• Title/Summary/Keyword: VLSI Layout

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A Consideration of Automatic module Placement for VLSI Layout Design

  • T.Kutsuwa;Na, M.koshi;K.harashima;K.Kobori;K.Oba
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.07a
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    • pp.375-378
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    • 2000
  • This paper discusses on application of meta-heuristic algorithms such as the genetic algorithm (GA) and the simulated annealing (SA) to the LSI module placement. We propose useful crossover method for improving of searching capability in genetic algorithm. By using our proposed crossover method, we have been able to keep good schemata in the chromosome and the variety of the solution. From the experimental results, we have obtained better result than the simulated annealing method by starting from the initial placement of the min-cut method.

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Algorithms of the Yield Driven VLSI Layout Migration Software (반도체 자동이식 알고리즘에 관한 연구)

  • 이기중;신만철;김준영;이윤식
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.25-27
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    • 2001
  • 설계 재활용을 위하여서는, 반도체 지적 소유권(Intellectual property)의 표준화와 더불어 레이아웃 자동 이식에 관한 연구와 상품화가 필수적이다. 본 논문은 반도체 설계 형식 중에서 생산 공정과 밀접한 레이아웃 형식의 회로도면 처리를 자동화하여 설계와 생산 시간을 혁신적으로 단축하기 위한 연구이다. 레이아웃 형식은 특성상 도형(폴리곤)으로 구성되어 있으며, 레이아웃 형태에서 다양한 도형의 중첩이 반도체의 트랜지스터, 저항, 캐피시터를 표현함으로써, 반도체 지적소유권의 한 형식으로 자주 활용되고 있다. 본 논문은 반도체 레이아웃 이식 소프트웨어 시스템의 내부 기능에 관한 설명과 처리 능력과 속도를 높이기 위한 알고리즘의 제안과 벤치마킹 결과를 보여 주고 있다. 비교 결과, 자원의 최적 활용(41%)으로 대용량의 처리 가능성을 보여 주고 있으며, 처리 속도는 평균 27배로써 이전의 벤치마킹 회로를 더욱 크게 하여 그 결과를 보여 주고 있다. 이러한 비교 우위는 본 논문에 포함된 소자 처리 알고리즘과 그래프를 이용한 컴팩션 알고리즘에 기인한다. 지면상의 연유로, 참고1에서는 기능 설명을, 본 논문은 알고리즘의 구현에 관한 설명을 중점적으로 기술한다.

A Study for Global Planarization of Mutilevel Metal by CMP (Chemical Mechanical Polishing (CMP) 공정을 이용한 Mutilevel Metal 구조의 광역 평탄화에 관한 연구)

  • 김상용;서용진;김태형;이우선;김창일;장의구
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.11 no.12
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    • pp.1084-1090
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    • 1998
  • As device sizes are scaled down to submicron dimensions, planarization technology becomes increasingly important for both device fabrication and formation of multilevel interconnects. Chemical mechanical polishing (CMP) has emerged recently as a new processing technique for achieving a high degree of planarization for submicron VLSI applications. The polishing process has many variables, and most of which are not well understood. The factors determine the planarization performance are slurry and pad type, insert material, conditioning technique, and choice of polishing tool. Circuit density, pattern size, and wiring layout also affect the performance of a CMP planarization process. This paper presents the results of studies on CMP process window characterization for 0.35 micron process with 5 metal layers.

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An Efficient Algorithm for Two-Layer Channel Routing (신호선 분할에 의한 2층 채널 배선 알고리즘)

  • Lee, Kee-Hee;Aum, Sung-Ho;Lim, Jae-Yun;Lim, In-Chil
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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    • v.23 no.4
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    • pp.550-556
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    • 1986
  • This paper proposes a two-layer channel routing algorithm using the division of signal nets in LSI/VLSI layout design. To solve the vertical constraint problem, the doglegging method is used. Although signal net division and the dogleg are used, the routing is accomplished within local channel density and the increase in vias is repressed by assining the vertical segments to the metal layer and the horizontal segments to the poly layer. The algorithm was implemented on a VAX 11/780 computer. The effectiveness of the proposed algorithm is proved by appling this algorithm to Deutch's difficult example.

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An Adaptive Approximation Method for the Interconnecting Highways Problem in Geographic Information Systems (지리정보시스템에서 고속도로 연결 문제의 가변적 근사기법)

  • Kim, Joon-Mo;Hwang, Byung-Yeon
    • Journal of Korea Spatial Information System Society
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    • v.7 no.2 s.14
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    • pp.57-66
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    • 2005
  • The Interconnecting Highways problem is an abstract of many practical Layout Design problems in the areas of VLSI design, the optical and wired network design, and the planning for the road constructions. For the road constructions, the shortest-length road layouts that interconnect existing positions will provide many more economic benefits than others. That is, finding new road layouts to interconnect existing roads and cities over a wide area is an important issue. This paper addresses an approximation scheme that finds near optimal road layouts for the Interconnecting Highways problem which is NP-hard. As long as computational resources are provided, the near optimality can be acquired asymptotically. This implies that the result of the scheme can be regarded as the optimal solution for the problem in practice. While other approximation schemes can be made for the problem, this proposed scheme provides a big merit that the algorithm designed by this scheme fits well to given problem instances.

