Узагальнено практичний досвід передового вітчизняного та, частково, закордонного дизайну й ергономіки електронної апаратури. Розглянуто питання проектування, розробки та випробування систем, принципи художнього конструювання, основні вимоги ергономіки та естетики.

Розглянуто математичне та програмне забезпечення для моделювання температурних полів мікроелектронних пристроїв (МЕП) різного конструктивно-технологічного виконання, що грунтується на аналітичних, чисельних та аналогових методах розв'язання фізико-математичних задач теплообміну. Зокрема, запропоновано моделювання теплових характеристик конструкцій напівпровідникових інтегральних схем (ІС), стаціонарного температурного поля кристала ІС із жорсткими виводами, нестаціонарних температурних полів у МЕП.

Розглянуто теоретичні та практичні основи проектування мікрозбірок і гібридних інтегральних схем (ГІС) мікроелектронної апаратури, зокрема, тонкоплівкових і товстоплівкових гібридних схем і мікрозбірок.

Індекс рубрикатора НБУВ: З844.1-02

Рубрики:

Мікрорадіоелектронна апаратура. Мікроелектроніка

Шифр НБУВ: Ж14024 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассматривается задача оптимизации показателя безотказности подсистем в сложных устройствах микроэлектроники с одновременным учетом модернизации элементов и их резервирования. Получены расчетные соотношения, позволяющие определить, до какого уровня целесообразно повышать вероятность безотказной работы одного элемента (элементы идентичны) и начиная с какого уровня следует их резервировать, чтобы получить максимальное значение показателя безотказности резервированной подсистемы.

Предлагаются два подхода к обеспечению функциональных свойств проектируемых электронных модулей различного назначения с учетом влияния паразитных элементов их конструкторской реализации. В первом из них используется итеративный процесс корректировки конструкции на базе схемотехнического анализа в среде СхСАПР. Во втором подходе предварительно вырабатываются конструктивные ограничения на основе такого анализа. Возможен также вариант сочетания обоих подходов.

While divers appointing electronic modules designing offers two approaches to guaranteeing of their functional properties with taking into account parasite elements of their designer realization. In first of them the iterative construction correction process based on schematic analysis in CAD medium is used. And in second approach in advance produce the constructive limitations on base of such analysis. Also is possible a combination variant of both approaches

Наведено основні теоретичні та практичні відомості про цифрові схеми пристроїв сучасних електронних систем. Розглянуто математичні засади алгебри логіки, а також особливості синтезу цифрових логічних розширників, перетворювачів рівнів, генераторів та одновібраторів, інтегральних таймерів, цифрових автоматів. Описано напівпровідникові мікросхеми оперативних і постійних запам'ятовувальних пристроїв. Проаналізовано особливості розрахунку перехідних процесів у логічних схемах і різних системах синхронізації.

Приведены основные теоретические и практические сведения о цифровых схемах устройств современных электронных систем. Рассмотрены математические основы алгебры логики, а также особенности синтеза цифровых логических расширителей, преобразователей уровней, генераторов и одновибраторов, интегральных таймеров, цифровых автоматов. Описаны полупроводниковые микросхемы оперативных и постоянных запоминающих устройств. Проанализированы особенности расчета переходных процессов в логических схемах и различных системах синхронизации.

Приведена формулировка процесса проектирования аналоговых систем на основе теории управления. Такой подход обобщает процесс проектирования системы и производит различные стратегии проектирования внутри одной и той же процедуры оптимизации. Проблема конструирования оптимального по быстродействию алгоритма проектирования может быть сформулирована как проблема минимизации функционала в теории управления. Численные результаты, приведенные во второй части, демонстрируют перспективность предложенного подхода.

Розроблено й обгрунтовано методику визначення коефіцієнта гармонік безреактивних нелінійних схем. Математична модель, яка описує клас таких схем у часовій області, є базовою для проведення числових і аналітичних розрахунків.

Запропоновано метод призначення номінальних допусків і коефіцієнтів зовнішніх впливів з урахуванням компенсації дії зовнішніх факторів. Враховано обмеження елементної бази та нелінійність вихідної функції. Забезпечено оптимальний вибір параметрів. Розглянуто стратегії максимальних допусків і максимальних коефіцієнтів зовнішніх впливів.

Запропоновано структуру системи для автоматизованого проектування мікроелектромеханічних систем (МЕМС), яка включає: підсистему моделювання технологічних маршрутів виготовлення інтегральних схем (ІС) та МЕМС - "ПроМІС-Т(МЕМС)", підсистему твердотільного (ПроМІП-Тв), функціонального (ПроМІП-Ф) та системного (ПроМІП-С) моделювання. Розроблено модель об'єкта проектування та процесу автоматизованого проектування МЕМС на базі мереж Петрі та запропоновано використовувати теорію чутливості для підвищення ефективності автоматизованого проектування на ієрархічних рівнях.

Вивчено питання автоматизації теплового проектування мікроелектронних пристроїв різного конструктивно-технологічного виконання. Вирішено науково-технічну проблему створення наукових і методичних засад для розв'язання задач теплового проектування, які грунтуються на аналітичних, числових і аналогових методах розв'язання фізико-математичних задач теплообміну. Це дає можливість гнучко здійснювати процес аналізу температурних полів у гібридних і напівпровідникових ІС, багатокристальних модулях з різними способами встановлення кристалів, високу ефективність і точність яких обгрунтовано теоретично та підтверджено практично.

На підставі нових підходів до проектування розроблено мережеву систему теплового проектування мікроелектронних пристроїв, багатоваріантних стосовно конструктивно-технологічного виконання, яка забезпечує ефективне розв'язання актуальних задач теплового проектування та базується на сучасних комп'ютерних технологіях. Наведена система має відкриту розподілену архітектуру, побудовану на базі кросплатформної технології розподілених обчислень CORBA, що забезпечує доступ для великої кількості користувачів до ресурсів системи через локальну мережу та мережу Інтернет, спільний інформаційний простір для всіх користувачів системи, розподілення обчислень в локальній мережі, а також інформаційну інтеграцію з зовнішними САПР.

Досліджено питання автоматизації теплового проектування мікроелектронних пристроїв (МЕП), виготовлених за сучасною перспективною технологією - встановлення кристала на жорсткі виводи, підвищення ефективності даного проектування з використанням створених математичних моделей, методів та алгоритмів температурного аналізу. Розроблено систему теплового проектування МЕП з кристалами на жорстких виводах, яка дає змогу вирішити актуальні завдання теплового проектування: тривимірний стаціонарний та нестаціонарний температурний аналіз МЕП та формування рекомендацій для забезпечення необхідного температурного режиму.

  Скачати повний текст

Розглянуто загальні питання проектування електронної апаратури, методи та принципи її конструювання. Описано технологію та методи виготовлення печатної плати. Запропоновано алгоритм конструювання електронного пристрою. Наведено теоретичний матеріал, необхідний для виконання конструктивних розрахунків, що забезпечують електричну та механічну міцність, надійність конструкції. Увагу приділено розробці конструкторської документації.

Розв'язано важливу науково-технічну задачу підвищення ефективності систем автоматизації проектування топології мікроелектронних пристроїв (МЕП) на основі створення ефективних математичних методів, алгоритмів і програмного забезпечення для процедур синтезу багатошарових цифрових систем на кристалах з урахуванням вимог завадостійкості, точності, обчислювальних і часових обмежень. Сформульовано загальну задачу синтезу топології МЕП, яка об'єднує відомі часткові задачі та враховує різнорідні критерії оптимізації. Розроблено систему правил для задачі проектування топології дво- та багатошарових каналів, яка зменшує область пошуку допустимих розв'язків. Удосконалено методи усіченого перебору варіантів на основі методу перепризначень для розв'язання задач синтезу топології багатошарових МЕП з меншою часовою складністю за відомі методи (ВМ). Визначено умови проектування топології планарної схеми в одношаровому каналі для одержання більш ефективних розв'язків за ВМ.

Наведено класифікацію джерел розсіюваної потужності і доведено, що для традиційних КМОН-технологій велику частку розсіюваної потужності, становить динамічна; подані основні методи, що дозволяють зменшити величину розсіюваної потужності при проектування КМОН ВІС.

Описано інтерактивний постпроцесор, у якому реалізовано алгоритми об'ємної візуалізації для зображення розподілу температури в мікроелектронних пристроях (МЕП). Реалізовані апроксимаційні алгоритми об'ємної візуалізації надають можливість виділяти області, в яких температура є близькою чи перевищує максимально допустиму у елементах МЕП, зокрема, в елементах, об'єм яких є малим у порівнянні з розмірами конструкції.

Розглянуто стаціонарну вісесиметричну задачу теплопровідності для ізотропного шару з наскрізним чужорідним циліндричним включенням, яке виділяє тепло. За допомогою кусково-лінійної апроксимації температури на граничній поверхні включення та інтегрального перетворення Ганкеля побудовано аналітичний розв'язок задачі з граничними умовами другого роду. Виконано числові розрахунки температурного поля та проаналізовано їх для заданих геометричних і теплофізичних параметрів.