2a.1 SystemDKの全体像と設計階層
2a.1 Overview and Hierarchy of SystemDK
📘 概要｜Overview
SystemDK（System Design Kit）は、近年のChipletベース設計や3D/2.5Dパッケージにおいて、物理制約を包含した最上位の設計キットです。RTL設計から始まり、GDS→IC製造→パッケージ設計を経て、実際に“動作するシステム全体”を設計対象とする段階に相当します。
System Design Kit (SystemDK) is the highest-level design kit in the modern Chiplet-based or 3D/2.5D integration era. It bridges RTL and GDS design with system-level considerations, enabling physical, thermal, mechanical, and electromagnetic constraints to be co-designed and verified.
🧭 設計階層と設計キットの関係｜Design Stack and Design Kits
| 層 / Layer | 設計対象 / Target | 設計キット / Design Kit |
|---|---|---|
| ① RTL設計 | 機能記述（Verilog等） | –（合成・検証） |
| ② GDS設計 | 配置配線＋物理レイアウト | PDK（Process Design Kit） |
| ③ IC製造 | シリコン製造 | –（Foundry Process） |
| ④ Chiplet仕様 | I/O配置・電気特性 | IPDK（IP Design Kit） |
| ⑤ パッケージ設計 | RDL・Bump・熱設計 | PKGDK（Package Design Kit） |
| ⑥ システム設計 | 配置・電源・熱・EMI | SystemDK（本章対象） |
🔗 SystemDKの構成要素｜SystemDK Components
SystemDKは以下のような物理層制約情報を統合的に扱います：
- PDN情報：IRドロップ・グランドバウンス・デカップリング配置
- SIモデル：インピーダンス整合・クロストーク・反射対策
- 熱モデル：熱拡散マップ、材料CTE、冷却構造の伝播経路
- 応力分布：樹脂・金属・TSV間の応力集中
- EMI/EMCルール：GND層設計、ノイズ抑制、外部通信との整合性
- PoC用統合設計図：配置図、BOM、モデルリンク、制約ファイル群
🎓 教育的メッセージ｜Educational Insight
チップ単体の設計力に加えて、“モジュールとして機能させる力”が今後の設計者に求められる。SystemDKはその実践的な教育橋梁である。
In addition to chip-level expertise, engineers must acquire the ability to design and verify physical implementation as a working module. SystemDK provides the educational foundation for that capability.
🧩 本章以降との接続｜Linked Topics in This Chapter
| 次節 | 内容概要 |
|---|---|
f2a_2_sipi.md |
SI/PI設計とPDN構造 |
f2a_3_thermal.md |
熱設計と材料分布 |
f2a_4_mechanical.md |
実装応力と界面信頼性 |
f2a_5_emi_emc.md |
EMI/EMC設計指針 |
f2a_6_constraint_tradeoff.md |
制約間の連成とトレードオフ |
f2a_7_systemdk_poc.md |
統合演習PoCへの応用 |
🔗 関連リンク｜Related Links
f_chapter2_chiplet_pkg/：Chiplet構造とPKG技術d_chapter5_analog_mixed_signal/：AMS設計とレイアウト制約f_chapter4_fsm_pid_llm/：統合制御SoC設計と実装検証