مقدمة
نموذج كاليفورنيا الوسيط (CIF) هو تنسيق ملف يُستخدم لوصف الدوائر المتكاملة. يوفر CIF مجموعة محدودة من العناصر الرسومية الأساسية التي يمكن استخدامها لتمثيل طبقات التصنيع المختلفة للرقاقة. تم تطويره في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في السبعينيات، وأصبح منذ ذلك الحين تنسيقًا شائعًا لتبادل تصميمات الدوائر المتكاملة بين المصممين والمصنعين.
تاريخ نموذج كاليفورنيا الوسيط
تم تطوير نموذج كاليفورنيا الوسيط (CIF) في الأصل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في السبعينيات كجزء من مشروع تصميم VLSI (تكامل واسع النطاق للغاية) بقيادة كارفر ميد ولين كونواي. كان الهدف هو إنشاء تنسيق بسيط وقابل للقراءة البشرية لتمثيل تصميمات الدوائر المتكاملة. كان CIF ناجحًا للغاية في تحقيق هذا الهدف، وسرعان ما تم تبنيه من قبل مجتمع تصميم الدوائر المتكاملة الأوسع.
في السنوات الأولى، كان CIF يستخدم بشكل أساسي لتبادل التصميمات بين الباحثين والأكاديميين. ومع ذلك، مع نمو صناعة أشباه الموصلات، أصبح CIF أكثر شيوعًا بين الشركات التجارية. اليوم، لا يزال CIF مستخدمًا على نطاق واسع، على الرغم من ظهور تنسيقات أكثر حداثة مثل GDSII و OASIS.
بنية ملف CIF
ملف CIF هو ملف نصي يتكون من سلسلة من الأوامر. تمثل كل أمر عنصرًا رسوميًا أو عملية أخرى. الأوامر بسيطة نسبيًا وسهلة القراءة والكتابة يدويًا.
فيما يلي بعض الأوامر الأكثر شيوعًا في CIF:
- DS: يحدد هذا الأمر مقياس الرسم. على سبيل المثال، “DS 10” يعني أن كل وحدة في التصميم تمثل 10 وحدات في العالم الحقيقي.
- DF: يحدد هذا الأمر تعريفًا. التعريف هو مجموعة من الأوامر التي يمكن استدعاؤها لاحقًا في الملف.
- C: يرسم هذا الأمر دائرة. يتطلب الأمر إحداثيات المركز ونصف القطر.
- B: يرسم هذا الأمر مربعًا. يتطلب الأمر إحداثيات الزاوية السفلية اليسرى والزاوية العلوية اليمنى.
- P: يرسم هذا الأمر مضلعًا. يتطلب الأمر قائمة بإحداثيات الرؤوس.
- W: يرسم هذا الأمر سلكًا (خطًا). يتطلب الأمر قائمة بإحداثيات النقاط التي يمر بها السلك.
- L: يحدد هذا الأمر الطبقة التي يتم رسم العناصر عليها.
- T: يضع هذا الأمر نصًا. يتطلب الأمر إحداثيات الموقع والنص المراد عرضه.
- 9: ينهي هذا الأمر تعريفًا.
على سبيل المثال، إليك مثال بسيط لملف CIF الذي يرسم مربعًا:
DS 10 L M1 B 0 0 10 10 E
يشير هذا الملف إلى أن مقياس الرسم هو 10، ويتم الرسم على الطبقة M1 (المعدن 1)، ويتم رسم مربع بأسفل يسار عند (0,0) وأعلى يمين عند (10,10). يشير الحرف E إلى نهاية الملف.
مزايا وعيوب نموذج كاليفورنيا الوسيط
المزايا:
- البساطة: CIF هو تنسيق بسيط وسهل الفهم والتعلم.
- القراءة البشرية: ملفات CIF قابلة للقراءة والكتابة بسهولة بواسطة البشر، مما يجعلها سهلة التصحيح والاستكشاف.
- الانتشار: على الرغم من قدمه، لا يزال CIF مدعومًا من قبل العديد من أدوات CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر).
العيوب:
- محدودية الميزات: يدعم CIF مجموعة محدودة فقط من العناصر الرسومية، مما قد يجعله غير مناسب للتصميمات المعقدة.
- الكفاءة: يمكن أن تكون ملفات CIF كبيرة نسبيًا، خاصة بالنسبة للتصميمات الكبيرة.
