Сравнение наборов инструментов для проектирования ИС с технологией 180 нм для применения в учебном процессе

Использование набора инструментов проектирования (Process Design Kit, PDK) в образовательном процессе и его передача студентам может привести к разглашению конфиденциальной информации. В связи с этим возникает потребность поиска альтернативного и открытого PDK, максимально близкого к целевому по технологическим нормам, количеству слоев металлизации, итоговым площадям, потребляемой интегральной схемой мощности. В работе рассмотрена возможность замены проприетарного PDK HCMOS8D на свободно распространяемый PDK gf180MCU с библиотеками стандартных цифровых ячеек. В качестве типового объекта проектирования для подготовки студента выбран сложнофункциональный цифровой блок контроллера беспроводной передачи данных на основе протокола NFC. В качестве инструментов проектирования использованы свободные программы с открытым исходным кодом OpenLane и OpenROAD и проприетарный стек программного обеспечения компании Cadence. Получены топологии сложнофункционального цифрового блока для следующих вариаций PDK: HCMOS8D HS, HCMOS8D LL, gf180 7T, gf180 9T с применением маршрутов проектирования Cadence и OpenROAD. По итогу проектирования для каждой вариации рассчитаны занимаемая площадь на кристалле, суммарная потребляемая мощность, рассмотрен состав примитивов, полученных в результате синтеза. Проведен сравнительный анализ технологий и сделаны выводы об их взаимозаменяемости. Установлено, что технология gf180MCU может быть использована для предварительной оценки размеров кристалла, который впоследствии может быть перенесен на технологию HCMOS8D.

• Ключевые слова: проектирование интегральных схем, технология 180 нм, свободное программное обеспечение, протокол NFC
• Опубликовано в разделе: Проблемы высшего образования
• Библиографическая ссылка: Зезин Д. А. Сравнение наборов инструментов для проектирования ИС с технологией 180 нм для применения в учебном процессе. Изв. вузов. Электроника. 2025;30(4):520–526. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-4-520-526. EDN: FOUNVZ.
• Источник финансирования: работа выполнена в рамках научно-технического проекта по созданию интегральной микросхемы «Цифровая часть контроллера беспроводной передачи данных на основе протокола NFC», выполняемого с использованием технологического сервиса MPW, реализуемого НИУ МИЭТ в рамках прикладной научно-исследовательской работы «Разработка методики прототипирования электронной компонентой базы на отечественных микроэлектронных производствах на основе сервиса MPW (FSMR-2023-0008)» в соответствии с федеральным проектом «Подготовка кадров и научного фундамента для электронной промышленности». Вариант микросхемы HCMOS8D HS, описанный в данной статье, реализован в рамках сервиса MPW.