Nn-ziminпопулярный!

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:
azimin@niiis.nnov.ru
www.niiis.nnov.ru