ИТМиВТ - Институт точной механики и вычислительной техники С. А. Лебедева РАН
Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева РАН - научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники
English
Главная страница Контактная информация Карта сайта и поиск
Об институте Решения Проекты Образование

Примеры заказных разработок

Дизайн шинного преобразователя уровня

Микросхема представляет собой двунаправленный преобразователь уровня, работающий со скоростями 20 — 160 Мбит/с, безотносительный к направлению передачи, с защитой от статического разряда до 8 кВ и имеющий размер 4 мм2.

В задачу проекта входила разработка микросхемы для шести типов корпусов. На основе представленной спецификации специалисты ИТМиВТ фактически перепроектировали микросхему, улучшили ее технические характеристики и расширили функционал, добавив защиту от статистического напряжения, в том числе разработали и смоделировали схемотехнику, развели и протестировали топологию чипа. Стоит отметить, что заложенные заказчиком характеристики оказались очень сложными для реализации, и потребовалось большое искусство, чтобы воплотить их в кристалле.

Характеризация компилятора памяти

Целью проекта была настройка компилятора памяти Memory Compiler, предназначенного для производства трех различных типов памяти (SP-SRAM, DP-SRAM и VROM) по технологии 0,18 мкм.

Параметры процесса производства модулей памяти на фабрике имеют тенденцию изменяться во времени («плыть»), поэтому необходимо периодически осуществлять их корректировку, т. е. производить характеризацию памяти. На основании технической документации, регламентирующей производственный процесс, специалисты ИТМиВТ рассчитали новые данные рабочих характеристик микросхем. После проведения обсчета данных было скомпоновано три компилятора памяти Memory Compiler. Компиляторы снабжены соответствующей документацией и будут поставляться в рамках продукта Rapid Compiler.

В процессе работы специалисты ИТМиВТ обнаружили и устранили небольшие неточности в программном обеспечении (например, отрицательные временные задержки и отрицательные емкости), которые при моделировании микросхемы в граничных условиях могли бы привести к расхождению расчетных и реальных данных.

В результате проекта сотрудники института приобрели неоценимый опыт, а заказчик получил расчетные характеристики для новых модулей памяти и информацию, которая помогла исправить ошибки в инструментарии для характеризации памяти.

Модернизация защиты от статического напряжения

При недостаточной защите микросхемы от статического напряжения возможен выход ее из строя даже от простого прикосновения руки. Поэтому в микросхемах большое внимание уделяется системе защиты от статического напряжения (ESD protection).

Для новой линейки микросхем специалисты ИТМиВТ провели экспертизу библиотеки и разработали необходимую коррекцию топологии ESD protection с последующей верификацией ее на соответствие конструкторско-технологическим ограничениям и отредактированной топологии исходной электрической схеме. Улучшенная система защиты будет использоваться на всех КМОП-микросхемах, производимых Tower Semiconductor.

Верификация библиотеки стандартных элементов

На основе имеющейся библиотеки на 512 элементов для технологий 0,18 × 0,13 мкм на 1,8 В было необходимо разработать библиотеку элементов для 1 В. Уменьшение питающего напряжения микросхемы ведет к экономии электроэнергии при работе микросхемы, что важно в устройствах, питаемых от батареек.

Специалисты ИТМиВТ осуществили проверку работоспособности библиотеки при питающем напряжении 1 В. Понижение напряжения потребовало провести характеризацию всех ячеек библиотеки, с последующей их проверкой по мощности, быстродействию и функционалу. В результате удалось уменьшить потребляемую микросхемой мощность на 40 %.

Реализация первой группы проектов дала специалистам ИТМиВТ колоссальный практический опыт, развила и закрепила навыки работы в передовых программных средах по разработке микроэлектроники, таких как Cadence Virtuosо и др. 

Архитектура «систем-на-кристалле»

Разработана архитектура «систем-на-кристалле» для ряда вычислительных блоков, предназначенных для использования в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (в авиации).

Проектирование цифровых и аналоговых СФ-блоков

В Дизайн-центре осуществлен синтез следующих сложно-функциональных блоков:

  • CAN интерфейс;
  • операционные усилители;
  • компараторы;
  • источники опорного напряжения;
  • ФАПЧ до 100 МГц;
  • АЦП 8 бит/ 10 МГц, АЦП 10 бит/ 1МГц, ЦАП 12бит/ 1МГц;
  • низкопотребляющие двунаправленные преобразователи уровня.

RTL-коды процессорных ядер и интерфейсов

Осуществлена разработка ядер микропроцессоров ARM7, MSP430, сопроцессора с плавающей запятой, совместимого с ARM9. Математический сопроцессор выполняет скалярные, векторные и смешанные вычисления с плавающей запятой над числами одинарной и двойной точности в соответствии со стандартом ANSI/IEEE 754—1985. Для сопроцессора разработана RTL-модель (Run-Time Library) с системой команд, совместимой с системой команд ARM VFP9.

На базе модели создан реальный образец сопроцессора на макетной плате и осуществлена загрузка в него данных и команд с компьютера на базе процессора Intel или AMD и операционной системой Windows.

 

© 1948—2016 «ИТМиВТ»
Версия для печати Контактная информация