डिज़ाइन नियम की जाँच

इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन में, एक डिज़ाइन नियम एक ज्यामितीय बाधा है जो सर्किट बोर्ड, अर्धचालक उपकरण और एकीकृत सर्किट (आईसी) डिजाइनरों पर लगाया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उनके डिज़ाइन ठीक से, विश्वसनीय रूप से कार्य करते हैं, और स्वीकार्य उपज के साथ उत्पादित किए जा सकते हैं। उत्पादन के लिए डिज़ाइन नियम प्रक्रिया इंजीनियरों द्वारा डिज़ाइन इरादे को साकार करने की उनकी प्रक्रियाओं की क्षमता के आधार पर विकसित किए जाते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि डिज़ाइनर डिज़ाइन नियमों का उल्लंघन न करें, इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन स्वचालन का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है; एक प्रक्रिया जिसे डिज़ाइन रूल चेकिंग (DRC) कहा जाता है। डिज़ाइन पर भौतिक सत्यापन साइनऑफ़ (ईडीए) के दौरान डीआरसी एक प्रमुख कदम है, जिसमें एलवीएस (लेआउट बनाम योजनाबद्ध) जांच, एक्सओआर जांच, ईआरसी (इलेक्ट्रिकल नियम जांच) और एंटीना जांच भी शामिल है। डिज़ाइन नियमों और डीआरसी का महत्व आईसी के लिए सबसे अधिक है, जिसमें सूक्ष्म या नैनो-स्केल ज्यामिति होती है; उन्नत प्रक्रियाओं के लिए, कुछ फैब उपज में सुधार के लिए अधिक प्रतिबंधात्मक डिजाइन नियमों के उपयोग पर भी जोर देते हैं।

डिज़ाइन नियम

बुनियादी डीआरसी जाँच करता है - चौड़ाई, रिक्ति और घेरा

डिज़ाइन नियम सेमीकंडक्टर फैब्रिकेशन द्वारा प्रदान किए गए मापदंडों की एक श्रृंखला है जो डिजाइनर को मुखौटा सेट की शुद्धता को सत्यापित करने में सक्षम बनाती है। डिज़ाइन नियम किसी विशेष अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया के लिए विशिष्ट होते हैं। एक डिज़ाइन नियम सेट अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रियाओं में परिवर्तनशीलता के लिए पर्याप्त मार्जिन सुनिश्चित करने के लिए कुछ ज्यामितीय और कनेक्टिविटी प्रतिबंधों को निर्दिष्ट करता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अधिकांश हिस्से सही ढंग से काम करते हैं।

सबसे बुनियादी डिज़ाइन नियम दाईं ओर चित्र में दिखाए गए हैं। पहले एकल परत नियम हैं. चौड़ाई नियम डिज़ाइन में किसी भी आकृति की न्यूनतम चौड़ाई निर्दिष्ट करता है। रिक्ति नियम दो आसन्न वस्तुओं के बीच न्यूनतम दूरी निर्दिष्ट करता है। ये नियम सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया की प्रत्येक परत के लिए मौजूद होंगे, सबसे निचली परतों में सबसे छोटे नियम होंगे (आमतौर पर 2007 तक 100 एनएम) और उच्चतम धातु परतों में बड़े नियम होंगे (शायद 2007 तक 400 एनएम)।

दो परत नियम एक संबंध निर्दिष्ट करता है जो दो परतों के बीच मौजूद होना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक संलग्नक नियम यह निर्दिष्ट कर सकता है कि एक प्रकार की वस्तु, जैसे संपर्क या माध्यम, को कुछ अतिरिक्त मार्जिन के साथ, धातु की परत द्वारा कवर किया जाना चाहिए। 2007 का एक सामान्य मान लगभग 10 एनएम हो सकता है।

