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Conception des Circuits Intégrés Prédiffusés Précaractérisés et sur Mesure Moha

Conception des Circuits Intégrés Prédiffusés Précaractérisés et sur Mesure Mohamed MASMOUDI Laboratoire d’Electronique, Microtechnologie & Communication Professeur à l’ENIS GE3 Mohamed Masmoudi Plan du cours Introduction Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés Chapitre II : ASIC Semi Spécifique Chapitre III :ASIC Spécifique Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Chapitre V : Conception de Bibliothèques de cellules GE3 Mohamed Masmoudi Laboratoire d’Electronique, Microtechnologie & Communication Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés - Classification des Circuits intégrés - Evolution des techniques de conception - Classification des ASICs - Comparaison des ASICs Chapitre I Techniques de conception des circuits intégrés Plan du chapitre : GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés Classification des ASICs ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique ASIC : Application Specific Integrated Circuit GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre I : Techniques de conception des circuits intégrés Comparaison des ASICs GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique - Circuits Programmables - Circuits prédiffusés - Comparaison Chapitre II ASIC Semi Spécifique Plan du chapitre : GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique Programmable "FPGA" GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Critères de choix de la technologie Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Les principaux fabriquants 1. ALTERA 30% 2. XILINX 30% 3. LATTICE 10% 4. ACTEL 10% 5. Etc… 20% Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Bloc Logique : CLB (Xilinx XC3000) Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Technologie de Programmation Anti-fusible Flash SRAM Caractéristiques : encombrement minimal, non reprogrammable, technologie spécifique Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Technologie de Programmation Anti-fusible Flash SRAM Caractéristiques : conserve la configuration, système autonome, technologie spécifique EPROM Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Technologie de Programmation Anti-fusible Flash SRAM Caractéristiques : volatile, reconfigurable dynamiquement, technologie spécifique Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique Pré-diffusé "Gate Array" GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre II : ASIC Semi Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique - Circuits Précaractérisés - Circuits sur Mesure - Système sur puce Chapitre III ASIC Spécifique Plan du chapitre : GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique Pré-caractérisé "Standard Cell" GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique Chapitre III : ASIC Spécifique Sur Masure "Full Custum" GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Définition architecture Simulation fonctionnelle Conception logique Simulation logique Conception électrique Simulation électrique Layout Extraction Simulation Comparaison Fabrication Spécification du système Procédure Réelle Description comportementale Description structurelle Layout Fabrication Spécification du système Procédure Idéale Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi ASIC ASIC semi-spécifique Système sur puce "SoC" Programmable "FPGA" Sur mesure "Full Custum" Pré-caractérisé "Standard Cell" Pré-diffusé "Gate Array" ASIC spécifique Chapitre III : ASIC Spécifique Système sur Puce "SoC" GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Comparaison FPGA/GA/SC Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Migration FPGA h ASIC Les FPGA diminuent le temps de conception d'un ASIC Les FPGA permettent d'obtenir rapidement le prototypage rapide d'un ASIC pour le tester sur carte. Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre III : ASIC Spécifique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés - Outils de CAO - Flot de conception des circuits analogiques - Flot de conception pour les circuits numériques - Flot de conception des circuits mixtes Plan du chapitre : Chapitre IV Méthodologies pour la conception des circuits intégrés GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Rôle de la Conception Assistée par Ordinateur (CAO - CAD:Computer Aided Design / CAE:Computer Aided Engineering) - Maîtrise des temps et des coûts. - Nécessité suite à la complexité croissante des circuits électroniques - Gérer les immenses volumes de données techniques - Analyses poussées (stress, fiabilité, thermique, …) - Réutilisabilité / Intellectual Property / Testabilité GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Evolution : Méthodes de CAO 1950 : Premier système graphique (MIT) 1969 : SPICE (Berkeley) #1970 : Dessin des masques à la main #1980 : Compilation de silicium (portes vers masques) #1985 : Synthèse logique / Naissance de VHDL #1990 : Synthèse de haut niveau #1995 : Synthèse architecturale Méthodologie ASIC : juste par conception #2000 : Langage multi-disciplines industriel : VHDL-AMS Analogique / Numérique / Autres (MOEMS) Diminution des «Time-to-Market» et de la durée de vie des produits Méthodologie / Gestion de projet TRES IMPORTANT GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Outils de CAO - Simulateurs Analogiques : SPICE, ELDO, SPECTRE, … - Simulateurs Logiques : SPICE, ELDO, SPECTRE, … - Simulateurs Fonctionnels Comportementaux Logiques: MATLAB, VHDL, VERILOG, … - Simulateurs Fonctionnels Comportementaux Analogiques et Mixtes : VHDL-AMS, VERILOG-AMS, … GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Manuel Synthèse Logique Compilation de Si LAYOUT Flot de conception GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Flot de conception Conception algorithmique et synthèse de haut niveau GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Flot de conception des Circuits Intégrés Analogiques Conception électrique Simulation électrique Layout Extraction Fabrication Spécification du système Netlist Simulation électrique Ok GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Spécifications Modélisation haut niveau Analyse de testabilité Modélisation RTL Synthèse logique Placement-Routage Diagnostic DRC + Extraction Analyse de délais Performances Simulation Vérification Diagnostic Diagnostic Diagnostic Diagnostic Fabrication d’un prototype oui non Flot de conception des Circuits Intégrés numériques GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Synthèse logique simulation abstraite simulation simulation abstraite simulation logico logico- -temporelle temporelle simulation simulation é électrique lectrique HDL HDL Gate Gate level level Physique Physique level level Compilation de silicium + placement/routage if a=‘1’ then r = v else r = not (p) end if r 2 1 a v p P N N synthèse logique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Flow de Conception Typique pour FPGA GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Modélisation Analogique et Mixte C’est une description comportementale des circuits analogiques et mixtes VHDL-AMS, VERILOG-AMS représentent les principaux outils de modélisation et de simulation analogique et mixte. Nécessité d’avoir une bibliothèque suffisamment riche de modèles comportementaux : AOP, Filtres, CAN, CNA, PLL, VCO, etc…. GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Flot de conception des Circuits Intégrés mixtes Partie Analogique Partie Numérique Layout partie Analogique Convertisseur A/N Layout du convertisseur A/N Bibliothèque Numérique Architecture Partie Numérique Vérification & test Vérification & test Circuit Niveau transistor Bibliothèque Modèles Analogiques Modèle partie Analogique Modèle du Convertisseur A/N Synthèse de la partie Numérique GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Un environnement de CAO mixte : Tanner GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Un environnement de CAO mixte : Tanner GE3 Mohamed Masmoudi Chapitre IV : Méthodologies pour la conception des circuits intégrés Synthèse Analogique Jusqu’à ce jour uploads/Ingenierie_Lourd/ conception-des-circuits-integres-prediffuses-precaracterises-et-sur-mesure-v2010.pdf