電路中的互連問題ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 09:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 流經(jīng)一條有電阻的導線時會產(chǎn)生歐姆電壓降，從而降低了信號電平，這在電源分布網(wǎng)絡(luò)中尤為重要，因為那里的電流很容易達到安培級。 ? 一條長 2cm的線，一個 1mA/μm的電流將導致 1V的電壓降。這一供電電壓值的改變將降低噪聲容限并使電路各點的邏輯電平與離開電源的距離有關(guān)。 ? 歐姆電壓降 舉例 ? 把一個距電源和地引線都很遠的反相器與一個接近電源的器件相連。由在電源地線上 IR降引起的邏輯電平差可能使 M1導通，這可能引起一個預(yù)充電的動態(tài)節(jié)點 X放電，或者如果連接的門是靜態(tài)的，則引起靜態(tài)功耗。 M 1 X I R 9 R D V f pre D V V DD V DD 2 D V 9 I 解決的辦法 ? 縮短電源引線端與電源接線端之間的最大距離。 ? 最容易實現(xiàn)的方法是設(shè)計一個電源優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化版圖。 ? 下面是一些四周具有壓焊點的片上電源分布網(wǎng)絡(luò)。以下方法的電源線和地線都是經(jīng)由位于芯片四周的壓焊塊引入到芯片上的。采取哪一種方法取決于可以用于電源分布的寬線金屬層。 片上電源分布網(wǎng)絡(luò) ? a中，電源線和地線垂直（或水平）排布在同一層。 ? b采用兩個寬線金屬層分布電源，電源從芯片的四周引入。 ? c采用兩個整塊的金屬板來分布 Vdd和 GND，金屬板在信號傳輸層之間起到了屏蔽作用，減少了串擾。 電遷移 ? 金屬導線上的電流密度受到電遷移效應(yīng)的限制。在一條金屬線上較長時間的通過直流電流會引起金屬離子的移動，這最終會引起導線斷裂或與另一條導線短路。 ? 電遷移的發(fā)生率取決于溫度，晶體結(jié)構(gòu)和平均電流密度，后者是電路設(shè)計者唯一能有效控制的因素，通常使電流保持在低于 ~ 1mA/μm可以防止電遷移。 導線的開路故障 電阻和性能 ? 一條導線的延時隨其長度呈平方關(guān)系增加。線長增加一倍，它的延時就是原來的 4倍。因此長導線的信號延時往往主要取決與 RC效應(yīng)。 ? 解決方法： ? 采用更好的互連材料 ? 采用更好的互連策略 ? 插入中寄器 ? 優(yōu)化互連結(jié)構(gòu) ? 存儲器中的地址線可以用上面兩種方法減小傳播延時。 ? a使最壞情況的延時縮小為原來的 1/4 ? b是增加一條額外的金屬線，稱為旁路，它與多晶線平行并且每隔 K個單元與其相連，現(xiàn)在延時主要由兩個接觸點之間短得多的多晶線部分決定，并正比于（ k/2） 2，每隔 k單元才有接觸是為了有助于保持實現(xiàn)的密度。 驅(qū)動器 多晶硅字線 金屬字線 （ a）從兩端驅(qū)動字線
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