Heinz Schwärtzel

Wenige entwickeln, wie ein Architekt baut, der zuvor seinen Plan entworfen und bis ins einzelne durchdacht hat; vielmehr die meisten nur so, wie man Domino spielt. Kaum dass sie ungefahr wissen, welche Gestalt im ganzen herauskommen wird, und wo das alles hinaus soll. Viele wissen selbst dies nicht, sondern entwickeln, wie die Korallenpolypen bauen. Periode fugt sich an Periode, und es geht, wohin Gott will. Frei nach Schopenhauer Die Mikroelektronik ist zweifellos eine der herausragenden Schlussel techniken unse- rer Zeit. Sie tragt entscheidend den technischen und wirtschaftlichen Fortschritt. Die Impulse, welche von ihr auf die Automatisierungs-, Informations- und Kommunika- tionstechnik ausgehen, fuhren zur Erschliessung neuer Anwendungen und Markte. Drei Entwicklungsbereiche mussen gleichermassen intensiv bearbeitet werden: - die Prozess- und Produktionstechnik, - die Pruftechnik, - die Designtechnik. Gerade die Erschliessung neuer Anwendungen erfordert, dass die Fahigkeit zum Entwurf integrierter Schaltungen nicht auf nur wenige hochspezialisierte Fachleute beschrankt bleibt. Vielmehr muss diese Fahigkeit als eine neue Anwendertechni- ahnlich der Programmiertechnik fur Software - allen Gerate- und Systemingenieu- ren zuganglich gemacht werden. Dazu mussen Designverfahren entwickelt werden, welche durch entsprechende CAD-Systeme unterstutzt dem Designingenieur ausdrucksstarke Darstellungsmittel, leistungsstarke Konstruktionswerkzeuge und zuverlassige Verifikationsinstrumente bieten und die einfache, formale und sicher beherrschbare Schnittstellen zum Produk- tionsprozess und zum Pruffeld garantieren. Solche CAD-Systeme werden Standard- designsysteme genannt. Sie eroeffnen den Weg zum schnellen und sicheren Entwurf von integrierten Schaltungen in voller Anwendungsbreite.

Microelectronics are certainly one of the key-technologies of our time. They are a key factor of technological and economic progress. They effect the fields of automation, information and communication, leading to the development of new applications and markets. Attention should be focused on three areas of development: • process and production technology, • test technology, • design technology. Clearly, because of the development of new application fields, the skill ~f design­ ing integrated circuits should not be limited to a few, highly specialized experts Rather, this ability should be made available to all system aDd design engineers as a new application technology - just like nrogramrning technology for software. For this reason, design procedures havt: to be developed which, supported by appropriate CAD systems, provide the desIgn englIl~I' with tools for representaltop effective instruments for design and reliable ·tools for verificatibn, ensuring simpre, proper and easily controllable interfaces for the manufacturing and test processes. Such CAD systems are called standard design systems. They open the way to fast and safe design of integrated circuits. First, this book demonstrates basic principles with an example of the Siemens design system VENUS, gives a general introduction to the method of designing integrated circuits, familiarizes the reader with basic semiconductor and circuit tech­ nologies, shows the various methods of layout design, and presents necessary con­ cepts and strategies of test technology.

Microtechnologies and their corresponding CAD tools have meanwhile reached alevel of sophistication that requires the application of theoretical means on all modelling levels of design and analysis. Also, there is a growing need for a scientific approach in modelling again. Many concepts provided by Systems Theory again turn out to be of major importance. This is especially valid for the design of "machines with intelligent behaviour". When dealing with complex systems, the engineering design has to be supported by CAD tools. Consequently, the methods of Systems Theory must also get computerized. The newly established field of "Computer Aided Systems Theory" (CAST) is a first effort in this direction. The goal of CAST research and development isto provide "Systems Theory Method Banks" which can be used in education and to provide a platform for the migration of CAST methods into existing CAD tools. This book, basing on different research and development projects in CAST, is written for engineers who are interested in using and developing CAST systems, particularly in thefield of Information and Systems Engineering.

Dieses Buch befaßt sich mit der Aufgabe, einen Grundrahmen für den Aufbau einer Methodenbank der Systemtheorie zu schaffen und die Anwendung desselben mittels einer konkreten Software-Implementierung zu demonstrieren. Als allgemeines Problemlösungsgerüst wird die sogenannte STIPS-Maschine eingeführt, mit der "Systemtypen" über "Systemtransformationen" abgeleitet und interaktiv "Systemalgorithmen" entwickelt werden können. Am Beispiel der speziellen Methodenbank CAST. FSM für die Behandlung von Problemstellungen der Automaten- und Schaltwerktheorie wird dieses Konzept demonstriert. Ziel ist es zu zeigen, welche Systematik heute bei der Sammlung von Methoden der Systemtheorie angewandt werden kann und wie es gelingt, eine solche Sammlung für die Entwicklung von Anwendungssoftware für den CAD-Bereich einzusetzen. Im Vordergrund stehen dabei die klassischen Anwendungsgebiete der Systemtheorie im Bereich des Entwurfs von komplexen Hardwaremoduln der Computertechnik und im Bereich der Signalverarbeitung. Das Buch zeigt, wie über die Entwicklung von Programmpaketen hinaus mit den heutigen Mitteln der Softwaretechnik mit Workstations leistungsfähig interaktive Methodenbanken für den Einsatz von systemtheoretischen Methoden in der Technik gebaut werden können.