Tese de Doutorado

O ASCAD (Ambiente de Síntese de Circuitos CMOS de Alto Desempenho) é um sistema desenvolvido para auxiliar o projeto de circuitos integrados CMOS destinados a aplicações de alta velocidade. É apresentado como um modelo orientado a objetos que reflete a metodologia e as técnicas empregadas. Uma implementação foi construída para validar a metodologia e a viabilidade computacional do sistema. O avanço da tecnologia de fabricação de circuitos CMOS precisa estar associado a técnicas especiais de projetos a fim de permitir que os circuitos possam operar com taxas de relógio elevadas (ordem de GHz). Na última década, o estudo dessas técnicas tem contribuído para construir circuitos cada vez mais rápidos. Em contrapartida tem introduzido regras e restrições ao projeto, eliminando a simplicidade inerente à lógica CMOS complementar. O ASCAD automatiza o emprego de um conjunto de regras e realiza a síntese de circuitos, baseado em um conjunto mínimo de células de alta velocidade. Essas regras e esses circuitos básicos foram testados e validados em circuitos integrados implementados especialmente para caracterização, antes da implementação do ASCAD. Além da verificação de regras de projeto e da síntese de circuitos, o ASCAD implementa uma otimização de velocidade através de substituições de circuitos que ocupam posições críticas em um bloco. O modelo completo do ASCAD é apresentado com a notação UML(Unified Modeling Language) e a implementação inicial foi construída com a linguagem Java. O conjunto de resultados apresentados neste trabalho mostra circuitos de blocos funcionais importantes sintetizados a partir da descrição VHDL que podem operar com taxas de relógio de até 2 GHz (simulados com SPICE usando a tecnologia CMOS-0,8 'micrometros' da ES2). O ASCAD foi modelado como um framework que pode ser expandido e melhorado de forma incremental e com grande reuso de componentes.

ASCAD (Ambiente de Síntese de Circuitos CMOS de Alto Desempenho, or Synthesis Environment for High Speed CMOS Circuits) is a system built to aid the design of high-speed CMOS integrated circuits. It is presented as an object oriented model that exposes the employed methodology and techniques. A functional implmentation was constructed to validate the system feasibility. The technology advance of CMOS circuits manufacturing must be paired with specifi design techniques in order to allow circuits with high clock rates (GHz). The research of these techniques in the last decade has contributed to develop faster circuits. On the other hand, some rules and restrictions were introduced to the design, reducing the inherent CMOS logic simplicity. ASCAD automates the rules application and executes the circuit synthesis based on a minimal set of elementary high performance cells. these rules and elementary cells were tested and aproved through the confection of integrated circuits specifically designed for this purpose, prior to the ASCAD development. Basides the rules verification and circuit synthesis, ASCAD can optimize the circuit speed by replacing some circuits by special ones (N-MOS like blocks) in critical parths. The ASCAD was fully modeled using UML (Unified Modeling Language) notation and the initial implmentation was written with the computer Java language. The results of synthesized and simulated circuits, which were described in VHDL, can operateup to clock rates of 2Ghz (ES2 CMOS-0.8 'micrometros' manufacturing technology). ASCAD was modeled as a framework environment, which can be expanded and improved through high reusable components.