Este trabalho apresenta novos algoritmos para o roteamento de circuitos integrados, e discute sua aplicação em sistemas de síntese de leiaute. As interconexões têm grande impacto no desempenho de circuitos em tecnologias recentes, e os algoritmos propostos visam conferir maior controle sobre sua qualidade, e maior convergência na tarefa de encontrar uma solução aceitável. De todos os problemas de roteamento, dois são de especial importância: roteamento de redes uma a uma com algoritmos de pesquisa de caminhos, e o chamado roteamento de área. Para o primeiro, procura-se desenvolver um algoritmo de pesquisa de caminhos bidirecional e heurístico mais eficiente, LCS*, cuja aplicação em roteamento explora situações específicas que ocorrem neste domínio. Demonstra-se que o modelo de custo influencia fortemente o esforço de pesquisa, além de controlar a qualidade das rotas encontradas, e por esta razão um modelo mais preciso é proposto. Para roteamento de área, se estuda o desenvolvimento de uma nova classe de algoritmos sugerida em [JOH 94], denominados LEGAL. A viabilidade e a eficiência de tais algoritmos são demonstradas com três diferentes implementações. Devem ser também estudados mecanismos alternativos para gerenciar espaços e tratar modelos de grade não uniforme, avaliando-se suas vantagens e sua aplicabilidade em outros diferentes contextos.

Este trabalho apresenta o módulo Collaborative Service, uma extensão do ambiente Cave, desenvolvido para suportar conceitos de trabalho cooperativo no projeto de circuitos integrados. Esta extensão por sua vez, é baseada na metodologia Pair- Programming e nas tecnologias Jini e Javaspaces. O módulo Collaborative Service foi desenvolvido para auxiliar a continuidade do processo de desenvolvimento de circuitos integrados complexos, inserindo uma dinâmica de grupo através da extensão de Pair-Programming para máquinas remotas. Esse modelo permite que dois ou mais projetistas interajam em um mesmo projeto ou blocos de projeto, independente de suas localizações geográficas e tipos de plataformas de hardware/software. Ele foi projetado para ser genérico e essa característica o torna capaz de suportar as ferramentas de CAD, atuais e futuras, do ambiente Cave (um framework de apoio ao projeto de circuitos integrados). Como estudo de caso, foram utilizadas duas ferramentas do Ambiente Cave. O primeiro caso mostra uma cooperação em nível de descrições gráficas, representada pela ferramenta Blade, um editor de esquemáticos hierárquico. O segundo caso foi representado pelo editor de descrições textuais (VHDL, Verilog e Linguagem C), chamado Homero. No estudo de caso com a ferramenta Blade foi demonstrado que a cooperação proposta por esse modelo pode atuar sob diferentes níveis de hierarquia de projeto, além de suportar a interação de inúmeros projetistas em um mesmo bloco. Na ferramenta Homero, demonstrou-se a cooperação em nível de descrições textuais, representados por (códigos) projetos VHDL acrescidos da participação de vários projetistas. Com esses exemplos, foi possível demonstrar as estratégias de percepção e comunicação com os projetistas, além de descrever a criação de blocos de projeto de uma forma cooperativa. Como contribuição desse trabalho, acrescenta-se ao Ambiente Cave mais um recurso para o projeto de circuitos integrados. Nesse sentido, grupos de projetistas podem projetar um sistema ou circuito integrado de forma cooperativa utilizando-se das funcionalidades desse modelo.

Este trabalho apresenta novos algoritmos para o roteamento de circuitos integrados, e discute sua aplicação em sistemas de síntese de leiaute. As interconexões têm grande impacto no desempenho de circuitos em tecnologias recentes, e os algoritmos propostos visam conferir maior controle sobre sua qualidade, e maior convergência na tarefa de encontrar uma solução aceitável. De todos os problemas de roteamento, dois são de especial importância: roteamento de redes uma a uma com algoritmos de pesquisa de caminhos, e o chamado roteamento de área. Para o primeiro, procura-se desenvolver um algoritmo de pesquisa de caminhos bidirecional e heurístico mais eficiente, LCS*, cuja aplicação em roteamento explora situações específicas que ocorrem neste domínio. Demonstra-se que o modelo de custo influencia fortemente o esforço de pesquisa, além de controlar a qualidade das rotas encontradas, e por esta razão um modelo mais preciso é proposto. Para roteamento de área, se estuda o desenvolvimento de uma nova classe de algoritmos sugerida em [JOH 94], denominados LEGAL. A viabilidade e a eficiência de tais algoritmos são demonstradas com três diferentes implementações. Devem ser também estudados mecanismos alternativos para gerenciar espaços e tratar modelos de grade não uniforme, avaliando-se suas vantagens e sua aplicabilidade em outros diferentes contextos.

Este trabalho tem como objetivo estudar e avaliar técnicas para a aceleração de algoritmos de análise de timing funcional (FTA - Functional Timing Analysis) baseados em geração automática de testes (ATPG – Automatic Test Generation). Para tanto, são abordados três algoritmos conhecidos : algoritmo-D, o PODEM e o FAN. Após a análise dos algoritmos e o estudo de algumas técnicas de aceleração, é proposto o algoritmo DETA (Delay Enumeration-Based Timing Analysis) que determina o atraso crítico de circuitos que contêm portas complexas. O DETA está definido como um algoritmo baseado em ATPG com sensibilização concorrente de caminhos. Na implementação do algoritmo, foi possível validar o modelo de computação de atrasos para circuitos que contêm portas complexas utilizando a abordagem de macro-expansão implícita. Além disso, alguns resultados parciais demonstram que, para alguns circuitos, o DETA apresenta uma pequena dependência do número de entradas quando comparado com a dependência no procedimento de simulação. Desta forma, é possível evitar uma pesquisa extensa antes de se encontrar o teste e assim, obter sucesso na aplicação de métodos para aceleração do algoritmo.

Este trabalho tem como objetivo estudar e avaliar técnicas para a aceleração de algoritmos de análise de timing funcional (FTA - Functional Timing Analysis) baseados em geração automática de testes (ATPG – Automatic Test Generation). Para tanto, são abordados três algoritmos conhecidos : algoritmo-D, o PODEM e o FAN. Após a análise dos algoritmos e o estudo de algumas técnicas de aceleração, é proposto o algoritmo DETA (Delay Enumeration-Based Timing Analysis) que determina o atraso crítico de circuitos que contêm portas complexas. O DETA está definido como um algoritmo baseado em ATPG com sensibilização concorrente de caminhos. Na implementação do algoritmo, foi possível validar o modelo de computação de atrasos para circuitos que contêm portas complexas utilizando a abordagem de macro-expansão implícita. Além disso, alguns resultados parciais demonstram que, para alguns circuitos, o DETA apresenta uma pequena dependência do número de entradas quando comparado com a dependência no procedimento de simulação. Desta forma, é possível evitar uma pesquisa extensa antes de se encontrar o teste e assim, obter sucesso na aplicação de métodos para aceleração do algoritmo.

Este trabalho apresenta um gerenciador de ferramentas para projeto de circuitos integrados, o sistema TENTOS, agora desenvolvido para o ambiente MS-WINDOWSTM. O ambiente TENTOS é um sistema aberto, isto é, permite a fácil inclusão de novas ferramentas em tempo de execução do gerenciador, tornando-o desta forma sempre atual em relação as ferramentas existentes. Inicialmente será feita uma breve descrição de alguns dos gerenciadores existentes, tanto os desenvolvidos com finalidades comerciais como os do meio acadêmico Em seguida, será apresentado um histórico sobre a evolução do sistema TENTOS, da sua versão inicial até a sua versão atual. Em uma etapa seguinte será descrito o estado atual do sistema TENTOS, isto é, suas características principais a estrutura dos menus, os arquivos de configuração do sistema. como incluir novas ferramentas, arquivos de tecnologia, a configuração standard do sistema, quais ferramentas acompanham o TENTOS; como funciona a execução das ferramentas. Concluída a apresentação do sistema TENTOS, sendo apresentados exemplos que ilustram as etapas de desenvolvimento de um projeto de circuito integrado utilizando o sistema TENTOS. / This dissertation presents a tool mana ger for integrated circuit design, the TENTOS system, now developed for the MS-WINDOWSTM environment. The TENTOS package is an open system. that allows an eas y inclusion of new tools in the execution time of the manager, allowing an easy and constant updating of tools that are integrated into the package. Firstly, a short description of existing frameworks will be shown b y including commercial and academics systems. Secondly, a brief historical of TENTOS evolution system will be presented. Following thet description the present state of the TENTOS s ystem will be described which comprises: its main characteristics: the structure of menus; system configuration files; how to include new tools and technology files; the standard system configuration, which tools are available into the TENTOS and how they are executed. Finally some examples on how to use the TENTOS system will be shown.

Este trabalho apresenta um gerenciador de ferramentas para projeto de circuitos integrados, o sistema TENTOS, agora desenvolvido para o ambiente MS-WINDOWSTM. O ambiente TENTOS é um sistema aberto, isto é, permite a fácil inclusão de novas ferramentas em tempo de execução do gerenciador, tornando-o desta forma sempre atual em relação as ferramentas existentes. Inicialmente será feita uma breve descrição de alguns dos gerenciadores existentes, tanto os desenvolvidos com finalidades comerciais como os do meio acadêmico Em seguida, será apresentado um histórico sobre a evolução do sistema TENTOS, da sua versão inicial até a sua versão atual. Em uma etapa seguinte será descrito o estado atual do sistema TENTOS, isto é, suas características principais a estrutura dos menus, os arquivos de configuração do sistema. como incluir novas ferramentas, arquivos de tecnologia, a configuração standard do sistema, quais ferramentas acompanham o TENTOS; como funciona a execução das ferramentas. Concluída a apresentação do sistema TENTOS, sendo apresentados exemplos que ilustram as etapas de desenvolvimento de um projeto de circuito integrado utilizando o sistema TENTOS. / This dissertation presents a tool mana ger for integrated circuit design, the TENTOS system, now developed for the MS-WINDOWSTM environment. The TENTOS package is an open system. that allows an eas y inclusion of new tools in the execution time of the manager, allowing an easy and constant updating of tools that are integrated into the package. Firstly, a short description of existing frameworks will be shown b y including commercial and academics systems. Secondly, a brief historical of TENTOS evolution system will be presented. Following thet description the present state of the TENTOS s ystem will be described which comprises: its main characteristics: the structure of menus; system configuration files; how to include new tools and technology files; the standard system configuration, which tools are available into the TENTOS and how they are executed. Finally some examples on how to use the TENTOS system will be shown.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T08:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:10:23Z : No. of bitstreams: 1 100715.pdf: 12486035 bytes, checksum: 30da0e4c1f5f257162e9f62da284421b (MD5)

Este trabalho propõe e avalia uma nova abordagem para projeto de circuitos dedicados utilizando matrizes pré-difundidas. A principal vantagem desta abordagem, denominada Marcela, reside na decomposição lógica do circuito a ser implementado em termos de primitivas disponíveis na matriz escolhida. Aplicando-se tal procedimento, alcança-se grande flexibilidade em termos de posicionamento e roteamento, levando a uma melhor taxa de ocupação. Primeiramente, é feito um levantamento das abordagens para pré-difundidos correntemente encontradas e uma taxonomia baseada nas características mais relevantes é definida. As principais características da metodologia TRANCA são também mostradas. Leiautes gerados com os módulos TRAMO e TRAGO são analisados e algumas modificações na metodologia são sugeridas, visando uma exploração mais eficiente dos dois níveis de metal. As bases para o desenvolvimento da abordagem Marcela são então descritas. A abordagem consiste de uma nova arquitetura para pré-difundidos e uma estratégia específica de ocupação. As principais características da matriz de propósito geral Marcela, primeira a ser definida, são a ausência de canais de roteamento, com as conexões sendo realizadas sobre as células, e a utilização de quatro tipos de células básicas, cada uma dedicada à implementação de uma função lógica primitiva. As células básicas estão organizadas em unidades básicas, as quais são repetidas regularmente para formar a matriz, numa abordagem denominada mar de células. O problema do assinalamento de células e suas particularidades são solucionados utilizando-se uma combinação entre alocação sequencial e técnicas de particionamento. Primeiro, é alocada a mínima superfície da matriz capaz de comportar o circuito em questão, numa fase chamada pré-assinalamento. Na fase de otimização, partições são geradas respeitando a integridade das unidades básicas e trocas de células são realizadas entre os blocos de cada nova partição, em dois passos: trocas individuais, enquanto o bloco de destino não estiver cheio, e trocas de pares. Para o roteamento, foi desenvolvida no CPGCC/UFRGS uma ferramenta específica para ser utilizada em leiautes gerados segundo a metodologia TRANCA. Esta ferramenta, denominada MARTE [JOH 92a][JOH 92b], emprega o algoritmo de Lee básico com algumas modificações, tal como a geração de doglegs para trocas entre trilhas adjacentes. Com a finalidade de validar a abordagem, foram implementados alguns circuitos utilizando a abordagem Marcela e uma abordagem sea-of-gates tradicional. Para circuitos pequenos, tal como um flip-flop D, Marcela produziu uma melhor distribuição de conexões, a qual resulta em aumento da transparência. Porém, a taxa de ocupação encontrada foi menor do que a do circuito projetado com sea-of-gates. Por outro lado, para circuitos de complexidade maior, a área ocupada pode resultar bem menor do que no caso de se usar sea-of-gates, desde que sejam realizadas transformações lógicas apropriadas sobre a descrição equivalente Marcela ou uma matriz conveniente seja escolhida. Exemplos de leiautes desenvolvidos mostram que taxas de ocupação tão altas quanto 75% são atingidas. Finalmente, da observação de circuitos gerados automaticamente, foram tiradas conclusões sobre modificações na arquitetura da matriz e nos algoritmos, de forma a melhorar as taxas de ocupação para qualquer tipo de circuito. / This work proposes and evaluates a new approach for the design of ASICs using prediffused masterslices. The main advantage of this approach, called Marcela, relles on logic decomposition of the circuit to be implemented into the chosen masterslice available primitives. By applying this procedure, a great placement and routing flexibility is achieved, thus leading to a better transistor utilization rate. First, a survey on current prediffused approaches is done and an specific taxonomy is defined based on the main important features encountered. Also the main features of TRANCA methodology are shown. Layouts generated using TRAGO and TRAMO modules are analyzed and some modifications in the methodology are suggested, in order to better exploit both first and second metal layers. Marcela approach development basis are described. The approach consists of a new prediffused architecture and an specific occupation strategy. The main architectural features of the general purpose Marcela masterslice are the absence of routing channels, with the connections running over the cells, and the utilization of four types of basic cells, each of them dedicated to perform one primitive logic function. Basic cells are organized into basic units, which are spread a11 over the masterslice, in a so called sea-of-cells approach. The assignment problem and its peculiarities are solved by using a combination of sequential cell allocation and quadrature partition techniques. But first of all, a minimum masterslice area is allocated in a phase called preassignment. In the optimization phase, partitions are generated respecting basic units integrity and cell interchanges are applied to each new partition, following two steps: individual changes, while the target block is not, full. and pairwise interchange. For the routing problem, an specific tool has been developed at CPGCC/UFRGS for any module generator in which TRANCA methodology is applied. This tool, called MARTE [JOH 92a][JOH 92b], employs a basic Lee algorithm with some modifications as dogleg generation for changes between adjacent tracks. In order to validate the approach, some circuits have been implemented using a traditional sea-of-gates and Marcela approaches. For small circuits, as a D flip-flop, Marcela approach has produced a better wiring distribution, which results in increase of transparency. But the occupation rate was found to be smaller than that of the sea-of-gates approach. On the other hand, for more complex circuits the amount of used area can be smaller than that of sea-of-gates case, since appropriate logic transformations are applied to the Marcela logic equivalent or a well suit masterslice is used. Implemented examples show that utilization rates as high as 0.75 are achieved. Finally, from the observation of automatically generated layouts some modifications in masterslice architecture and in the algorithms are figured out.

