Разработка БИС на БСК серии 5529

Конструкция БСК серии 5529

Базовый структурированный кристалл (микросхемы), БСК - это топологическая модель конструкции кристалла микросхемы, определяющая структуру периферийной области, шин «земли-питания», поля точек привязки стандартных функциональных ячеек и сложно-функциональных блоков (СФ-блоков), предназначенная для проектирования конструктивно подобных микросхем. 

       Серия БСК 5529 изготавливается по КМОП-технологии на структурах «кремния на изоляторе» с технологическими нормами 0,25 мкм. Серия включает в себя 17 вариантов корпусного исполнения микросхем и 10 типономиналов кристаллов (рис. 1) с размером поля от 39 000 условных вентилей в 5529ТР01 до 4 240 000 – в 5529ТР10 с количеством информационных выводов от 26 в 5529ТР01 до 272 в 5529ТР10 соответственно.

По периметру в кристаллах БСК располагаются периферийные ячейки ввода-вывода, среди которых находятся ячейки «Земля» и «Питание» (рис. 2). Также в периферийной области кристалла располагается большое количество клампов защиты от электростатического разряда (ЭСР).

Внутри БСК располагается поле (рис. 3), которое представляет собой регулярную матрицу разрешенных точек привязки для размещения функциональных ячеек и СФ-блоков с горизонтальными шинами «Земля» и «Питание», расположенными в первом слое металлизации.

Размер поля БСК (количество точек привязки) определяется размерами и количеством периферийных ячеек ввода-вывода и количеством периферийных ячеек «Земля» и «Питание», суммарное количество которых в свою очередь определяется количеством внешних контактов соответствующего корпуса БСК.

Выбранная технология изготовления БИС имеет 6 слоев металлизации. Разводка межсоединений осуществляется в четырёх нижних слоях металлизации. Разводка шин «Земля» и «Питание» внутри кристалла выполнена почти сплошным слоем металла в двух верхних слоях металлизации, которые соединены вертикальными столбиками с шинами «Земля» и «Питание», расположенными в первом металле в поле БСК.

Унифицированная периферийная ячейка ввода-вывода БСК (рис. 4) включает в себя элементы схемы защиты от электростатического разряда, элементы схемы доопределения до логического уровня, сегменты силовых транзисторов n- и p-типа для реализации выходов с различными допустимыми токами нагрузки от 1 до 12 мА. Также периферийная ячейка содержит контактную площадку размером 100 на 130 мкм и небольшое поле - аналогичное по конструкции полю БСК - для размещения функциональных ячеек схемы управления режимами работы ячеек ввода-вывода.

Специализация унифицированной периферийной ячейки осуществляется путем размещения функциональных ячеек схемы управления в поле периферийной ячейки и соединения ее элементов. При этом используются все 6 слоев металлизации.