मानक सेल: Difference between revisions

[[File:Silicon chip 3d.png|right|thumb|300px|तीन धातु परतों के साथ एक छोटे मानक सेल का प्रतिपादन [[ ढांकता हुआ |ढांकता हुआ]] हटा दिया गया है। रेत के रंग की संरचनाएं धातु से परस्पर संबद्ध होती हैं, जिसमें लंबवत खंभे संपर्क मे होते हैं, आमतौर पर टंगस्टन के नियंत्रण लगे होते हैं। लाल रंग की संरचनाएं पॉलीसिलिकॉन द्वार हैं, और तल पर ठोस क्रिस्टलीय सिलिकॉन अधिक होते है]]

'''''अर्धचालक परिकलन''''' '''''में''''', मानक सेल पद्धति ज्यादातर अंकीय तर्क विशेषताओं के साथ विशिष्ट अनुप्रयोग एकीकृत परिपथ एएसआईसी को अभिकल्पित करने की एक विधि है। मानक सेल पद्धति परिकलन अमूर्तता का एक उदाहरण है, जिससे निम्न-स्तरीय बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण  [[ वीएलएसआई |वीएलएसआई]] [[ एकीकृत सर्किट लेआउट |एकीकृत परिपथ प्रदर्शन]] एक अमूर्त तर्क प्रतिनिधित्व जैसे कि एक [[ नकारात्मक और गेट |एनएएनडी द्वार]]  में समझाया जाता है।

सेल-आधारित कार्यप्रणाली - सामान्य वर्ग जिससे मानक सेल संबंधित हैं,एक प्रारुप के लिए अंकीय परकालन के उच्च-स्तरीय तार्किक कार्य पहलू पर ध्यान केंद्रित करना संभव होता है, जबकि दूसरे प्रारुप के कार्यान्वयन भौतिक पहलू पर ध्यान केंद्रित करता है। अर्धचालक निर्माण प्रगति के साथ, मानक सेल पद्धति ने रूपकारों को एएसआईसी की तुलनात्मक रूप से सरल एकल समारोह आईसी मे कई हजार तर्क से जटिल अनेक-मिलियन तर्क पद्धति खंडों के उपकरणों तक के स्तर में सहायता की गयी है।

एक मानक सेल ट्रांजिस्टर परस्‍पर संबद्ध संरचनाओं का एक समूह है जो एक बूलियन तर्क कार्यात्मक जैसे, [[ और गेट |एएनडी द्वार]] , [[ या गेट |ओआर द्वार]] , एक्सओआर, [[ एक्सएनओआर |एक्सएनओआर]] , प्रतिवर्तित्र या एक भंडारण फलन पूर्णतः उत्क्षेप या वर्जित प्रदान करता है।।<ref name="kahng">A. Kahng et al.: "VLSI Physical Design: From Graph Partitioning to Timing Closure", Springer (2011), {{DOI|10.1007/978-90-481-9591-6}}, {{ISBN|978-90-481-9590-9}}, pp. 12-14.</ref> सरलतम कोशिकाएं मौलिक एनएएनडी द्वार, एनओआर द्वार,ओआर द्वार, एक्सओआर बूलियन फ़ंक्शन का प्रत्यक्ष प्रतिनिधित्व हैं, हालांकि बहुत अधिक जटिलता वाली कोशिकाओं का आमतौर पर उपयोग किया जाता है जैसे कि 2-बिट [[ योजक (इलेक्ट्रॉनिक्स) |योजक इलेक्ट्रॉनिक्स]] | पूर्ण-योजक, या मिश्रित डी-निवेश पूर्णतः उत्क्षेप। सेल का बूलियन तर्क फ़ंक्शन को इसका तार्किक दृष्टिकोण कहा जाता है: कार्यात्मक व्यवहार को एक  [[ ट्रुथ टेबल |सत्य तालिका]]  या   [[ बूलियन बीजगणित (तर्क) |बूलियन बीजगणित तर्क]] समीकरण संयोजन तर्क के लिए या [[ राज्य संक्रमण तालिका |राज्य संक्रमण तालिका]] अनुक्रमिक तर्क के लिए के रूप में अधिकृत किया जाता है।

