Статистические методы синхронизации: внедрение неизбежно

1174

В уходящем году мы стали свидетелями того, как полупроводниковая индустрия сделала очередной шаг вперед – продемонстрированы работающие прототипы 65-нм микросхем, вовсю ведутся разработки 45-нм технологий. И в очередной раз поднимается вопрос о том, стоит ли продолжать придерживаться статических подходов к учету времени прихода синхроимпульсов при проектировании чипов. В прошлом году мы сообщали о некоторых альтернативах, предлагаемых IBM (см. статью ”Вероятностный подход к проблеме синхронизации быстродействующих чипов”), и на конференции ICCAD, прошедшей на днях в Сан-Хосе, были высказаны новые вопросы и предложены новые методы.

Возникающая проблема с необходимостью учета пути, по которому распространяется электрический импульс в статическом подходе (STA, static timing analysis), не является непреодолимой, стоит лишь аккуратно оценить время прихода импульсов и учитывать разность в дальнейшем. Однако разброс значений все больше определяется не размерами транзисторов, а длиной и формой проводников, соседства с другими элементами, их взаимным влиянием.

Во-первых, традиционные фотолитографические методы уже не позволяют создавать точные образы на поверхности полупроводника – вместо прямоугольников инженеры вынуждены работать с эллипсоидами и фигурами, напоминающими по форме песочные часы. Во-вторых, немало проблем и с толщиной проводников, которая варьируется по их длине. В связи с тем, что в технологических процессах используются химически активные вещества, поверхность медных проводников обладает свойствами, отличными от свойств чистой меди (от себя добавим, что эту проблему, наверное, можно было бы решить, если изготавливать проводники из золота, что не привело бы к значительному удорожанию – 1 грамм золота стоит около двадцати долларов, а на чип уйдет не так уж и много). А ведь высокочастотные токи распространяются в тонком слое вблизи поверхности проводника (благодаря так называемому скин-эффекту). Таким образом, импульсы, следующие с высокой частотой, вынуждены распространяться в слое с неравномерной проводимостью, неравномерной толщины и формы, порой с острыми углами и трещинами, что приводит к дополнительным потерям на излучение.

Еще одна проблема возникла с созданием межслойных отверстий и соединений в многослойных дизайнах, из-за чего в начале внедрения 130-нм норм некоторые производители требовали от дизайнеров наличия избыточного числа соединений, чтобы быть уверенным в наличии контакта. Поэтому сопротивление таких контактов трудно поддается даже предварительной оценке. Также между идущими рядом проводниками нередко возникают нежелательные проводящие «мосты» (в процессах CMP этот эффект не так заметен, но «мосты» все равно иногда остаются, обладая высоким, но конечным сопротивлением). А если учесть, что находящиеся рядом проводники обладают некоторой емкостью, получаются RC-цепочки, сильно замедляющие распространение импульсов.

В этих случаях в дизайнах STA обычно используется наихудший вариант, то есть, оценивается наибольшее время прихода импульсов. В SSTA (statistical static timing analysis, статистический подход) для времени прихода импульса в ключевых точках строится функция плотности вероятности и используются доверительные интервалы, в остальных – обычный подход STA (для экономии времени при дизайне чипов, ведь обрабатывать функции плотности вероятности для всех проводников – дело крайне муторное). В результате применения SSTA получаются вероятностные результаты (к примеру, в ключевой точке чипа с 95% вероятностью время задержки получается равным 30 нс, и с 15% — 25 нс), дающие возможность оценить выход годных чипов и принять решение.

По прошествии года, можно отметить, что к SSTA начали проявлять интерес академические круги (Университет Калифорнии в Сан-Диего) и компании-дизайнеры чипов (eASIC, ViASIC, PMC-Sierra, Fulcrum Microsystems). Как ожидается, PMC-Sierra использует SSTA-технологию Fulcrum в дизайнах внутренних шин своих «систем-на-чипе» (system-on-chip), построенных на базе асинхронных микропроцессоров на архитектуре MIPS. Кстати, в технологии Fulcrum учитывается три логических состояния: «1», «0», и «не готов».

23 декабря 2003 Г.

14:56

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

В протоколе WPA2 найдена опасная уязвимость: Бельгийские исследователи обнаружили уязвимость, свойственную почти всем современным устройствам, поддерживающим Wi-Fi24

Видеокарта GeForce GTX 1070 Ti появилась в базе Ashes of the Singularity: Ashes of the Singularity подтверждает существование GeForce GTX 1070 Ti

Поставки игровых ноутбуков в этом году прогнозируются на уровне 5,5 млн штук: В роли лидера рынка аналитики видят Asus 2

Netgear выпустила вторую модель «самой продаваемой камеры безопасности в мире»: Netgear Arlo Pro 2 оценивается в 220 долларов2

SoC MediaTek Helio P40 будет соперничать с некой однокристальной системой Snapdragon 660 Lite: SoC MediaTek Helio P40 выйдет в следующем году10

По мнению представителя IDC, Huawei уже в этом году обойдет Apple на рынке смартфонов: Конечно, помимо объема поставок, есть и другие показатели79