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Fabrication, Mesurement and Evaluation of Silicon-Gate n-well CMOS Devices (실리콘 게이트 n-well CMOS 소자의 제작, 측정 및 평가)

  • Ryu, Jong-Seon;Kim, Gwang-Su;Kim, Bo-U
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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    • v.21 no.5
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    • pp.46-54
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    • 1984
  • A silicon-gate n-well CMOS process with 3 $\mu$m gate length was developed and its possibility for the applications was discussed,. Threshold voltage was easily controlled by ion implantation and 3-$\mu$m gate length with 650 $\AA$ oxide shows ignorable short channel effect. Large value of Al-n+ contact resistance is one of the problems in fabrications of VLSI circuits. Transfer characteristics of CMOS inverter is fairly good and the propagation delay time per stage in ring oscillator with layout of (W/L) PMOS /(W/L) NMOS =(10/5)/(5/5) is about 3.4 nsec. catch-up occurs on substrate current of 3-5 mA in this process and critically dependent on the well doping density and nt-source to n-well space. Therefore, research, more on latch-up characteristics as a function of n-well profile and design rule, especially n+-source to n-well space, is required.

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Phase Error Accumulation Methodology for On-chip Cell Characterization (온 칩 셀 특성을 위한 위상 오차 축적 기법)

  • Kang, Chang-Soo;Im, In-Ho
    • 전자공학회논문지 IE
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    • v.48 no.2
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    • pp.6-11
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    • 2011
  • This paper describes the design of new method of propagation delay measurement in micro and nanostructures during characterization of ASIC standard library cell. Providing more accuracy timing information about library cell (NOR, AND, XOR, etc.) to the design team we can improve a quality of timing analysis inside of ASIC design flow process. Also, this information could be very useful for semiconductor foundry team to make correction in technology process. By comparison of the propagation delay in the CMOS element and result of analog SPICE simulation, we can make assumptions about accuracy and quality of the transistor's parameters. Physical implementation of phase error accumulation method(PHEAM) can be easy integrated at the same chip as close as possible to the device under test(DUT). It was implemented as digital IP core for semiconductor manufacturing process($0.11{\mu}m$, GL130SB). Specialized method helps to observe the propagation time delay in one element of the standard-cell library with up-to picoseconds accuracy and less. Thus, the special useful solutions for VLSI schematic-to-parameters extraction (STPE), basic cell layout verification, design simulation and verification are announced.

Distributed Mean Field Genetic Algorithm for Channel Routing (채널배선 문제에 대한 분산 평균장 유전자 알고리즘)

  • Hong, Chul-Eui
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.14 no.2
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    • pp.287-295
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    • 2010
  • In this paper, we introduce a novel approach to optimization algorithm which is a distributed Mean field Genetic algorithm (MGA) implemented in MPI(Message Passing Interface) environments. Distributed MGA is a hybrid algorithm of Mean Field Annealing(MFA) and Simulated annealing-like Genetic Algorithm(SGA). The proposed distributed MGA combines the benefit of rapid convergence property of MFA and the effective genetic operations of SGA. The proposed distributed MGA is applied to the channel routing problem, which is an important issue in the automatic layout design of VLSI circuits. Our experimental results show that the composition of heuristic methods improves the performance over GA alone in terms of mean execution time. It is also proved that the proposed distributed algorithm maintains the convergence properties of sequential algorithm while it achieves almost linear speedup as the problem size increases.

Yield Driven VLSI Layout Migration Software (반도체 레이아웃의 자동이식과 수율 향상을 위한 자동화 시스템의 관한 연구)

  • 김용배;신만철;김준영;이윤식
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.37-39
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    • 2001
  • 반도체 설계는 급속한 기능 추가와 기가 헬쯔에 육박하는 고속 동작에 부응하는 제품의 설계와 빠른 출시를 위하여 다방면의 연구를 거듭하고 있다. 하지만, 인터넷과 정보 가전의 모바일 기기에서 요구하는 폭발적인 기능의 추가와 가전기기의 최소화를 위하여서는 그 요구를 감당하지 못하고 있다. 이를 위한 방안으로 설계 재활용과 System-On-Chip의 설계가 수년 전부터 대두되었으나 아직 큰 실효를 거두지 못하고 있다. SoC설계는 다기능을 한 칩에 구성하는 방법을 시도하고 있고, 설계 재활용은 기존의 설계(IP)를 다른 것과 혼합하여 필요한 기능을 제공하는 방법이 시도되고 있다. 이 두가지의 VLSI 설계 방식 흐름을 가능하도록 하기 위한 연구로써, 레이아웃 이식에 관한 연구를 진행하였다. IP 재활용을 위하여서는 다양한 공정변화에 신속히 대응하고, 기존의 설계 설계규칙으로 설계된 면을 현재의 공정인 0.25um, 0.18um 테크놀러지에 맞도록 변환하는 VLSI 소프트웨어 시스템을 필요로 한다. 레이아웃 설계도면을 분석하여 소자 및 배선을 인식하는 알고리즘을 연구와 개발하고, 도면을 첨단 테크놀러지의 설계 규칙에 부응하도록 타이밍, 소비 전력, 수율을 고려한 최적의 소자 및 배선의 크기를 조절하는 방법을 고안하며, 칩 면적을 최적화할 수 있는 컴팩션 알고리즘을 개발하여 레이아웃 설계 도면을 이식할 수 있는 자동화 소프트웨어 시스템을 연구하였다. 더불어, 현재 반도체 소프트웨어 시스템의 최대 문제점에 해당하는 처리 속도와 도면의 처리 능력을 비교, 검토하여 본 연구가 속도면에서 평균 27배 효율면에서 3배 이상의 상대우위를 점하였다.전송과 복원이 이루어질 것이다.하지 않은 경우 단어 인식률이 43.21%인 반면 표제어간 음운변화 현상을 반영한 1-Best 사전의 경우 48.99%, Multi 사전의 경우 50.19%로 인식률이 5~6%정도 향상되었음을 볼 수 있었고, 수작업에 의한 표준발음사전의 단어 인식률 45.90% 보다도 약 3~4% 좋은 성능을 보였다.으로서 hemicellulose구조가 polyuronic acid의 형태인 것으로 사료된다. 추출획분의 구성단당은 여러 곡물연구의 보고와 유사하게 glucose, arabinose, xylose 함량이 대체로 높게 나타났다. 점미가 수가용성분에서 goucose대비 용출함량이 고르게 나타나는 경향을 보였고 흑미는 알칼리가용분에서 glucose가 상당량(0.68%) 포함되고 있음을 보여주었고 arabinose(0.68%), xylose(0.05%)도 다른 종류에 비해서 다량 함유한 것으로 나타났다. 흑미는 총식이섬유 함량이 높고 pectic substances, hemicellulose, uronic acid 함량이 높아서 콜레스테롤 저하 등의 효과가 기대되며 고섬유식품으로서 조리 특성 연구가 필요한 것으로 사료된다.리하였다. 얻어진 소견(所見)은 다음과 같았다. 1. 모년령(母年齡), 임신회수(姙娠回數), 임신기간(姙娠其間), 출산시체중등(出産時體重等)의 제요인(諸要因)은 주산기사망(周産基死亡)에 대(對)하여 통계적(統計的)으로 유의(有意)한 영향을 미치고 있어 $25{\sim}29$세(歲)의 연령군에서, 2번째 임신과 2번째의 출산에서 그리고 만삭의 임신 기간에, 출산시체중(出産時體重) $

VLSI Design of DWT-based Image Processor for Real-Time Image Compression and Reconstruction System (실시간 영상압축과 복원시스템을 위한 DWT기반의 영상처리 프로세서의 VLSI 설계)

  • Seo, Young-Ho;Kim, Dong-Wook
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.29 no.1C
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    • pp.102-110
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    • 2004
  • In this paper, we propose a VLSI structure of real-time image compression and reconstruction processor using 2-D discrete wavelet transform and implement into a hardware which use minimal hardware resource using ASIC library. In the implemented hardware, Data path part consists of the DWT kernel for the wavelet transform and inverse transform, quantizer/dequantizer, the huffman encoder/huffman decoder, the adder/buffer for the inverse wavelet transform, and the interface modules for input/output. Control part consists of the programming register, the controller which decodes the instructions and generates the control signals, and the status register for indicating the internal state into the external of circuit. According to the programming condition, the designed circuit has the various selective output formats which are wavelet coefficient, quantization coefficient or index, and Huffman code in image compression mode, and Huffman decoding result, reconstructed quantization coefficient, and reconstructed wavelet coefficient in image reconstructed mode. The programming register has 16 stages and one instruction can be used for a horizontal(or vertical) filtering in a level. Since each register automatically operated in the right order, 4-level discrete wavelet transform can be executed by a programming. We synthesized the designed circuit with synthesis library of Hynix 0.35um CMOS fabrication using the synthesis tool, Synopsys and extracted the gate-level netlist. From the netlist, timing information was extracted using Vela tool. We executed the timing simulation with the extracted netlist and timing information using NC-Verilog tool. Also PNR and layout process was executed using Apollo tool. The Implemented hardware has about 50,000 gate sizes and stably operates in 80MHz clock frequency.