Исходными данными для конструкторского проектирования являются результаты, полученные на функционально-логическом уровне проектирования.
Конструкции РЭА, как правило, имеют иерархическую структуру, в которой конструктивы низшего уровня объединяются в конструктивы высшего уровня. Используются следующие названия конструктивов РЭА.
Компонент — неделимая часть микросхемы, которую нельзя специфицировать и поставлять как отдельное изделие, например транзисторная, резистор-ная, диодная области, межсоединения.
Элемент — специфицируемый (проверяемый по своим техническим условиям) конструктив, поставляемый как отдельное изделие, например интегральная микросхема (ИМС), гибридная интегральная схема (ГИС), транзистор, диод, резистор и другие электрорадиоэлементы (ЭРЭ).
По степени интеграции ИМС подразделяются на интегральные схемы (ИС) малой степени интеграции, содержащие до 102 компонентов, интегральные схемы средней степени интеграции (СИС), содержащие 102... 103 компонентов, большие интегральные схемы (БИС), содержащие 103 ...105 компонентов и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), содержащие более 105 компонентов. Гибридные интегральные схемы, содержащие пассивные компоненты, -межсоединения, выполняемые по пленочной технологии, и навесные бескорпусные активные элементы, по степени интеграции соответствуют ИС.
Ячейка или типовой элемент замены (ТЭЗ) — это объединение элементов в едином конструктивном (как правило, унифицированном для данного изделия) исполнении на основе печатной платы, в виде микроэлектронного узла или микросборки. Обычно ячейка реализует сложную функциональную схему, в большинстве случаев функционально-законченную, проверяемую по своим техническим условиям, и является съемной при ремонте и устранении неисправностей. Соединения между элементами в ячейке, как правило, печатные.
Следующие иерархические уровни занимают конструктивы, называемые устройствами (панелями, субблоками), блоками (стойками). Каждый из конструктивов последующего уровня состоит из нескольких конструктивов предыдущего уровня, размещаемых в некоторой несущей конструкции (каркасе) и соединяемых между собой проводным монтажом, гибкими шлейфами или многослойными печатными объединительными платами.
Стойки в РЭА объединяются, как правило, кабельными соединениями.
Для БИС и СБИС характерна своя иерархическая структура, в которой выделяют уровни компонентов, ячеек и узлов. В случае базовых кристаллов матричных БИС ячейка представляет собой группу компонентов либо нескоммутированных, либо связанных по схеме логического элемента, например вентили И—НЕ, ИЛИ—НЕ и т. п. Узел есть соединение нескольких ячеек.
На любом уровне конструкторского проектирования основная исходная информация задана схемой: принципиальной электрической — при проектировании элементов (ИМС, ГИС) и ячеек, функциональной или структурной — при проектировании последующих конструктивов. В сквозном цикле автоматизированного проектирования исходная схема проектируемого конструктива отрабатывается с помощью математического моделирования и информация о ней находится в базе данных САПР.
Кроме описания исходной схемы, для конструкторского проектирования РЭА необходима следующая условно-постоянная информация, хранимая в базах данных САПР:
В конструкторском проектировании выделяют три группы задач:
Основными задачами синтеза конструкций РЭА и БИС являются следующие коммутационно-монтажные задачи:
Контроль полученных конструктивных решений включает контроль соответствия конструкции исходной принципиальной электрической схеме и контроль выполнения заданных конструктивно-технологических ограничений. В случае БИС и СБИС контролируется выполнение проектных норм на размеры областей, на расстояния между областями в одном слое, на перекрытие областей различных слоев и т. п. Соответствие топологии принципиальной схеме проверяется путем восстановления принципиальной схемы по топологии, заданной набором файлов послойных чертежей, и установлением изоморфизма графов, описывающих исходную и восстановленную схемы.