ऐसे कई अन्य नियम प्रकार हैं जिनका वर्णन यहां नहीं किया गया है। न्यूनतम क्षेत्र नियम वैसा ही है जैसा नाम से पता चलता है। एंटीना प्रभाव जटिल नियम हैं जो कॉन्फ़िगरेशन के लिए नेट की प्रत्येक परत के क्षेत्रों के अनुपात की जांच करते हैं जिसके परिणामस्वरूप मध्यवर्ती परतों को खोदने पर समस्याएं हो सकती हैं। ऐसे कई अन्य नियम मौजूद हैं और सेमीकंडक्टर निर्माता द्वारा उपलब्ध कराए गए दस्तावेज़ में विस्तार से बताए गए हैं।

अकादमिक डिज़ाइन नियमों को अक्सर स्केलेबल पैरामीटर, 'λ' के संदर्भ में निर्दिष्ट किया जाता है, ताकि किसी डिज़ाइन में सभी ज्यामितीय सहनशीलता को 'λ' के पूर्णांक गुणकों के रूप में परिभाषित किया जा सके। यह मौजूदा चिप लेआउट को नई प्रक्रियाओं में स्थानांतरित करना सरल बनाता है। औद्योगिक नियम अधिक अनुकूलित हैं, और केवल अनुमानित समान स्केलिंग हैं। सेमीकंडक्टर प्रक्रिया की प्रत्येक अगली पीढ़ी के साथ डिज़ाइन नियम सेट अधिक जटिल हो गए हैं।

सॉफ़्टवेयर

डिज़ाइन नियम जाँच (डीआरसी) का मुख्य उद्देश्य डिज़ाइन के लिए उच्च समग्र उपज और विश्वसनीयता प्राप्त करना है। यदि डिज़ाइन नियमों का उल्लंघन किया जाता है तो डिज़ाइन कार्यात्मक नहीं हो सकता है। डाई यील्ड में सुधार के इस लक्ष्य को पूरा करने के लिए, डीआरसी सरल माप और बूलियन जांच से विकसित होकर, अधिक सम्मिलित नियमों तक विकसित हुआ है जो मौजूदा सुविधाओं को संशोधित करते हैं, नई सुविधाएं डालते हैं, और परत घनत्व जैसी प्रक्रिया सीमाओं के लिए संपूर्ण डिज़ाइन की जांच करते हैं। एक पूर्ण लेआउट में न केवल डिज़ाइन का ज्यामितीय प्रतिनिधित्व होता है, बल्कि डेटा भी होता है जो डिज़ाइन के निर्माण के लिए समर्थन प्रदान करता है। जबकि डिज़ाइन नियम जांच यह पुष्टि नहीं करती है कि डिज़ाइन सही ढंग से काम करेगा, उनका निर्माण यह सत्यापित करने के लिए किया जाता है कि संरचना किसी दिए गए डिज़ाइन प्रकार और प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए प्रक्रिया बाधाओं को पूरा करती है।

डीआरसी सॉफ्टवेयर आमतौर पर इनपुट के रूप में जीडीएसआईआई मानक प्रारूप में एक लेआउट और निर्माण के लिए चुनी गई सेमीकंडक्टर प्रक्रिया के लिए विशिष्ट नियमों की एक सूची लेता है। इनसे यह डिज़ाइन नियम के उल्लंघन की एक रिपोर्ट तैयार करता है जिसे डिज़ाइनर सही करना चुन भी सकता है और नहीं भी। कुछ डिज़ाइन नियमों को सावधानीपूर्वक बढ़ाने या छूट देने का उपयोग अक्सर उपज की कीमत पर प्रदर्शन और घटक घनत्व को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

डीआरसी उत्पाद डीआरसी में किए जाने वाले आवश्यक कार्यों का वर्णन करने के लिए कंप्यूटर भाषा में नियमों को परिभाषित करते हैं। उदाहरण के लिए, मेंटर ग्राफ़िक्स अपनी डीआरसी नियम फ़ाइलों में मानक सत्यापन नियम प्रारूप (एसवीआरएफ) भाषा का उपयोग करता है और मैग्मा डिज़ाइन ऑटोमेशन टी.सी.एल -आधारित भाषा का उपयोग कर रहा है। किसी विशेष प्रक्रिया के लिए नियमों के एक सेट को रन-सेट, रूल डेक या सिर्फ एक डेक कहा जाता है।

