電路中的互連問(wèn)題ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 09:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 流經(jīng)一條有電阻的導(dǎo)線(xiàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生歐姆電壓降，從而降低了信號(hào)電平，這在電源分布網(wǎng)絡(luò)中尤為重要，因?yàn)槟抢锏碾娏骱苋菀走_(dá)到安培級(jí)。 ? 一條長(zhǎng) 2cm的線(xiàn)，一個(gè) 1mA/μm的電流將導(dǎo)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(diǎn)的邏輯電平與離開(kāi)電源的距離有關(guān)。 ? 歐姆電壓降 舉例 ? 把一個(gè)距電源和地引線(xiàn)都很遠(yuǎn)的反相器與一個(gè)接近電源的器件相連。由在電源地線(xiàn)上 IR降引起的邏輯電平差可能使 M1導(dǎo)通，這可能引起一個(gè)預(yù)充電的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn) X放電，或者如果連接的門(mén)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(xiàn)端與電源接線(xiàn)端之間的最大距離。 ? 最容易實(shí)現(xiàn)的方法是設(shè)計(jì)一個(gè)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(diǎn)的片上電源分布網(wǎng)絡(luò)。以下方法的電源線(xiàn)和地線(xiàn)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(xiàn)金屬層。 片上電源分布網(wǎng)絡(luò) ? a中，電源線(xiàn)和地線(xiàn)垂直（或水平）排布在同一層。 ? b采用兩個(gè)寬線(xiàn)金屬層分布電源，電源從芯片的四周引入。 ? c采用兩個(gè)整塊的金屬板來(lái)分布 Vdd和 GND，金屬板在信號(hào)傳輸層之間起到了屏蔽作用，減少了串?dāng)_。 電遷移 ? 金屬導(dǎo)線(xiàn)上的電流密度受到電遷移效應(yīng)的限制。在一條金屬線(xiàn)上較長(zhǎng)時(shí)間的通過(guò)直流電流會(huì)引起金屬離子的移動(dòng)，這最終會(huì)引起導(dǎo)線(xiàn)斷裂或與另一條導(dǎo)線(xiàn)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(jì)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(dǎo)線(xiàn)的開(kāi)路故障 電阻和性能 ? 一條導(dǎo)線(xiàn)的延時(shí)隨其長(zhǎng)度呈平方關(guān)系增加。線(xiàn)長(zhǎng)增加一倍，它的延時(shí)就是原來(lái)的 4倍。因此長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)的信號(hào)延時(shí)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(chǔ)器中的地址線(xiàn)可以用上面兩種方法減小傳播延時(shí)。 ? a使最壞情況的延時(shí)縮小為原來(lái)的 1/4 ? b是增加一條額外的金屬線(xiàn)，稱(chēng)為旁路，它與多晶線(xiàn)平行并且每隔 K個(gè)單元與其相連，現(xiàn)在延時(shí)主要由兩個(gè)接觸點(diǎn)之間短得多的多晶線(xiàn)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(shí)現(xiàn)的密度。 驅(qū)動(dòng)器 多晶硅字線(xiàn) 金屬字線(xiàn) （ a）從兩端驅(qū)動(dòng)字線(xiàn)
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