Оптимизация физической Результаты дизайн

Сан - Диего

С высокой скоростью и низкой мощности сигнала смешанной конструкции в настоящее время представляет собой важный аспект многих миниатюрных устройств связи и бытовой электроники, тонких аспектов физической конструкции становятся все более важными. В смешанных средах сигнал, глубокого понимания фоновых физических вопросы дизайна, а также наличие соответствующих моделирования и анализа данных, часто можно сделать "пан или пропал разница между общей успех или провал микросхем.

Традиционно, в один процесс пост-макет добычи может обойтись только извлечения емкости паразитных от расположения базы данных, поскольку сопротивление значения не имеют существенного влияния на результаты деятельности. В высокоразвитых интегральных микросхем сегодняшней добычи шаг должен включать точное моделирование как C и R - а в некоторых случаях значения L - для обеспечения желаемой производительности критически важных цепей. В результате дизайнеры находят себе более широкие подтасовки добычи RC баз данных, что в блоке или чип уровне, может быть на порядок больше, чем емкость только баз данных. С точки зрения инструментов, смешанный сигнал дизайнеры должны быть очень искусны в использовании эффективных альтернатив чистого моделирования SPICE для того, чтобы эффективно работать с большими базами данных и netlists RC добычи.

Упаковка и скорость конструктивным требованиям может диктовать, что I / O решение физически обоснованные. Для высокоскоростного ввода / вывода, относительно небольшое число доступных решений могут быть использованы для осуществления операций ввода / вывода 1 ГГц или выше. Смешанные дизайнеров сигнальной системы должны быть знакомы с компромиссов между PECL, LVDS и CML реализации, в частности. С проверенные, многократно сторонних решений интеллектуальной собственности, PECL может доставить скоростью до 500MHz, LVDS примерно до 1,2 ГГц и CML достигает 2,5 ГГц в глубоких субмикронных логики или смешанных процессов режиме. Основной компромисс между этими борту на уровне соединения альтернативы скорость, силу, соединительные и области вопросов, с дифференциальным сигнализации структур поставки больших скоростях, но требует больше площади чипа. Для более высокого конца I / O требования, пользовательские интерфейсы могут быть разработаны для поддержки скоростью в десятки гигагерц. Это растущее требование multigigahertz скорости, скорее всего, диск значительный сдвиг в гибридных архитектур 110 в не слишком dista NT будущем.

Эффективные моделирования шума также одно из важнейших направлений обеспокоенность низким уровнем мощности передовых смешанных модулей сигнала. Точного моделирования шумовых параметров особенно важно, так как с более низким уровнем напряжения и более высокими тактовыми частотами, практические поля шума стали гораздо меньше. Смешанный сигнал конструкции часто сопряжена с использованием МОП-транзисторов в логике процессов с целью применения аналоговых функций, потому что МОП-транзисторы по сути своей более шумно, чем биполярных транзисторов, в результате повышается риск понести проблемы шума после физического макета будет завершена.

Не все литейные обеспечить полный набор моделей для всех устройств выбрали моделирования окружающей среды. В смешанной конструкции сигнал это может быть особенно важным в связи с необходимостью выходят далеко за рамки просто моделирования стандартной логики основных N и P транзисторов и также точно моделировать широкий спектр различных типов конденсаторов, резисторов и диодов. Разнообразие и сложностью аналоговых устройств, которые могут быть построены поддерживал многие литейные от поддержки широкий выбор моделей устройств в их запасов выпустила модель. Дизайнеры слишком часто приходилось работать в конкретной области моделирования без полного набора совместимых моделей из литейной проводить адекватный анализ схемы-дизайн в смешанной среде моделирования сигнала.

В целях оптимизации анализа и моделирования устройств смешанных сигналов, дизайнеры должны увеличивать моделей литейных 'с внутренним или увеличения сторонних интеллектуальной собственности (ИС), разработка комплектов, которые позволяют точного моделирования комплекс смешанного устройства сигнал. Эти комплекты выходят далеко за рамки стандартных транзисторов логика поддержки точным физического моделирования аналоговых и специальности компонентов. Полностью параметризованных клеток во многом способствовало расположение пользовательского макета и упростить детальное моделирование паразитных. данных после извлечения макет может быть тщательно проанализированы с полностью параметризованные модели для подтверждения прогнозных значений и резервного комментировать соответствующих эмпирических данных в имитационной модели.

Текущий анализ плотности необходимо тщательно рассмотреть для достижения оптимальных результатов в странах с развитой смешанной конструкции сигнала, особенно с высокой текущей компоненты, такие как I / O ячеек и модулей высокопроизводительных аналоговых. С физической точки зрения структуры, дизайнеры должны иметь в виду общее число слоев металла, необходимых для реализации модуля, а также учитывая, сколько слоев останется для доставки необходимых текущих уровнях. При создании или выборе сторонних IP решений, важно быть в курсе каких-либо ограничений по переводу IP в связи с минимальным количеством металлических слоев, необходимых для удовлетворения требований ток плотностью. Система и смешанных дизайнеры сигнала следует также рассмотреть вопрос использования территории массива конструкции с припоя ударах, BGA ориентации или флип-чип пакетов. Компромиссы участие скажется как ток и I / O сигналы направляются на аналоговых и смешанных модулей чипа сигнал.

Обеспечивая глубокое понимание физических вопросы дизайна решающее значение для смешанных сред сигнала, инженеров, скорее всего, чтобы избежать сбоев дизайн и создание надежных функциональных устройств. В отличие от строго цифровой чип конструкции основе логических моделей основных транзистор, оптимальное физическое устройство ввода / вывода и аналоговых схем в смешанной конструкции сигнала требует детального понимания физических, углубленные паразитных анализ и тщательное моделирование цепи.

Майкл Алстон, доктор наук, инженер сотрудников дизайна NurLogic дизайна в Сан-Диего.