ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Облик спецстойкого БМК для перспективных приборов Росатома и Роскосмоса НИИИС Зимин Андрей Евгеньевич Заместитель начальника проектно-технологического отделения разработки СБИС 2010 год ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» ОКР «Разработка радиационно-стойкого БМК на 100 тысяч вентилей», шифр ОКР: «База-Э-НИИИС-Веер» Заказчик ОКР: Госкорпорация «Росатом», ДР ЯБП и ВЭУ Цель ОКР - разработка радиационно-стойкого базового матричного кристалла (БМК) на 100 тыс. вентилей на структурах кремний на изоляторе (КНИ). Назначение - БМК предназначен для изготовления на его основе радиационно-стойких цифровых микросхем в обеспечение разработок бортовых приборов автоматики, бортовых приборов РТС СК и аппаратуры системы траекторных измерений 2 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Сроки выполнения ОКР «База-Э-НИИИС-Веер» Срок окончания ОКР: 4 кв. 2013 г. Изготовление 1-й итерации МО БМК – 2 кв. 2011 г. Изготовление 2-й итерации МО БМК – 2 кв. 2012 г. Изготовление ОО БМК – 1 кв. 2013 г. 3 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Краткая характеристика БМК - технология КМОП-КНИ 0,35 мкм, 4 уровня металлизации. - напряжение питания 3,3 В ±10% - программирование - 4 уровня металла и контактные окна - корпус 240 выводной планарный металлокерамический корпус с шагом выводов 0,5 мм - емкость БМК – 240…480 тыс. эквивалентных вентилей «2И-НЕ» - время задержки на вентиль типа «2И-НЕ» - не более 0,5нс 4 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Основные особенности БМК - 4 матрицы ячеек с раздельным питанием - встроенные средства для «холодного» резервирования блоков внутри БМК - встроенные средства для мажорирования - встроенный генератор отрицательного потенциала -5В - встроенные генераторы с ФАПЧ (PLL) - встроенный TAP контроллер - встроенные интерфейсные блоки 5 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Состав встроенных интерфейсных блоков БМК - контроллер подчиненного устройства шины PCI (PCI Slave v2.1) - 2 контроллера мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) по ГОСТ Р 52070-2003 с основным и резервным каналами - 2 контроллера последовательного интерфейса RS-232 - 2 контроллера последовательного интерфейса SPI - 2 (4) контроллера высокоскоростного интерфейса SpaceWire - 4 (8) приемо-передатчиков LVDS (100 … 200 МГц) - шина AMBA 6 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» 7 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Библиотека элементов БМК - полный функциональный набор библиотечных элементов ядра (всего около 250…300 элементов) - периферийные элементы ввода-вывода с поддержкой «холодного» резервирования, толерантностью к UIH до 5,7В и стойкостью к ESD до 2кВ - макробиблиотечные элементы (регистры, счетчики, дешифраторы, блоки БПФ и т.д.) - блоки памяти 256х8 на основе ячеек БМК - описание встроенных интерфейсных блоков в виде библиотечных элементов 8 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Средства САПР - ориентация на современные САПР «Design Compiler» (ф.Synopsys), «ModelSim» (ф. Mentor Graphics), «NC-Sim» (ф.Cadence), «SOC Encounter» (ф.Cadence) - графическая оболочка-конфигуратор для выбора нужной конфигурации БМК - описание встроенных интерфейсных блоков на языке System C для ускорения процесса моделирования схемы. 9 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Требования по стойкости к спецфакторам Требования по стойкости к воздействию спецфакторов с характеристиками «И», «С», «К», установленными ГОСТ РВ 20.39.414.2: - 7.И1 по уровню 0,6х6Ус; - 7.И6 по уровню 6Ус; - 7.И7 по уровню 6Ус; - 7.И8 по уровню 4Ус; - 7.С1 по уровню 300∙5Ус; - 7.С4 по уровню 10∙5Ус; - 7.С5 по уровню 106 ∙1Ус; - 7.К1, 7K4, 7.К9-7.К12 устанавливаются по результатам испытаний 10 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Испытательная база НИИИС - Тестеры для измерений высокоскоростных СБИС на 256 каналов - автоматические зондовые станции для измерения кристаллов на пластинах диаметром до 200 мм - проходная климатическая камера (handler) для измерений СБИС в корпусах в диапазоне температур - климатические установки TPO Thermo Stream - стенд для ЭТТ и испытаний на безотказность - рентгеновские имитаторы РИК (7И7) - лазерный имитатор ЛАПК (7И6) - ЦИЛ для испытаний на механические и климатические воздействия 11 ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» Выводы - в ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» начаты работы по разработке современного перспективного БМК с экстремальными уровнями стойкости к воздействию специальных факторов, высокой степенью интеграции и обладающего большим набором встроенных интерфейсов - срок окончания ОКР – 2013 год - предложения приветствуются! 12 Спасибо за внимание! ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ «РОСАТОМ» ФГУП ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ имени Ю.Е. Седакова НИИИС Зимин Андрей Евгеньевич Заместитель начальника проектно-технологического отделения разработки СБИС Тел.: (8 831) 466-62-02 доб. 2-50 469-52-50 Факс.: (8 831) 466-87-52, 466-67-69 E-mail: [email protected] www.niiis.nnov.ru