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O projeto e o desenvolvimento de circuitos integrados é um dos mais importantes e aquecidos segmentos da indústria eletrônica da atualidade. Neste cenário, ferramentas de automação têm possibilitado aos projetistas manipular uma elevada quantidade de transistores em circuitos cada vez mais complexos, diminuindo, assim, o tempo de projeto. Em especial, ferramentas de síntese lógica têm contribuído significativamente para reduzir o ciclo de desenvolvimento. Na metodologia de projeto full-custom, cada bloco funcional tem sua geração realizada de forma manual, desde a implementação das redes de transistores até a geração do leiaute. Entretanto, esta tarefa é extremamente custosa em tempo de projeto. Neste contexto, torna-se confortável ter a disposição algoritmos dedicados para derivar redes de transistores automaticamente. Diversos tipos de arranjos de transistores são encontrados na literatura. Estas diferentes redes de transistores apresentam diferentes comportamentos em termos de consumo de área, consumo de potência e velocidade. Desta forma, não apenas a geração automática de redes de transistores é importante, mas também técnicas automatizadas para avaliar e comparar estas distintas redes de chaves é de fundamental importância para guiar o projetista que deseja alcançar implementações de circuitos eficientes. Estas avaliações não precisam ser necessariamente processos custosos de caracterização elétrica. Elas podem ser realizadas através de estimativas capazes de fornecer informações acuradas sobre o comportamento das redes. Esta idéia pode ser utilizada por projetistas que desejam gerar e avaliar potenciais soluções em redes de transistores para alimentar fluxos standard-cell (utilizando bibliotecas de células), ou por aqueles que utilizam a abordagem de mapeamento tecnológico library-free (fazendo uso de geradores de células). Neste contexto, este trabalho apresenta um gerador automático de redes de transistores capaz de fornecer diferentes tipos de redes em diversos estilos lógicos. Para comparar as redes geradas, algumas técnicas de estimativa são empregadas. Comparações são realizadas sobre conjuntos distintos de funções Booleanas, demonstrando as vantagens da utilização de lógicas alternativas em relação ao difundido padrão CMOS. Currently, VLSI design has established a dominant role in the electronics industry. Automated tools have enabled designers to manipulate more transistors on a design project and shorten the design cycle. In particular, logic synthesis tools have contributed significantly to reduce the design cycle time. In full-custom designs, manual generation of transistor netlists for each functional block is performed, but this is an extremely time-consuming task. In this sense, it becomes comfortable to have efficient algorithms to derive transistor networks automatically. There are several kinds of transistor networks arrangements. These different networks present different behaviors in terms of area, delay and power consumption. Thus, not only automatic transistor networks generation is important, but also an automated technique to evaluate and to compare the distinct switch networks is fundamental to guide designers that need to achieve efficient circuit implementations. This evaluation not necessarily needs to be an expensive electrical characterization process. It can be obtained through estimation processes capable of delivering good information about the logic cells behavior. This idea is useful for those designers that desire to generate and to evaluate potential transistor network implementations to feed standard-cell flow designs (using cell libraries), or for those designers who target the use of library-free technology mapping concept (using automatic cells generators). In this context, this work presents an automated transistor network generator able to delivery different kinds of networks in several logic styles. In order to compare the obtained networks, some estimation techniques are employed. A comparison is done over a set of Boolean function benchmarks, showing the advantages of using alternative logic styles over the traditional Complementary Series-Parallel CMOS (CSP CMOS).

Submitted by Simone Maisonave (simonemaisonave@hotmail.com) on 2022-08-26T13:17:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Vinicius_Neves_Possani.pdf: 1905736 bytes, checksum: ec1bb988fd7d8256fd684f0fcf8ded00 (MD5) Approved for entry into archive by Simone Maisonave (simonemaisonave@hotmail.com) on 2022-08-26T13:18:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Vinicius_Neves_Possani.pdf: 1905736 bytes, checksum: ec1bb988fd7d8256fd684f0fcf8ded00 (MD5) Made available in DSpace on 2022-08-26T13:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Vinicius_Neves_Possani.pdf: 1905736 bytes, checksum: ec1bb988fd7d8256fd684f0fcf8ded00 (MD5) Previous issue date: 2015-01-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Inicialmente, este trabalho apresenta uma análise, apontando o impacto da tecnologia FinFET na geração de redes de transistores durante a etapa de síntese lógica. Essa análise apresenta diversos estudos de casos para demonstrar que uma mudança de paradigma vem sendo introduzida pelos dispositivos double gate, como os transistores independent-gate (IG) FinFET. Além disso, o presente trabalho mostra que essa mudança de paradigma deixa uma lacuna a ser explorada, tendo em vista que os métodos de geração de redes de transistores disponíveis na literatura não são capazes de explorar o potencial que os dispositivos double gate oferecem. Então, neste trabalho são propostos dois métodos alternativos para geração de redes de transistors baseadas em dispositivos IG FinFET. Um dos métodos é baseado em grafos e visa encontrar padrões de arranjos promissores para explorar o potencial dos dispositivos double gate. O segundo método proposto visa realizar defatorações em expressões Booleanas a fim de maximizar o uso dos gates independentes de cada transistor IG FinFET. Os experimentos realizados demonstram que os métodos propostos são capazes de gerar redes de transistors IG FinFET otimizadas, com um baixo custo em tempo de execução. Além disso, os resultados obtidos demonstram que de fato os métodos convencionais de geração de redes de transistors não são a melhor alternative para gerar redes baseadas em dispositivos double gate. Com isso, os resultados reforçam a existência de um novo paradigma introduzido pela tecnologia IG FinFET. Enfim, a análise apresentada neste trabalho dá suporte para o desenvolvimento de novas técnicas de geração de redes de transistors IG FinFET. Firstly, this work presents an analysis pointing the impacts of the FinFET technology in the transistor network generation during the logic synthesis step. This analysis presents some case studies demonstrating that a new paradigm has been introduced by the double-gate devices, like the independent-gate (IG) FinFETs. Moreover, this work demonstrates that this new paradigm introduces a lack to be explored. Since the conventional methods for transistor network generation are not able to explore the potential provided by double-gate devices. Thus, this work proposes two alternative methods for IG FinFET-based transistor network generation. The first one is a graph-based method, which aims to find promising patterns to explore the potential provided by the double-gate devices. The second one aims to defactoring Boolean expression in order to maximize the use of the independent gates of each IG FinFET. The experiments have demonstrated that the proposed methods are able to generate optimized IG FinFET transistor networks, with a low cost in run time. Moreover, the obtained results demonstrate that, in fact, the conventional methods of transistor network generation are not the best alternative to design networks based in double-gate devices. This way, the results reinforce the existence of a new paradigm introduced by the IG FinFET technology. Finally, the analysis presented in this work provides support to design new methods to build transistor networks based in IG FinFETs.