आमतौर पर, मानक सेल का प्रारंभिक प्रारूप ट्रांजिस्टर स्तर पर ट्रांजिस्टर  [[ नेटलिस्ट |जाल के समान]]  या योजनाबद्ध दृश्य के रूप में विकसित किया जाता है। जाल के समान ट्रांजिस्टर का एक नोडल विवरण है, यह एक दूसरे से उनके संयोजन और बाहरी वातावरण में उनके अंतिम छोर को कई अलग-अलग [[ कंप्यूटर एडेड डिजाइन |कंप्यूटर एडेड अभिकल्पना]] सीएड या  [[ इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन |विद्वतीय अभिकल्पना स्वचालन]] प्रोग्राम के साथ एक योजनाबद्ध दृश्य उत्पन्न किया जा सकता है जो इस जाल के समान संतति प्रक्रिया के लिए एक  [[ ग्राफिकल यूज़र इंटरफ़ेस |चित्रात्मक उपभोक्ता अंतरापृष्ठ]] जीयूआई प्रदान करता है। परिकलन अतिरिक्त सीएडी कार्यक्रमों का उपयोग करते हैं, जैसे कि  [[ मसाला |तनाव]], जाल के समान के इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार को अनुकरण करने के लिए, निवेशित उत्तेजना सक्ति या वर्तमान तरंगों की घोषणा करके और फिर परिपथ के समय कार्यक्षेत्र के अनुरूप प्रतिक्रिया की गणना करके अनुकरण सत्यापित करते हैं। जो कि क्या जाल के समान वांछित क्रियाकलाप को लागू करता है, और अन्य प्रासंगिक मापदंडों की भविष्यवाणी जैसे कि बिजली की खपत या संकेत के प्रसार में देरी करता है।  

तार्किक और जाल के समान दृश्य केवल संक्षेप बीजगणितीय अनुकरण के लिए उपयोगी होते हैं, न कि उपकरण निर्माण के लिए, मानक सेल का भौतिक प्रतिनिधित्व भी प्रारूप किया जाना चाहिए। इसे प्रारूप दृश्य भी कहा जाता है, यह सामान्य प्रारूप अभ्यास में प्रारूप पृथक्करण का निम्नतम स्तर है। निर्माण के दृष्टिकोण से मानक सेल का वीएलएसआई प्रारूप सबसे महत्वपूर्ण दृश्य है, क्योंकि यह मानक सेल के वास्तविक मूल योजना निर्माण के सबसे करीब है। प्रारूप को परतों के आधार में व्यवस्थित किया जाता है, जो ट्रांजिस्टर उपकरणों की विभिन्न संरचनाओं के अनुरूप होता है, और तारों की परतों और परतों के माध्यम से आपस मे जुड़े हुए होते है, जो ट्रांजिस्टर संरचनाओं के टर्मिनलों को एक साथ जोड़ता है।<ref name="kahng" /> आपस मे जुड़े हुए तार की परतें आमतौर पर क्रमांकित होती हैं और प्रत्येक अनुक्रमिक परत के बीच विशिष्ट कनेक्शन का प्रतिनिधित्व करने वाली परतों के माध्यम से विशिष्ट होती हैं। [[ डिजाइन स्वचालन |अभिकल्पना स्वचालन]] के प्रयोजनों के लिए गैर-विनिर्माण परतें भी एक अभिन्यास में मौजूद हो सकती हैं, लेकिन प्लेस और रूट पीएनआर सीएडी कार्यक्रमों के लिए स्पष्ट रूप से उपयोग की जाने वाली कई परतें अक्सर अलग एक समान संक्षेप दृश्य में शामिल होती हैं। संक्षेप दृश्य में अक्सर अभिन्यास की तुलना में बहुत कम जान री होती है, इसे  [[ लेआउट निष्कर्षण प्रारूप |अभिन्यास निष्कर्षण प्रारूप]] एलईएफ दस्तावेज़ और उसके समकक्ष के रूप में पहचाना जा सकता है।

