¿Cómo se realizó la verificación del diseño físico antes del CAD?

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Estoy leyendo un historial de EDA para ASICs porque Tengo curiosidad acerca de cómo se produjeron en masa los circuitos integrados más antiguos.

El artículo menciona explícitamente que a principios de la década de 1970, SPICE se usó para simular el comportamiento del circuito, y se diseñó Rubylith para garantizar que el diseño ASIC coincidiera con el esquema (diseño contra esquema):

  

Lo que ahora conocemos como verificación de diseño físico consistió en tomar planos de los planos, colocarlos en la pared o colocarlos en una mesa de luz, y hacer que las personas intenten encontrar errores. Por lo tanto, la verificación física fue uno de los primeros negocios que se adoptaron en el espacio de diseño personalizado emergente (consulte "Cuanto más cambian las cosas, más se mantienen iguales").

Sin embargo, el artículo realmente no trata de cómo los diseñadores se aseguraron de que las características de ASIC, como las puertas, funcionaran correctamente cuando el diseño se redujera para crear una máscara. Suponiendo que un error de máscara ASIC era comparativamente costoso en el pasado como lo es hoy, ¿qué técnicas se utilizaron para minimizar el riesgo de una máscara defectuosa debido a las dimensiones físicas inadecuadas de las características, como una puerta?

Teniendo en cuenta que la geometría es importante para un ASIC, ¿se utilizaron las predicciones de la intensidad de campo utilizando las ecuaciones de Maxwell (análogamente a un solucionador de campo 2.5D para PCB en la actualidad), o eran modelos de transistores simples basados en la longitud y el ancho? ¿O fueron las tolerancias de dimensión física lo suficientemente grandes como para no ser una fuente importante de error durante el diseño manual?

Para reducir el alcance de la pregunta, asumamos los ASIC digitales de la era como TTL o 6502.

    
pregunta cr1901

4 respuestas

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También ofrezca la mejor oportunidad de que un dispositivo funcione como se espera en una biblioteca de células asic que solíamos trabajar en un sistema de abstracción creciente.

Los modelos de especia para la tecnología se escribirían según la teoría del transistor mos y se verificarían con un chip de prueba que contenía algunos dispositivos. La teoría de los transistores siempre pareció ser bastante precisa, pero en ese momento no estábamos tratando con la tecnología de submicras con muchos efectos secundarios.

Este modelo de especia se usaría para desarrollar el resto de las celdas en la biblioteca. Estas células se pondrían en un chip de prueba. Esto sería fabricado en los "rincones" de la tecnología. Esto implica introducir deliberadamente variaciones de fabricación (dopaje, geometría, etc.) para dar los casos más rápidos y lentos. El chip de prueba se evaluaría para producir modelos de simulador digital que se utilizarían para el diseño de dispositivos individuales.

No vuelvo a los días de Rubylith, pero recuerdo haber realizado verificaciones manuales de la conectividad celular en impresiones transparentes en color (una por capa) antes del CVS de la computadora (verificación de la conectividad por computadora). Tomó unos días para una puerta 3k asic.

En los primeros días, cuando se hizo todo esto para reducir la obtención de rubylith y medir las dimensiones correctas, era fundamental, pero los dispositivos eran muy simples. En los primeros días de CAD, las células se colocaron como células en forma de cortador de galletas y en esa etapa pudimos suponer que las geometrías generadas por computadora dentro de una célula y para la conectividad eran correctas.

    
respondido por el RoyC
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Los transistores se miniaturizaron en un proceso muy incremental.

Por ejemplo, preguntas sobre TTL. La primera puerta NAND de 7400 quad fue considerada en su momento una proeza de integración. Hubo muchos pasos iterativos antes de experimentar con transistores más pequeños y conectar múltiples transistores con otros componentes pasivos. Las dimensiones eran relativamente grandes, por lo que la difracción de la luz era una fuente de error insignificante.

MSI, cosas como contadores TTL, el 74161, por ejemplo, se hizo cortando y puestas varias puertas juntas. Las mesas de luz se utilizaron para superponer una disposición común y conocida de transistores en plástico transparente sobre cada puerta. Sería trivial verificar las dimensiones de cada compuerta desde la alineación. El principal trabajo intensivo en humanos fue verificar la conectividad.

La industria se movió con un refinamiento gradual, geometrías cada vez más pequeñas, una integración cada vez más grande, pero permaneciendo todo el tiempo dentro de algo que podía cortarse y pegarse, y era posible verificarlo. Obviamente, las superposiciones solo pueden controlar áreas pequeñas. Las herramientas de EDA simplemente aumentaron el área y la complejidad que era posible verificar con confianza en unas pocas semanas o meses. No sé exactamente dónde estaba el 6502 en esa ruta.

    
respondido por el Neil_UK
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¿Cómo construyeron las locomotoras antes de cad-cam?

Antes de las computadoras, se trataba de matemáticas, habilidades y experiencia, y en muchos casos, prueba y error. Se tuvieron que hacer muchos errores para obtener dicha habilidad y experiencia.

En los primeros días, la integración tampoco era muy grande, por lo que algunos de los puntos más finos no eran tan críticos.

A medida que hemos progresado, gran parte de esa "habilidad y experiencia" se ha programado en los conjuntos de herramientas de computadora que ahora están disponibles.

Es cuestionable si nos hemos vuelto más inteligentes como resultado de eso. ¿Quién recuerda los números de teléfono de las personas en estos días?

    
respondido por el Trevor_G
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A las personas con cuchillos Exacto se les pagó mucho dinero para convertir cuidadosamente los esquemas en diseños. Hubo muchas oportunidades para optimizar el rendimiento, ya que el diseñador / ingeniero y la persona encargada del diseño tenían acceso directo al emisor, a la base, al colector y a las ubicaciones de contacto de pozos profundos. Las células estándar eran opcionales; compartir piezas de diseño, para reducir los parásitos, fue un truco utilizado.

Para verificar, el diseño, después de digitalizarse en las estaciones de trabajo de Gerber o Calma, se imprimió en hojas de 6 'por 20' y se colgó en la pared. Se entregaron sobornos / cervezas por encontrar errores.

    
respondido por el analogsystemsrf

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