Представлен флагманский смартфон Huawei Mate 10: Huawei Mate 10 оснащен камерой Leica и SoC Kirin 97012

Huawei Mate 10 подключается к дисплею без док-станции: Речь идет о работе смартфона в десктопном режиме17

Смартфон Xiaomi Redmi 5A стоит 77 евро: Смартфон Xiaomi Redmi 5A предложен в розовом, золотистом и темно-серебристом цветах19

Компактная камера Canon PowerShot G1 X Mark III оценена производителем в $1300: В камере Canon PowerShot G1 X Mark III используется датчик изображения формата APS-C 40

Раскрыты характеристики смартфона Oukitel K5000: Oukitel K5000 базируется на SoC MediaTek MT6750

Трекер Samsung Connect Tag позиционируется как первое устройство с поддержкой NB-IoT и Cat M1: В совместимых устройствах указаны только мобильные аппараты, работающие под управлением Android 6.0 и более новых версий ОС8

Большой монитор для геймеров MSI Optix AG32C поддерживает кадровую частоту 165 Гц: MSI Optix AG32C предварительно оценен в $5609

Появились сведения о твердотельных накопителях Samsung PM981: Накопители Samsung PM981 объемом 512 ГБ и 1 ТБ замечены во Вьетнаме19

Опубликовано изображение смартфона Razer: Смартфон Razer оснащен сдвоенной камерой

Водоблок Swiftech Apogee SKF-TR4 предназначен для процессоров AMD Ryzen Threadripper: Водоблок Apogee SKF-TR4 увеличен по сравнению с базовой моделью

Huawei пропустила шестую и седьмую версии оболочки EMUI, чтобы сразу выпустить EMUI 8.0: В разделе About Phone говорится, что смартфон работает под управлением Android 8.0.0 с оболочкой EMUI 8.0.012

Линейки смартфонов Meizu и Blue Charm разделят еще сильнее: Пока что не совсем понятно, является ли открытие нового сайта сигналом к окончательному разделению брендов1

Опубликованы европейские цены смартфонов Huawei Mate 10 Pro и Mate 10 Porsche Edition: По слухам, в новой линейке будет четыре модели21

Названы частоты компонентов 3D-карты Asus ROG Strix RX Vega 64 : Разгон относительно референсного образца можно назвать символическим7

Опубликовано рекламное изображение смартфона Xiaomi Redmi 5A, который держит заряд до 8 дней: в режиме ожидания21

T-Mobile и Sprint намерены объявить о слиянии без продажи активов: Такой подход не является необычным2

Опубликованы первые фотографии, сделанные на камеру Huawei Mate 10: Чтобы понять, насколько хорошей получилась камера, нужно дождаться хотя бы вердикта DxOMark22

Представлен концептуальный самоуправляемый автомобиль Mitsubishi Electric EMIRAI 4: При проектировании EMIRAI 4 внимание разработчиков было сфокусировано на трех направлениях: электрификации, самоуправлении и подключении15

Первая партия iPhone X, отправленная из Китая, включает всего 46,5 тыс. смартфонов: Начало продаж iPhone X ожидается 3 ноября44

На этой неделе Samsung представит Bixby 2.0, а также объявит о поддержке сторонних устройств : Bixby придется очень постараться, чтобы составить конкуренцию Alexa, Siri, Google Assistant и Cortana18

Владельцы смартфонов с Android и iOS получили возможность управлять плеерами Chromecast при помощи Google Assistant: Но один из флагманских смартфонов не поддерживал голосовое управление плеерами Chromecast14

Смартфон Huawei Mate 10 Pro протестирован в Geekbench: В Geekbench новая однокристальная система Kirin 970 по производительности примерно соответствует Qualcomm Snapdragon 8354

997
1318

iXBT TV

  • Планшеты для подводного чтения, дешевый безрамочный смартфон и автономная VR-гарнитура

  • Обзор 3D-принтера Funtastique Evo: дешевая, но вполне функциональная DIY-модель

  • Обзор робота-пылесоса Polaris PVCR 0920WV Rufer с функцией влажной протирки полов

  • Новинки Google на любой вкус: Pixel 2, Pixel 2 XL, Pixelbook, Clip, Home Mini и Max

  • Обзор водонепроницаемого бинокля Canon 10x42L IS WP с оптическим стабилизатором

  • Обзор компактного вертикального пылесоса Kitfort КТ-525

  • Обзор 15-дюймового игрового ноутбука MSI GE63VR 7RF Raider 4K с 4K-экраном

  • Ракета вместо самолета, умные AC Amazon, робот-мяч

  • Обзор парогенератора MIE Stiro Pro для глажки, отпаривания и уборки дома

  • Обзор изогнутого 37,5-дюймового IPS-монитора Acer XR382CQK с соотношением сторон 21:9

  • Обзор робота-полотера Everybot RS500

  • Гарнитура 8K VR, беспроводная революция, Яндекс в каждое авто

1212

Календарь

декабрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать