PCell - определение, способы реализации и применение

PCell - это параметризованная ячейка, которая меняет свое графическое представление в зависимости от задаваемых ей значений параметров.

Существует 2 способа создания и редактирования PCells:

)   графически - используя команды в меню PCell;

2) с помощью программного кода.

Первый способ более простой, но он подходит для самых примитивных PCells. Некоторые структуры почти невозможно создать графически. Хорошим примером является катушка индуктивности в виде спирали. В качестве параметров задаются ширина линии, расстояние между витками, их количество и общая ширина. Такую структуру сложно определить графическим способом. Еще одним преимуществом программного варианта является быстрота его редактирования, что является большим плюсом при создании большого количества элементов. Исходя из выделенных преимуществ, проектирование библиотеки ячеек более высокого уровня предпочтительнее создавать с помощью программного кода. Далее в данной работе будет рассматриваться только этот способ. Рассмотрим его поподробнее.

Итак, PCell или параметризованная ячейка является графической, программируемой ячейкой. Она автоматически генерируется системой каждый раз, когда разработчик вставляет ее в проект и задает необходимые параметры. Таким образом, PCell представляет собой элемент, который зависит от одного или нескольких параметров и не является фиксированным экземпляром. После компиляции ячейка хранится в базе данных (Open Access) в виде процедуры.

Таким образом, PCell - это кусок программного кода. Этот код является ответственным за процесс создания правильной структуры на основе его входных параметров. Изменения, внесенные в коде, после компиляции появляются в уже вставленных элементах. Конфигурация топологии ячейки не может быть изменена без изменения программного кода данной PCell.

В проектировании ячейки являются основными единицами функциональности. Они могут быть использованы неограниченное количество раз, даже в одном проекте. PCell является более гибким, чем не-параметризованные ячейки, потому что они могут иметь различные значения параметров при одной и той же конструкции. Это позволяет быстро проверить работоспособность схемы и подобрать нужные значения.

Так как один PCell - код может создавать много вариантов ячеек (с различными параметрами), то ячейку с исходным набором параметров называют Master PCell. Каждый раз, когда разработчик вставляет элемент, который имеет уникальный набор данных, система создает временную Submaster ячейку в виртуальной памяти. Когда создается элемент с уже существующим набором параметров, системе не требуется его генерация, она ссылается на уже существующие данные. Это позволяет сократить время, затрачиваемое на создание системой ячеек.

Преимущество таких ячеек в том, что их графическое представление не является фиксированным, а изменяется в зависимости от задаваемых разработчиком параметров. Это очень удобно при создании одинаковых по структуре ячеек, имеющих лишь разные размеры. В качестве изменяемых параметров могут быть ширина, длина затвора, количество пальцев у транзистора, а также разные конфигурации элементов в зависимости от требуемых условий (Рис. 1.1).

Рис. 1.1. Конфигурации элементов в зависимости от значений параметров

Когда проектировщик вставляет PCell в свой проект, значения его параметров устанавливаются по умолчанию. Затем он может либо задать нужные значения, либо оставить ячейку без изменений.s могут быть написаны для разных технологий и на разных языках программирования. В среде Cadence таким языком является SKILL. Он является собственностью Cadence Design Systems Inc. Компания CiraNova для разработки своих параметризованных ячеек (PyCell) использует язык Python.

Преимущества использования PCell:

·   Меньшее время создания проекта. Так как не нужно создавать заново ячейки, имеющие одинаковую конструкцию, но разные значения параметров.

·   Экономия памяти на диске и ресурсов, необходимых для предоставления проектных данных. Так как подобные ячейки имеют один источник.

·   При тесном сотрудничестве с разработчиками PCells, можно быстро устранить ошибку или внести коррективы в топологию ячейки. Это позволит в быстрые сроки внести коррективы в полный проект, не изменяя вручную подобные элементы.

Библиотека параметризованных ячеек является основой для реализации топологических решений и во многом определяет скорость и качество проектирования. Сегодня аналоговый рынок предлагает лишь библиотеки параметризованных базовых элементов, таких как транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Создание аналогичной библиотеки ячеек второго уровня станет мощным шагом на пути к полной автоматизации аналоговых схем.