Kaj je načrtovanje integriranega vezja?

Načrtovanje integriranega vezja (IC) je posebnost električnega in računalniškega inženiringa. Ta disciplina je ključnega pomena za pravilno izdelavo novih integriranih vezij, ki se uporabljajo v digitalnih napravah, kot so računalniki in mobilni telefoni. V procesu razvoja IC je veliko podrobnih korakov. Konceptualno načrtovanje, simulacija in verifikacijsko testiranje so glavni temelji postopka načrtovanja integriranega vezja.

Vsako integrirano vezje vsebuje veliko medsebojno povezanih električnih komponent. Ti majhni elementi vključujejo tranzistorje in upori, ki se uporabljajo za neposredni in nadzor toka. IC so izdelane iz polprevodnega materiala, kot je silicij. Integrirana vezja so zelo zapletena in nekatera lahko vsebujejo skoraj milijardo tranzistorjev.

Pri načrtovanju integriranega vezja je treba elemente natančno načrtovati in razporediti, preden se lahko izdela čip. Zaradi kompleksnosti sodobnih IC se čipi redko oblikujejo ročno. Namesto tega se med postopkom načrtovanja uporablja programska oprema za idejno zasnovo. Ta računalniško podprt pristop omogoča oblikovalcem vezij, da se izognejo napakam in zagotovijo, da je vsak čip pravilno razporejen.

V fazi idejnega načrtovanja zasnove integriranega vezja si strokovnjaki prizadevajo za čim bolj učinkovito postavitev vsakega vezja. Komponente so razporejene tako, da v celoti izkoristijo razpoložljivi prostor in zmanjšajo končno velikost čipa. Električne poti so zasnovane tako, da so kratke in učinkovite. To zmanjša stroške IC in omogoča, da električni signali tečejo brez težav.

Proizvajalci IC čipov imajo različne zmogljivosti. Stroji, ki se uporabljajo za izdelavo integriranih vezij, so včasih omejeni na določene postavitve in strukture. Postopek načrtovanja vezja mora to upoštevati, oblikovalci pa morajo tesno sodelovati s proizvajalci, da zagotovijo, da je predlagani model dejansko mogoče izdelati.

Po zasnovi novega integriranega vezja ga je treba simulirati. Na tej stopnji je programska oprema ponovno pomembno orodje. Računalniški programi se uporabljajo za simulacijo pretoka električne energije skozi novo oblikovan čip. Digitalna logika IC je pozorno opazovana glede napak. Če obstaja napaka pri postavitvi, poskušajo oblikovalci poiskati in spremeniti napako s programsko opremo, preden se začne drag proizvodni proces.

Zasnova vezja je fizično izdelana v silicijev čip šele, ko so strokovnjaki prepričani, da je bila pravilno postavljena. Zaradi proizvodnih stroškov se integrirana vezja običajno proizvajajo na veliko. Tudi po obsežni simulaciji se nova zasnova IC preizkusi v resničnem svetu takoj, ko je izdelana. Proizvajalci integriranih vezij redno preverjajo vsako serijo silicija in preverjajo, ali digitalna logika pravilno deluje.