- التقادم: ظهرت تنسيقات أحدث مثل GDSII و OASIS التي تقدم ميزات أكثر وكفاءة أفضل.
استخدامات نموذج كاليفورنيا الوسيط
على الرغم من وجود تنسيقات أحدث، لا يزال CIF مستخدمًا في بعض الحالات، بما في ذلك:
- التصاميم القديمة: غالبًا ما يتم استخدام CIF لتمثيل التصاميم القديمة التي تم إنشاؤها في الأصل بتنسيق CIF.
- التطبيقات التعليمية: بساطة CIF تجعله خيارًا جيدًا للاستخدام في التطبيقات التعليمية، حيث يمكن للطلاب تعلم أساسيات تصميم الدوائر المتكاملة.
- الأدوات مفتوحة المصدر: بعض الأدوات مفتوحة المصدر لتصميم الدوائر المتكاملة لا تزال تدعم CIF.
- تبادل البيانات البسيط: في بعض الحالات، قد يكون CIF كافيًا لتبادل معلومات التصميم الأساسية بين الأدوات أو الشركات المختلفة.
بدائل لنموذج كاليفورنيا الوسيط
هناك العديد من البدائل لنموذج كاليفورنيا الوسيط (CIF)، بما في ذلك:
- GDSII: هذا هو التنسيق الأكثر شيوعًا لتبادل تصميمات الدوائر المتكاملة. GDSII أكثر تعقيدًا من CIF، ولكنه يدعم مجموعة واسعة من الميزات وهو أكثر كفاءة.
- OASIS: هذا هو تنسيق أحدث مصمم ليحل محل GDSII. OASIS أكثر كفاءة من GDSII ويدعم أيضًا ميزات جديدة.
- LEF/DEF: يستخدم LEF (Library Exchange Format) لوصف الخصائص الفيزيائية للخلايا القياسية، بينما DEF (Design Exchange Format) يستخدم لوصف موضع هذه الخلايا وربطها في التصميم.
أدوات تدعم نموذج كاليفورنيا الوسيط
على الرغم من أن CIF ليس شائعًا مثل GDSII أو OASIS، إلا أن العديد من الأدوات لا تزال تدعمه. تشمل هذه الأدوات:
- Magic: هذه أداة تخطيط VLSI مفتوحة المصدر تدعم CIF.
- KLayout: هذه أداة تخطيط احترافية تدعم CIF بالإضافة إلى تنسيقات أخرى.
- بعض أدوات CAD القديمة: قد تدعم بعض أدوات CAD القديمة CIF لقراءة وكتابة التصميمات القديمة.
مثال على ملف CIF كامل
فيما يلي مثال أكثر تعقيدًا لملف CIF الذي يرسم دائرة ومربعًا ومثلثًا:
DS 10 L M1 C 5 5 3 B 0 0 2 2 P 1 8 3 8 2 6 9 E
يشير هذا الملف إلى أن مقياس الرسم هو 10، ويتم الرسم على الطبقة M1. يتم رسم دائرة مركزها (5,5) ونصف قطرها 3. يتم رسم مربع بأسفل يسار عند (0,0) وأعلى يمين عند (2,2). يتم رسم مضلع (مثلث) بالنقاط (1,8)، (3,8)، و (2,6).
تحويل بين CIF وتنسيقات أخرى
هناك أدوات متاحة لتحويل ملفات CIF إلى تنسيقات أخرى مثل GDSII والعكس صحيح. يمكن أن تكون هذه الأدوات مفيدة إذا كنت بحاجة إلى العمل مع تصميم CIF في أداة لا تدعم CIF أصلاً.
خاتمة
نموذج كاليفورنيا الوسيط (CIF) هو تنسيق ملف بسيط ولكنه قديم لوصف الدوائر المتكاملة. على الرغم من أنه قد تم تجاوزه من خلال تنسيقات أكثر حداثة مثل GDSII و OASIS، إلا أنه لا يزال مستخدمًا في بعض الحالات، خاصة للتصاميم القديمة والتطبيقات التعليمية. فهم CIF يمكن أن يكون مفيدًا للمهندسين الذين يعملون مع أدوات قديمة أو يحتاجون إلى تبادل معلومات تصميم أساسية بتنسيق بسيط.