Metoda Sel Standar

Kunci Mendapatkan Nilai Tambah Perancangan IC
Teknologi dan penggunaan rangkaian terintegrasi (IC = integrated circuit) terus berkembang pesat dalam berbagai bidang. Satu mesin penghitung diferensial yang sebesar satu ruangan di zaman Charles Barbage, kini telah dapat diperkecil menjadi hanya satu rangkaian terintegrasi dengan fungsi yang sama.

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak contoh yang dapat diberikan. Misalnya pada komputer kita dapat menemukan bahwa jantung dari alat tersebut ialah rangkaian terintegragi yang berfungsi sebagai mikroprosessor. Demikian juga pada alat-alat elektronika yang lain, seperti oven gelombang mikro, mesin cuci, kamera dan banyak lagi. Bahkan karena tuntutan bentuk desain artistik, kadang-kadang rangkaian kontrol elektronik harus dibuat kecil, sehingga dapat ditempatkan pada sudut ruang yang minimal.

Metoda sel standard
Semakin lama, kepadatan rangkaian terintegrasi semakin bertambah dan prosesnya semakin cepat. Komputer yang kita beli hari ini akan menjadi barang usang dua bulan kemudlan. Hal ini terutama didukung oleh meningkatnya teknologi yang dipergunakan untuk pembuatan rangkaian terintegrasi tersebut. Pada saat ini, satu rangkaian terintegrasi dapat memuat berjuta-juta transistor.

Karena semakin ketatnya persaingan memperebutkan pasar, maka waktu yang dibutuhkan antara proses perancangan sampai rangkaian terintegrasi tersebut siap dipasarkan product-to-market times) harus sesingkat mungkin. Perhitungan waktu yang dipakai ialah dalam orde minggu. Untuk ini, maka banyak pabrik rangkaian terintegrasi (silicon foundry) yang menawarkan proses realisasi perancangan tersebut. Salah satu metoda yang dipakai ialah sel standar.

Metoda ini memungkinkan kita merancang rangkaian terintegrasi dengan hanya menyusun sel-sel standar seperti gerbang logika (gambar b), flipflop, multiplexer dan sebagainya. Setelah proses perancangan selesai, rangkalan tersebut kita uji dengan pola tes yang kita buat. Apabila berhasil, langkah selanjutnya ialah mengirim disket yang berisi rancangan dan pola tes tersebut ke pabrik untuk direalisasi. Pabrik akan membuat pola masker (gambar a), memindahkan pada wafer silikon dan kemudian dikemas menjadi rangkaian terintegrasi yang telah kita kenal.

Gambar gerbang logika NAND dengan 2 input

Alat bantu
Untuk dapat merancang dengan sel standar, kita memerlukan workstation yang berbasis personal komputer. Kita juga memerlukan sejumlah paket program lunak untuk perancangan. Misalnya OrCAD, FutureNet, P-CAD.

Paket program ini berguna untuk merancang dan melakukan simulasi. Jadi paket program ini juga berfungsi sebagai penghubung antara perancang dengan pabrik rangkaian terintegrasi.

Setiap pabrik menyediakan pustaka sel yang berbeda, tetapi untuk sel-sel standar, seperti flip-flop, multiplexer, counter dan sejenisnya, pasti tersedia pada semua pabrik. Perbedaannya ialah pada sel-sel yang besar (mega sel). Texas Instrument, misalnya, menyediakan ROM (Read Only Memory), PLA (Programmable Logic Array), ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk rangkaian digital, sedangkan untuk rangkaian analog tersedia Operational Amplifier, Osilator, dan lain-lain.

Yang harus kita kirim ke pabrik ialah disket kerja yang berisi gambar skematik rangkaian, pola tes yang telah kita susun, penjelasan singkat tentang fungsi rangkaian, dan tata letak kaki-kaki yang kita inginkan pada hasil akhir rangkaian terintegrasi.

Jika kita amati, maka banyak keuntungan yang dapat kita peroleh dari metoda sel standar. Yang paling utama ialah: kerahasiaan rangkaian, dimensi yang kecil, dan kepadatan yang tinggi. Dengan sejumlah keuntungan tersebut dapat diharapkan bahwa nilai tambah pada hasil rancangan akan meningkat karena desainnya bersifat khusus yaitu untuk fungsi kerja/kontrol tertentu di samping sulit sekali ditiru oleh pesaing lain.

Pada saat ini, penulis sedang merancang rangkaian penghitung detak jantung dengan menggunakan metoda ini. Riset ini dilakukan dalam rangka tugas akhir penulis.

Benedictus Antarikaa H, sedang menyelesaikan S-1 di ITB Bandung

Sumber: Kompas, 4 Agustus 1991