Статистические методы синхронизации: внедрение неизбежно

ПредыдущаяСледующая

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
194
194

Все новости за сегодня

Трехслойный датчик изображения, созданный Samsung, способен снимать видео 1080p с частотой 480 к/с: Другим достоинством нового датчика является высокая скорость автоматической фокусировки1

Автомобильное зарядное устройство Xiaomi Mi Car Inverter стоит $31: Устройство подключается к автомобильному прикуривателю, предлагая пользователям стандартный разъем для китайской вилки2

Smartisan обещает показать революционный продукт, на который будут равняться другие производители в течение следующего десятилетия: Источники предполагают, что речь идет о новом флагманском смартфоне, который будет оснащен однокристальной системой Snapdragon 8451

Смартфон Xiaomi Mi 6X спереди будет напоминать Samsung Galaxy S8: Свежее изображение демонстрирует нам новый чехол с точно такими же вырезами на задней панели

Опубликованы новые изображения полноэкранного смартфона Meizu 15 Plus: Схематическое изображение задней панели указывают на наличие вертикальной сдвоенной камеры и вспышки в виде светодиодного кольца

Смартфон Vivo X20 Plus с подэкранным дактилоскопическим датчиком выпустят 24 января: Цена устройства составит около 625 долларов3

Huawei назвали самым рекомендуемым брендом смартфонов в Китае: В рейтинге Chnbrand за 2017 году представлено около 6000 брендов, среди которых оказалось 60% китайских компаний7

Смартфон Huawei Mate 10 Pro оказался очень устойчивым к морозу: Huawei Mate 10 Pro заморозили в озере8

Google и Tencent образовали альянс, договорившись о взаимном использовании патентов: В данный момент в Китае заблокированы различные сервисы Google2

Nokia представит новые смартфоны 25 февраля: Пресс-конференция пройдет в Музее современного искусства в Барселоне

Появилось схематическое изображение смартфона Nokia с модулем из пяти камер: Смартфон Nokia с пятью камерами будет похож на Lumia 10203

Nvidia просит продавцов реализовывать видеокарты в первую очередь геймерам, а не майнерам: Nvidia хочет решить проблему дефицита видеокарт рекомендациями для продавцов36

iXBT TV

  • Обзор цветного светодиодного МФУ Xerox VersaLink C605 для малых и средних офисов

  • Apple отключит замедление iPhone, 10 лет MacBook Air, дрон спас человека

  • Обзор автомобиля Mercedes-Benz E 220 d 4Matic All-Terrain Luxury: полноприводный внедорожный универсал

  • Обзор складной гладильной системы MIE Maxima: утюг, отпариватель для одежды и гладильная доска

  • Обзор недорогого Full HD DLP-проектора BenQ W1050 для домашнего кинотеатра

  • Процессор Intel с графикой AMD, экраны любой формы и размера

  • Критическая уязвимость Intel, разбор Apple iMac Pro, Dell XPS 13 стал тоньше

  • Обзор компактной беспроводной колонки JBL Playlist с поддержкой Chromecast

  • Обзор игрового IPS-монитора LG 34UM69G с соотношением сторон 21:9

  • Обзор блока питания Aerocool P7-750W Platinum с гибридной системой охлаждения

  • Apple специально замедляет старые iPhone, VR-революция, крошечный телефон

  • Обзор широкоугольного объектива Canon EF 35 mm F1.4L II USM

Календарь

декабрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс