Цифровые микросхемы сегодня используются повсеместно - от смартфонов до автомобилей. Для проектирования таких микросхем существуют специальные программы. Одна из самых распространенных - Electric VLSI Design System. Что же это за программа и как ею пользоваться? Давайте разберемся.
Общее описание Electric VLSI Design System
Программа Electric VLSI Design System была создана в 1980-х годах компанией Static Free Software. Изначально она предназначалась для проектирования интегральных схем на заказ для различных фирм. Со временем функционал программы расширился, появились новые возможности.
Сегодня Electric VLSI Design System используется для:
- Разработки схем цифровых микросхем любой сложности
- Моделирования и верификации проектов
- Генерации топологии микросхем
- Подготовки производственной документации
Основные возможности Electric VLSI Design System:
- Обширные библиотеки готовых элементов
- Мощные средства автоматизированного проектирования
- Встроенные средства моделирования и верификации
- Поддержка всех этапов проектирования микросхем
- Экспорт результатов в различные форматы
- Генерация photomask для производства
По сравнению с другими системами автоматизированного проектирования (САПР), Electric обладает более дружелюбным интерфейсом и обширными возможностями для начинающих пользователей. В то же время опытные разработчики отмечают высокую производительность и точность Electric при работе с проектами высокого уровня сложности.
Интерфейс программы Electric
После запуска Electric пользователю представляется главное окно программы, которое условно можно разделить на несколько областей:
- Верхнее меню и панель инструментов для быстрого доступа к основным функциям
- Рабочая область со схемой проекта
- Боковые панели с элементами, свойствами, слоями и другими опциями
- Нижняя строка status с информацией о выделенных объектах
Рассмотрим подробнее каждый из этих элементов.
Верхнее меню содержит все доступные в Electric команды, сгруппированные по разделам: File, Edit, View и т.д. Здесь можно найти опции для создания, открытия и сохранения проектов, настройки отображения, запуска проверок и симуляции и многое другое. У продвинутых пользователей есть возможность настроить состав меню под свои нужды.
Панель инструментов содержит кнопки для быстрого вызова наиболее часто используемых команд - таких как создание и сохранение проекта, выбор элементов, просмотр слоев, запуск проверок и генерации. Кнопки могут быть расположены как горизонтально, так и вертикально.
Рабочая область занимает основную часть окна программы. Здесь разработчик размещает элементы электрической схемы, соединяет их и задает необходимые параметры. Масштаб и вид рабочей области можно изменить, что удобно при работе с крупными проектами.
В левой части окна обычно расположены вкладки с элементами, которые можно использовать для построения схемы. Это могут быть простые логические элементы, сложные ячейки памяти, аналоговые компоненты. Доступны обширные библиотеки уже готовых элементов.
В правой части окна находятся панели для просмотра и редактирования свойств выделенных объектов, управления слоями, отображения иерархии проекта. Это позволяет оперативно вносить изменения в схему и оптимизировать ее.
Нижняя строка status отображает координаты курсора мыши и информацию о выделенных в данный момент элементах схемы.
Создание проекта в Electric
Рассмотрим подробный процесс создания проекта микросхемы в программе Electric VLSI Design System.
Первым делом необходимо выбрать технологический процесс, для которого будет создаваться микросхема. Это определяет минимальные размеры элементов и зазоров. Наиболее распространены 0.35, 0.25 и 0.18 микронные техпроцессы.
Далее задаются основные параметры проекта: название, автор, дата создания, комментарий. Эта информация будет использована при генерации документации.
Следующий этап - создание принципиальной схемы микросхемы. Элементы выбираются из библиотеки и размещаются на рабочем поле. Затем настраиваются их параметры и выполняется соединение в соответствии с разработанной ранее схемой.
После завершения схемы необходимо выполнить ее проверку на наличие ошибок. В Electric есть встроенные средства верификации, которые анализируют схему и выявляют проблемы.
Если схема прошла проверку, можно переходить к генерации топологии микросхемы. На этом этапе элементы схемы преобразуются в физические объекты - транзисторы, резисторы, конденсаторы и соединяющие их дорожки.
После генерации топологии проводится экстракция - создание SPICE-модели для последующего моделирования. Затем выполняется симуляция, в процессе которой имитируется реальная работа спроектированной микросхемы при заданных входных данных.
В завершение формируется полный комплект производственной документации и photomask для изготовления микросхемы на заводе.
Дополнительные возможности Electric
Помимо базового функционала, Electric VLSI Design System предоставляет разработчикам ряд дополнительных возможностей, расширяющих область применения программы.
Одна из таких возможностей - иерархическое проектирование. Оно позволяет разбивать крупные проекты на более мелкие части - блоки, которые затем комбинируются в единую схему. Это значительно упрощает работу над сложными микросхемами.
Electric поддерживает одновременную совместную разработку в рамках команды. Несколько инженеров могут работать над одним проектом, координируя свои усилия.
Также реализована интеграция Electric с другими САПР, что позволяет использовать эту программу в комплексе на разных этапах проектирования.
Опытные пользователи могут автоматизировать многие рутинные операции в Electric с помощью скриптов и пользовательских функций. Это сокращает время разработки проектов.
В Electric реализована возможность создания custom библиотек элементов. Это позволяет добавлять в программу модели собственных компонентов, разработанных в данной компании.
На этапах отладки и оптимизации Electric предоставляет широкие возможности анализа и исследования схемы, позволяя найти оптимальные решения.
Работа с отчетами в Electric
В процессе проектирования микросхем в Electric генерируется большое количество данных, которые необходимо структурировать и представить в удобном виде.
Программа позволяет создавать подробные отчеты на всех этапах разработки, включающие:
- Схемы и чертежи элементов
- Результаты моделирования и верификации
- Статистику по использованным элементам
- Данные об авторах и времени разработки
Отчеты могут выводиться в текстовом виде или в виде таблиц и графиков. Поддерживается экспорт результатов в форматы DOCX, XLSX, PDF.
Большую помощь при составлении отчетности оказывают встроенные мастера генерации документов. Они позволяют автоматически сформировать отчеты для руководителей, заказчиков, производственников.
Возможен вывод данных по разработке микросхемы в удобном для дальнейшей обработки текстовом или табличном виде. Это позволяет использовать полученную из Electric информацию в сторонних приложениях.
Таким образом, комплексные отчетные возможности программы экономят время разработчиков и упрощают работу с результатами.
Обучение работе в Electric
Для успешного освоения Electric VLSI Design System инженеры могут пройти специализированные курсы обучения.
Разработчик программы - компания Static Free Software - предлагает официальные тренинги различной продолжительности. Курсы могут проводиться как на территории заказчика, так и удаленно.
Также существует множество сторонних учебных материалов по Electric - статей, видеороликов, вебинаров. Они доступны как на английском, так и на русском языке.
Наиболее продвинутые пользователи предпочитают самообучение с помощью официальной документации к программе, а также специализированной литературы.
При освоении Electric новичкам следует избегать типичных ошибок:
- Неверный выбор масштаба рабочей области
- Неправильное применение иерархических блоков
- Игнорирование встроенных средств верификации
Обучение работе в Electric
Для успешного освоения Electric VLSI Design System инженеры могут пройти специализированные курсы обучения.
Разработчик программы - компания Static Free Software - предлагает официальные тренинги различной продолжительности. Курсы могут проводиться как на территории заказчика, так и удаленно.
Также существует множество сторонних учебных материалов по Electric - статей, видеороликов, вебинаров. Они доступны как на английском, так и на русском языке.
Наиболее продвинутые пользователи предпочитают самообучение с помощью официальной документации к программе, а также специализированной литературы.
При освоении Electric новичкам следует избегать типичных ошибок:
- Неверный выбор масштаба рабочей области
- Неправильное применение иерархических блоков
- Игнорирование встроенных средств верификации
Советы по обучению работе в программе Electric
Чтобы быстрее и эффективнее освоить Electric VLSI Design System, опытные пользователи дают следующие советы:
- Начинать с изучения интерфейса и базовых функций
- Создать несколько простых учебных проектов
- Постоянно пользоваться встроенной справкой
- Пройти вводные видеокурсы
- Не бояться экспериментировать и пробовать новые функции
Полезно использовать готовые примеры проектов из стандартных библиотек Electric и анализировать их исходный код. Это поможет быстрее уловить логику работы программы.
Сертификация пользователей Electric
Компания-разработчик Electric предлагает желающим пройти официальную сертификацию и получить соответствующие сертификаты об уровне владения программой.
Существует три уровня сертификации:
- Electric Associate - базовый уровень для начинающих;
- Electric Professional - продвинутый уровень;
- Electric Expert - экспертный уровень.
Экзамены проводятся удаленно, сертификаты выдаются в цифровом виде. Наличие сертификата электрик повышает шансы инженера при трудоустройстве.
Программа электрик для обучения в России
Программа электрик широко используется российскими учебными заведениями для подготовки инженеров-электронщиков. В частности, эту программу изучают в МГТУ им. Баумана, МФТИ, МИЭТ и других крупных вузах.
Обучение основам работы в программе электрик начинается уже на младших курсах при изучении дисциплин "САПР" и "Проектирование ЭВМ". Затем навыки углубляются на старших курсах и в рамках выполнения дипломных работ.
Многие российские IT-компании также используют программу электрик для внутреннего обучения и повышения квалификации инженеров.
Перспективы программы в России
У программы электрик хорошие перспективы для дальнейшего развития на российском рынке.
- Во-первых, ожидается рост спроса на отечественных инженеров по проектированию интегральных схем и микропроцессоров. Это даст импульс к расширению использования данной программы.
- Во-вторых, появляются новые области применения программы электрик - такие как проектирование СБИС для интернета вещей, элементов искусственного интеллекта и др.
- В-третьих, компания Static Free Software анонсировала выпуск обновленной версии Electric с расширенными возможностями анализа и верификации. Это сделает программу еще более привлекательной.
