado Desaparecimento do Mercado perda atraso tempo receita Mercado

15 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Diagrama Y Ferramentas -> Produtividade Produzir mais trabalhando menos Hierarquia –Estruturas, repetição, agrupamento Abstração –Esconder detalhes Reuso –Utilizar Bibliotecas (de células) Síntese –Acrescentar detalhes Domínios do diagrama Y de Gajski

16 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Mais abstração Eixo Comportamental Sistêmico Algorítmico Micro arquitetural Lógico Elétrico Eixo Estrutural Eixo Geométrico Circuito Real (fabricado) idéia

17 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Descrições de Projeto Why use a HDL (Hardware Descriptive Language) ? Situação de VHDL hoje: Padrão Padrão aceito por CAD tools e projetistas Síntese Síntese: inferência de Hardware IEEE 1164 IEEE 1164 standard package Verilog Concorrente: Verilog – E.U.A. Especifica ç ão de Entrada

18 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Entidade e Interface em VHDL entity half_adder is port ( x, y : in bit; sum, carry : out bit ); end half_adder ; x ycarry sum signal mode type Entidade e Interface em VHDL entity half_adder is port ( x, y : in bit; sum, carry : out bit ); end entity half_adder ;1993 Entidade e Interface em VHDL entity half_adder is port ( x, y : in std_ulogic ; sum, carry : out std_ulogic ); end entity half_adder ;1993 IEEE 1164

19 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Sinais e Valores IEEE 1164 std_ulogic std_ulogic_vector Value Interpretation U Uninitialized X Forcing Unknown 0 Forcing 0 1 Forcing 1 Z High Impedance W Weak unknown L Weak 0 H Weak 1 - Don´t care

20 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Multiplexador 4 para 1 entity mux is port ( i0, i1 : in std_ulogic_vector (7 downto 0); i2, i3 : in std_ulogic_vector (7 downto 0); sel : in std_ulogic_vector (1 downto 0); z : out std_ulogic_vector (7 downto 0) ); end entity mux ; i0 i2 sel z i1 i3

21 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 ULA de 32 bits entity ula32 is port ( A,B : in std_ulogic_vector (31 downto 0); C : out std_ulogic_vector (31 downto 0); op : in std_ulogic_vector (5 downto 0); N,Z : out std_ulogic ); end entity ula32 ; A op C B N Z

22 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Elementos de Hardware SW é seqüencial, HW é concorrente:SistemaInterface Comportamento a_out = 2 * in_b

23 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Elementos de Hardware SW é seqüencial, HW é concorrente:SistemaInterface Estrutura

24 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Eixo Comportamental Sistêmico Algorítmico Micro arquitetural Lógico Elétrico Eixo Estrutural Eixo Geométrico processadores, memórias, barramentos módulos de hardware Portas lógicas, flip-flops Transistores, resistores, capacitores, indutores processadores, memórias, barramentos módulos de hardware registradores, multiplex, operadores Portas lógicas, flip-flops Transistores, resistores, capacitores, indutores Leiaute das máscaras, retângulos, polígonos Células de biblioteca, modelos de posição de pinos Macro-células, planta baixa de blocos Módulos, clusters, cores, planos de clock/alimentação Partições físicas, componentes, placas Leiaute das máscaras, retângulos, polígonos Células de biblioteca, modelos de posição de pinos Macro-células, planta baixa de blocos Módulos, clusters, cores, planos de clock/alimentação Partições físicas, componentes, placas Funções de transferência, equações diferenciais Equações booleanas, tabelas verdade, BDDs Máquinas de estado finitas, operações Algoritmos Especificações funcionais Funções de transferência, equações diferenciais Equações booleanas, tabelas verdade, BDDs Máquinas de estado finitas, operações Algoritmos Especificações funcionais

25 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 EDIF LEF / DEF Spice VHDL C, C++, Hardware C Java Spice CIF, GDS2 Eixo Comportamental Sistêmico Algorítmico Micro arquitetural Lógico Elétrico Eixo Estrutural Eixo Geométrico processadores, memórias, barramentos módulos de hardware registradores, multiplex, operadores Portas lógicas, flip-flops Transistores, resistores, capacitores, indutores Leiaute das máscaras, retângulos, polígonos Células de biblioteca, modelos de posição de pinos Macro-células, planta baixa de blocos Módulos, clusters, cores, planos de clock/alimentação Partições físicas, componentes, placas Funções de transferência, equações diferenciais Equações booleanas, tabelas verdade, BDDs Máquinas de estado finitas, operações Algoritmos Especificações funcionais

26 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Eixo Comportamental Sistêmico Algorítmico Micro arquitetural Lógico Elétrico Eixo Estrutural Eixo Geométrico processadores, memórias, barramentos módulos de hardware registradores, multiplexadores, operadores Portas lógicas, flip-flops Transistores, resistores, capacitores, indutores Leiaute das máscaras, retângulos, polígonos Células de biblioteca, modelos de posição de pinos Macro-células, planta baixa de blocos Módulos, clusters, cores, planos de clock/alimentação Partições físicas, componentes, placas Funções de transferência, equações diferenciais Equações booleanas, tabelas verdade, BDDs Máquinas de estado finitas, operações Algoritmos Especificações funcionais 1- síntese 2- simulação 3- mapeamento 4- place&route 5- fabricação

27 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Exemplo de metodologia na prática RTL was written in Verilog and mapped to the standard-cell library with Synopsys Design Compiler. Datapath-style placement of standard cells was carried out using a tiled-region design methodology. Tiled regions allowed for hand-assisted automatic placement of key standard cells in datapath bitslices. This methodology provided a good compromise between design effort and performance. The Avant! Apollo tool suite was used for placement, routing, and clock distribution.

28 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Ações de Projeto Ações de Síntese –Correct by construction –Intervenções do Projetista (ECO) –Verificação Ações de Análise –Area, atraso, potência, diagnósticos Ações de Otimização –Operam sobre um único ponto no diagrama Y Ações de Gerência Visualização –ferramentas

29 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital - Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis Aula: / 43 Etapas ou Níveis de Projeto Projeto Algorítmico ou de Sistema –Parte de VHDL e gera uma descrição de FSM e lógica para uma arquitetura-alvo Projeto Estrutural e Lógico –Esquemático, rede de portas –Síntese lógica 2 níveis, multi-nível, seqüencial Projeto Elétrico –Transistores, tempo, extração e caracterização Projeto de Leiaute –Place & route, floorpllan, partition, generation, optimization, … Métodos de Verificação

30 Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis AULA: 01 FIM


Carregar ppt "Curso de Especialização em Projeto de Circuitos Integrados Disciplina: Projeto de ASIC Digital Professores: Dr. Marcelo Johann e Dr. Ricardo Reis"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google