प्रारूप बनने के बाद, अतिरिक्त सीएडी उपकरण अक्सर कई सामान्य सत्यापन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। सत्यापित करने के लिए परिकलन नियम से डीआरसी जाँच की जाती है कि परिकलन संधानशाला और अन्य प्रारूपों की आवश्यकताओं को पूरा करता है।  [[ परजीवी निष्कर्षण |परजीवी निष्कर्षण]] पीईएक्स तब अभिन्यास से परजीवी गुणों के साथ एक पीईएक्स उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। उस जाल के समान के बुनियादी संयोजन की तुलना प्रारूप बनाम योजनाबद्ध एलवीएस प्रक्रिया के साथ योजनाबद्ध जाल के समान की जाती है ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि संयोजकता प्रतिरूप के समकक्ष हैं।<ref name="kahng2">A. Kahng et al.: "VLSI Physical Design: From Graph Partitioning to Timing Closure", Springer (2011), {{DOI|10.1007/978-90-481-9591-6}}, {{ISBN|978-90-481-9590-9}}, p. 10.</ref> पीईएक्स-नेटलिस्ट को फिर से अनुकरण किया जा सकता है। क्योंकि इसमें परजीवी गुण होते हैं, और अधिक सटीक समय, शक्ति और ध्वनि प्रतिरूप प्राप्त करने के लिए। इन प्रतिरूपों को अक्सर [[ Synopsys |अंतर्ग्रथन]] स्वाधीनता प्रारूप में चित्रित या निहित किया जाता है, लेकिन अन्य  [[ Verilog | द्रडता पूर्वक]]  प्रारूपों का भी उपयोग किया जा सकता है।

अंत में, शक्तिशाली स्थान और मार्ग पीएनआर का उपयोग सब कुछ एक साथ खींचने और उच्च स्तरीय प्रारूप जाल के समान और मंजिल की योजना से स्वचालित विधान में बहुत [[ बड़े पैमाने पर एकीकरण |बड़े पैमाने पर एकीकरण]]   वीएलएसआई प्रारूप को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, सेल दृश्यों और प्रतिरूपों के अन्य पहलुओं को मान्य करने के लिए कई अन्य सीएडी उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है। और अन्य दस्तावेजों को विभिन्न उपकरणों का समर्थन करने के लिए बनाया जा सकता है जो अन्य कारणों से मानक कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। ये सभी दस्तावेज जो मानक सेल विविधताओं के उपयोग का समर्थन करने के लिए बनाई गई हैं, सामूहिक रूप से एक मानक सेल संग्रह के रूप में जानी जाती हैं।

एक विशिष्ट बूलियन कृत्य के लिए, कई अलग-अलग कार्यात्मक रूप से समकक्ष ट्रांजिस्टर जाल के समान हैं। इसी तरह, एक विशिष्ट जाल के समान कई अलग-अलग प्रारूप हैं जो जाल के समान प्रदर्शन मापदंडों के अनुरूप हैं। प्रारूपों की चुनौती को मानक सेल के अभिन्यास आमतौर पर परिपथ के जोखिम क्षेत्र को कम करके की निर्माण लागत को कम करना है, जबकि अभी भी सेल की गति और शक्ति प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करना है। नतीजतन, इस प्रक्रिया में सहायता के लिए प्रारूप उपकरण अस्तित्व के बावजूद एकीकृत परिपथ प्रारूप मे अत्यधिक श्रम-केंद्रित काम है।

# समय सारांश - आम तौर पर  [[ लिबर्टी (सात) |स्वाधीनता प्रारूप]] में, प्रत्येक सेल के लिए कार्यात्मक परिभाषा, समय, शक्ति और ध्वनि की जानकारी प्रदान करने के लिए होती है।

* द्रडता पूर्वक प्रारूप या [[ वीएचडीएल-महत्वपूर्ण |वीएचडीएल-महत्वपूर्ण]] प्रारूप

उदाहरण एक साधारण एक्सओआर तर्क द्वार है, जिसे ओआर द्वार , औंधाना और एएनडी द्वार से बनाया जा सकता है।

दृढ़ता से बोलते हुए, 2-निवेशित एनएएनडी या एनओआर कृत्य किसी भी मनमाना बूलियन कृत्य संग्रह को बनाने के लिए पर्याप्त होते है। लेकिन आधुनिक एएसआईसी प्रारूप में, मानक-कोशिका पद्धति का अभ्यास कोशिकाओं के एक बड़े पुस्तकालय के साथ किया जाता है। पुस्तकालय में आमतौर पर एक ही तर्क कृत्य के कई कार्यान्वयन होते हैं, जो क्षेत्र और गति में भिन्न होते हैं।<ref name="jansen" /> यह किस्म स्वचालित संश्लेषण स्थान और मार्ग एसपीआर उपकरणों की दक्षता को बढ़ाते है। और परोक्ष रूप से, यह प्ररूपों को कार्यान्वयन अदला - बदली करने की अधिक स्वतंत्रता देते है। मानक-सेल विवरण के एक पूरे समूह को आमतौर पर तकनीकी पुस्तकालय भी कहा जाता है।<ref name="jansen" />

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विद्वतीय प्रारूप स्वचालित ईडीए उपकरण अंकीय एएसआईसी के संश्लेषण, स्थानन और मार्गण को स्वचालित करने के लिए प्रौद्योगिकी पुस्तकालयों का उपयोग करते हैं। प्रौद्योगिकी पुस्तकालय को  [[ फाउंड्री |संधानशाला]]  संचालक द्वारा विकसित और वितरित किया जाता है। पुस्तकालय एक अभिकल्पना जाल के समान प्रारूप के साथ एसपीआर प्रक्रिया के विभिन्न चरणों के बीच अभिकल्पना जानकारी के आदान-प्रदान का एक आधार है।

प्रौद्योगिकी पुस्तकालय सेल के तर्क दृश्य का उपयोग करते हुए  [[ तर्क संश्लेषण |तर्क संश्लेषण]]  उपकरण एएसआईसी के  [[ रजिस्टर-हस्तांतरण स्तर |रजिस्टर-हस्तांतरण स्तर]] आरटीएल विवरण को तकनीकी-निर्भर जाल के समान गणितीय रूप से बदलने की प्रक्रिया करता है। यह प्रक्रिया एक सॉफ्टवेयर रूपांतरक के समान है जो एक उच्च-स्तरीय सी- कार्यक्रम सूची को प्रक्रमक-निर्भर असेंबली-भाषा सूची में परिवर्तित करता है।

[[ उच्च स्तरीय संश्लेषण | उच्च स्तरीय संश्लेषण]]  उपकरण सी-स्तरीय प्रतिरूप प्रणाली-सी, एएनएसआई सी/सी++ विवरण को प्रौद्योगिकी-निर्भर जाल के समान बदलने की प्रक्रिया करता है।

[[ प्लेसमेंट (ईडीए) |स्थानन]]  उपकरण एएसआईसी का भौतिक कार्यान्वयन शुरू करता है। यह एएसआईसी प्रारूप द्वारा प्रदान किए गए 2-डी फ़्लोरप्लान के साथ, प्लेसर उपकरण जाल के समान में प्रत्येक द्वार के लिए स्थान निर्दिष्ट करता है। परिणामी द्वार जाल के समान प्रत्येक मानक-कोशिकाओं का भौतिक स्थान होता है, लेकिन द्वार के आवधिक को एक-दूसरे से कैसे जोड़ा जाता है, इसका एक संक्षिप्त विवरण बरकरार रखता है।

आम तौर पर मानक कोशिकाओं में कम से कम एक आयाम में स्थिर आकार होता है जो उन्हें एकीकृत परिपथ पर पंक्तियों में पंक्तिबद्ध करने की अनुमति देता है। चिप में बड़ी संख्या में पंक्तियाँ होंगी प्रत्येक पंक्ति के बगल में बिजली और जमीन के साथ प्रत्येक पंक्ति में वास्तविक प्रारूप बनाने वाली विभिन्न कोशिकाओं से भरी होगी। कुछ वादक नियमों का पालन करते हुए, प्रत्येक द्वार को जोखिम नक्शे पर अद्वितीय अनन्य स्थान सौंप दिया गया है जो एक दिये गए द्वार पर रखा गया है, किसी अन्य द्वार के स्थान पर कब्जा या अधिव्यापन नहीं कर सकता है।

स्थापित जाल के समान द्वार और पुस्तकालय की आक्रति दृश्य का उपयोग करते हुए, अनुर्मागण संकेत पंक्तियो से संबद्ध और शक्ति उपलब्ध पंक्ति दोनों को जोड़ता है। पूरी तरह से रास्ते मे की गई भौतिक जाल के समान संश्लेषण द्वार की सूची स्थानन प्रत्येक द्वार परस्‍पर संबद्धता से तैयार किए गए नियुक्ति और अनुर्मागण भी शामिल होते हैं।

[[File:Eda-fabrication.PNG|right|thumb|460px|छोटे मानक सेल धातु से परस्पर संबद्ध में दिखाई देने वाले नकली लिथोग्राफिक और अन्य निर्माण दोष होते है।]]

परिकलन नियम डीआरसी और [[ लेआउट बनाम योजनाबद्ध |प्रारूप बनाम योजनाबद्ध]] एलवीएस सत्यापन प्रक्रियाएं हैं।<ref name="kahng2" /> जो आधुनिक पश्च-सबमाइक्रोमीटर 0.13 माइक्रोन और नीचे पर विश्वसनीय उपकरण निर्माण के लिए ट्रांजिस्टर रिक्ति, धातु परत की मोटाई और बिजली घनत्व नियमों के सख्त पालन की आवश्यकता होती है। डीआरसी संधानशाला परिकलन नियमों के एक निर्धारित भौतिक जाल के समान की पूरी तरह से तुलना करता है, यह किसी भी उल्लंघन को चिह्नित करता है।

एलवीएस प्रक्रिया यह पुष्टि करती है कि अभिन्यास में संबंधित योजनाबद्ध के समान संरचना है। जो आमतौर पर अभिन्यास प्रक्रिया का अंतिम चरण होता है।<ref name="kahng2" /> एलवीएस उपकरण एक निवेश के रूप में एक योजनाबद्ध आरेख और एक अभिन्यास से निकाले गए दृश्य को ग्रहण करता है। तब प्रत्येक से एक जाल के समान उनकी तुलना करता है। जो ग्रंथि, स्ंद्वार और उपकरण, आकार सभी की तुलना की जाती है। यदि वे समान हैं, तो एलवीएस पास हो जाता है और प्रारूपों को जारी रखा जा सकता है। एलवीएस ट्रांजिस्टर उंगलियों को एक अतिरिक्त चौड़ा ट्रांजिस्टर के समान मानता है। इस प्रकार, समानांतर में 4 ट्रांजिस्टर प्रत्येक 1 माइक्रोन चौड़ा , एक 4-उंगली 1 माइक्रोन ट्रांजिस्टर, या 4 माइक्रोन ट्रांजिस्टर को एलवीएस उपकरण द्वारा समान रूप मे देखा जाता है। .lib दस्तावेज़ो की कार्यक्षमता जटिल तंत्र से ली जाती है और इन .lib दस्तावेज़ो में एक विशेषता आवश्यक रूप से जोड़ी जाएगी।

  मानक सेल प्रारूप स्वचालन प्रवाह के अधिक सामान्य वर्ग में आता है जिसको सेल-आधारित प्रारूप कहा जाता है। [[ संरचित ASIC |संरचित एएसआईसी]], [[ क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला |क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला]] , और [[ जटिल प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस |जटिल प्रोग्रामेबल तर्क डिवाइस]] सेल-आधारित प्रारूप पर भिन्नताएँ हैं। प्रारूप के दृष्टिकोण से, सभी समान निवेश अग्रांत साझा करते हैं। प्रारूप का आरटीएल विवरण मे तीन तकनीकें एसपीआर प्रवाह संश्लेषण, स्थान-और-मार्ग और भौतिक कार्यान्वयन के विवरण में काफी भिन्न हैं।

अंकीय मानक सेल अभिकल्पना उदाहरण के लिए [[ सीएमओएस |सीएमओएस]] मे जटिलता माप एक सामान्य प्रौद्योगिकी-स्वतंत्र मापीय  [[ गेट समकक्ष |द्वार समकक्ष]]  जीई है।

* बहुत [[ बड़े पैमाने पर एकीकरण |बड़े पैमाने पर एकीकरण]] वीएलएसआई  

*के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक्स  

*विनिर्माण क्षमता के लिए अभिकल्पना  आईसी  

*सी प्रोग्रामिंग भाषा  

*जीवन का अंत उत्पाद