METODOLOGIAS DE DISEO

2015METODOLOGIAS DE DISEO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y/A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIA BSICAS TECNOLOGA E INGENIERAS PROGRAMAS INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

ANDRES SEBASTIN BRUNAL DIAZ Cdigo No. 1102850682EDUARTH ALBERTO RUIZ Cdigo No. 1102856396JARIS ANTONIO CASTRO Cdigo No. 73191715JESUS ALBERTO BRACAMONTE

GRUPO 299008_3

METODOLOGAS DE DISEO - FASE 2

MICROELECTRNICA 299008

2015 1 (Fecha: 11/04/2015)RESUMEN

La Unidad 2 del curso Microelectrnica est basada en las Metodologas de Diseo, aqu se plantea como se realiza un diseo de integracin circuital, la utilizacin de software para la implementacin de diseos y la realizacin de pruebas de los circuitos diseados.El objetivo de este libro es proporcionar una herramienta de ayuda didctica que permita adquirir los conocimientos bsicos de Microelectrnica y ponerlos en prctica en la resolucin de problemas.

METODOLOGAS DE DISEO

Niveles de Abstraccin y Representaciones de un Circuito Microelectrnico

Un sistema o circuito microelectrnico se basa en tres etapas:

La Jerarquizacin La Abstraccin La Representacin

Pero, Qu es la Jerarquizacin, la Abstraccin y la Representacin? En la siguiente figura podremos observarlo.

Es la que describe la interconexin de bloques o componentes y funciones con propiedades conocidas o bien formados a subes por bloques de niveles de inferiores de la jerarqua.VISTA ESTRUCTURAL

Es la que la describe por su funcin, utilizando ecuaciones matemticas, curvas, algoritmos, tablas.

VISTA FUNCIONAL O COMPORTAMENTAL

Es el aspecto real que tendr el sistema o circuito una vez fabricado.VISTA FSICA

A continuacin se podr observar los niveles de abstraccin y ejemplos de elementos utilizados en las representaciones del diseo en las distintas vistas.

Es importante anotar que a la hora de realizar la abstraccin para dar solucin al diseo del circuito es importante tener en cuenta las siguientes variables que se detallaran en la siguiente tabla:VARIABLES DE DISEO PARA CADA NIVEL DE ABSTRACCIN

NivelDescripcin

Nivel fsicoNo es ms que la tecnologa que se implementara en el circuito como material semiconductor, metales, aislantes.

Nivel elctricoSe representa por los componentes electrnicos como transistores, resistencias, condensadores y la relacin con las magnitudes elctricas como tencin, corriente, consumo, tiempo frecuencia, conectividad.

Nivel lgico/macromodelo,Se representa por la frecuencia mxima de reloj, velocidad, formato de representacin, codificacin de datos, funcionalidad, nmero de elementos bsicos etc.

Nivel de arquitecturaEste nos permite utilizar el lenguaje de ms alto nivel para describir tanto la parte digital como la analgica en cuanto a lo funcional y estructural del sistema

Lenguaje de descripcin y formato

El proceso de anlisis y diseo de circuitos electrnicos necesita de la representacin de estos sistemas mediante un modelo matemtico. Este modelo depender del nivel de abstraccin al que se quiera representar el circuito. Los lenguajes de descripcin son una forma de representar el circuito a diferentes niveles de abstraccin para su proceso mediante una herramienta de diseo CAD o simplemente para su descripcin y especificacin.Podemos clasificar los modelos y los lenguajes de descripcin en funcin del nivel de abstraccin en el que se representa el circuito.

Profundizacin de los VHDL.Es un software diseado como un lenguaje para el modelado de sistemas digitales que proporciona una sintaxis amplia y flexible que permite el modelado estructural en el flujo de datos y de comportamiento del hardware, se caracteriza por tener cdigo estandarizado por lo tanto puede ser portable hacia otras herramientas, este es un software de descripcin de hardware donde su principales funciones estn la de simular, modelar, documentar, verificar y sistematizar un sistema digital. Entre otras funciones VHDL por su semntica y construccin del lenguaje permiten disear con facilidad bancos de prueba (test) por lo cual se llevan a cabo las simulaciones de los sistemas modelados.Consta de tres caractersticas bsicas:MODELO DE ESTRUCTURA.

A travs del modelo des estructura VHDL nos permite realizar un modelado de cualquier sistema digital a partir de las distintas partes que lo conforman y especificar las conexiones entre ellas, de igual manera nos permite modelar cada parte individualmente o describirla segn su funcionalidad.MODELO DE CONCURRENCIA

La concurrencia consiste en la ejecucin paralela de sentencias en un dispositivo por lo tanto VHDL ofrece el elemento bsico que es el proceso, el cual puede entenderse como programa que se compone de sentencias en cual se ejecutan de forma secuencial.MODELO DE TIEMPOConsiste en poder observar el comportamiento del modelado a lo largo del tiempo durante la simulacin, como lo son los cambios en las seales internas del modelo y tambin en las entradas y salidas.

Test de circuitos integrados

El test es el procedimiento que se aplica a cada circuito integrado, al culminar el proceso de fabricacin, para comprobar que dicho ejemplar (cada chip individual) se ha fabricado bien, es decir, para verificar que el resultado de la fabricacin (en ese integrado particular) es correcto.

VALIDACIN Y PRUEBAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS: Se debe verificar el funcionamiento de los componentes antes de montarlos en el circuito debido a que si no se realiza se generara prdida de tiempo y dinero, porque si el diseo es correcto no se garantiza que el componente sea operativo.

PROCEDIMIENTO DE TEST: Las metas de fabricacin se pueden clasificar en tres categoras:Test Diagnostico

Test FuncionalTest Paramtrico

Si hay un componente errneo, identificar y localizar el falloDetermina si un componente fabricado es o no es funcionalVerifica el cumplimiento de las especificaciones de un conjunto de parmetros no discretos

En la siguiente figura podremos observar una Tarjeta- sonda de test de circuitos integrados:

DISEO PARA LA PRUEBA (DTF): Cuando se considera la testabilidad de los diseos, dos propiedades son importantes:

Observabilidad Controlabilidad

Mide la facilidad de observar el valor de un nodo en pines de salidaMide la facilidad de llegar un nodo de circuito a una determinada condicin utilizando solo pines de entrada

Los circuitos combinacionales pertenecen a la clase de circuitos fcilmente observables y controlables. En el caso de los circuitos secuenciales estas propiedades hay que buscarlas mediante tcnicas DFT, que pueden agruparse en tres categoras:1. Test Ad hoc 2. Test scan- based 3. Self- test

DISEO BOUNDARY-SCAN: Se usa en el chequeo de circuitos impresos, permitiendo asegurar la compatibilidad entre los diferentes proveedores, conectando pines de entrada y salida de los componentes de una tarjeta en una serie de test.A continuacin se muestra una aproximacin del diseo.

CONCLUSION

El problema del diseo de un sistema integrado como los que hoy en da podemos encontrar son tan complejos que la primera metodologa consiste en la estructuracin y jerarquizacin del sistema, de forma que su diseo pueda ser abordado por partes. Adems, debido a la gran cantidad de variables que se deben controlar, es necesario enfrentarnos al diseo a diferentes niveles de abstraccin, lo que nos permite reducir la cantidad de informacin que es necesario manejar en cada momento.Cabe resaltar que en cada nivel de abstraccin, se establece una subdivisin que permite establecer la composicin de acuerdo a la vista estructural, funcional o fsica.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Robayo, F. (2009).Metodologas de Diseoy Diagramas de Flujo. Bogot D.C.:Universidad NacionalAbierta y/a Distancia.Disponible en:http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299008/299008_AVA/Entorno_de_Conocimiento/Unidad_2/METODOLOGIAS_DE_DISENO_Y_DIAGRAMAS_DE_FLUJO.pdf Robayo, F. (2009).Lenguajes deDescripciny SimuladoresFsicos.Bogot D.C.: Universidad Nacional Abierta y/a Distancia.Disponible en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299008/299008_AVA/Entorno_de_Conocimiento/Unidad_2/LENGUAJES_DE_DESCRIPCION_Y_SIMULADORES_FISICOS.pdf Robayo, F. (2009).Test y Pruebas de Circuitos Integrados. Bogot D.C.: Universidad Nacional Abierta y/a Distancia.Disponibleen: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/299008/299008_AVA/Entorno_de_Conocimiento/Unidad_2/TEST_y_PRUEBAS_DE_CIRCUITOS_INTEGRADOS.pdf Rubio, M. A. F. (2010). Introduccin al lenguajeVHDL. Universidad Politcnica de Madrid Departamento deSistemas Electrnicosy de Control. Consultado el 07, 04, 2015 en http://www.cartagena99.com/recursos/electronica/apuntes/Manual%20VHDL.pdf.