Este trabalho apresenta um gerenciador de ferramentas para projeto de circuitos integrados, o sistema TENTOS, agora desenvolvido para o ambiente MS-WINDOWSTM. O ambiente TENTOS é um sistema aberto, isto é, permite a fácil inclusão de novas ferramentas em tempo de execução do gerenciador, tornando-o desta forma sempre atual em relação as ferramentas existentes. Inicialmente será feita uma breve descrição de alguns dos gerenciadores existentes, tanto os desenvolvidos com finalidades comerciais como os do meio acadêmico Em seguida, será apresentado um histórico sobre a evolução do sistema TENTOS, da sua versão inicial até a sua versão atual. Em uma etapa seguinte será descrito o estado atual do sistema TENTOS, isto é, suas características principais a estrutura dos menus, os arquivos de configuração do sistema. como incluir novas ferramentas, arquivos de tecnologia, a configuração standard do sistema, quais ferramentas acompanham o TENTOS; como funciona a execução das ferramentas. Concluída a apresentação do sistema TENTOS, sendo apresentados exemplos que ilustram as etapas de desenvolvimento de um projeto de circuito integrado utilizando o sistema TENTOS. / This dissertation presents a tool mana ger for integrated circuit design, the TENTOS system, now developed for the MS-WINDOWSTM environment. The TENTOS package is an open system. that allows an eas y inclusion of new tools in the execution time of the manager, allowing an easy and constant updating of tools that are integrated into the package. Firstly, a short description of existing frameworks will be shown b y including commercial and academics systems. Secondly, a brief historical of TENTOS evolution system will be presented. Following thet description the present state of the TENTOS s ystem will be described which comprises: its main characteristics: the structure of menus; system configuration files; how to include new tools and technology files; the standard system configuration, which tools are available into the TENTOS and how they are executed. Finally some examples on how to use the TENTOS system will be shown.