डीआरसी एक बहुत ही कम्प्यूटेशनल रूप से गहन कार्य है। आमतौर पर शीर्ष स्तर पर पाई जाने वाली त्रुटियों की संख्या को कम करने के लिए ASIC के प्रत्येक उप-अनुभाग पर DRC जाँचें चलाई जाएंगी। यदि इसे एक ही सीपीयू पर चलाया जाता है, तो ग्राहकों को आधुनिक डिजाइनों के लिए डिजाइन नियम जांच के परिणाम प्राप्त करने के लिए एक सप्ताह तक इंतजार करना पड़ सकता है। अधिकांश डिज़ाइन कंपनियों को उचित चक्र समय प्राप्त करने के लिए DRC को एक दिन से भी कम समय में चलाने की आवश्यकता होती है क्योंकि डिज़ाइन पूरा होने से पहले DRC को कई बार चलाया जाएगा। आज की प्रसंस्करण शक्ति के साथ, पूर्ण-चिप डीआरसी चिप जटिलता और आकार के आधार पर एक घंटे से भी कम समय में चल सकती है।

IC डिज़ाइन में DRC के कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:

• सक्रिय से सक्रिय रिक्ति
• अच्छी तरह से अच्छी दूरी
• ट्रांजिस्टर की न्यूनतम चैनल लंबाई
• न्यूनतम धातु चौड़ाई
• धातु से धातु का अंतर
• धातु भराव घनत्व (सीएमपी का उपयोग करने वाली प्रक्रियाओं के लिए)
• पॉली घनत्व
• ईएसडी और आई/ओ नियम
• एंटीना प्रभाव

व्यावसायिक

ईडीए के डीआरसी क्षेत्र में प्रमुख उत्पादों में शामिल हैं:

• उन्नत डिजाइनर
• पाथवेव डिज़ाइन द्वारा उन्नत डिज़ाइन प्रणाली डेस्कटॉप डीआरसी (कीसाइट टेक्नोलॉजीज पहले एजीलेंट का ईईएसओफ़ ​​ईडीए डिवीजन था)
• मेंटर ग्राफ़िक्स द्वारा कैलिबर
• ताल डिजाइन सिस्टम द्वारा दिवा, ड्रैकुला, असुरा, पीवीएस और पेगासस
• Synopsys द्वारा हरक्यूलिस और आईसी वैलिडेटर
• सिल्वाको द्वारा संरक्षक
• मेंटर ग्राफिक्स द्वारा हाइपरलिंक्स डीआरसी फ्री/गोल्ड
• पावरडीआरसी -अब सिल्वाको द्वारा स्मार्टडीआरसी
• सिल्वाको द्वारा स्मार्टडीआरसी
• मैग्मा डिजाइन स्वचालन द्वारा क्वार्ट्ज

मुफ़्त सॉफ़्टवेयर

• इलेक्ट्रिक (सॉफ्टवेयर)
• के लेआउट
• जादू (सॉफ्टवेयर)
• एलायंस - एक निःशुल्क वीएलएसआई/सीएडी प्रणाली
• ओपनसर्किटडिजाइन सॉफ्टवेयर:
• माइक्रोविंड - एक शैक्षिक लेआउट सीएडी प्रणाली
• Google और स्काईवाटर तकनीक द्वारा ओपनसोर्स 130nm CMOS PDK। फाउंड्री

संदर्भ

• Electronic Design Automation For Integrated Circuits Handbook, by Lavagno, Martin, and Scheffer, ISBN 0-8493-3096-3 A survey of the field, from which part of the above summary were derived, with permission.