電路參數(shù)及其提取ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-01 18:20本頁(yè)面
【正文】 Plate Nuclear Reactor Rocket Nozzle Sun’s Surface …chips might bee hot… 為什么需要考慮功耗 ? – 電池的體積 /重量 Expected battery lifetime increase over the next 5 years: 30 to 40% From Rabaey, 1995 65 70 75 80 85 90 95 0 10 20 30 40 50 Rechargable Lithium Year NickelCadmium NiMetal Hydride Nominal Capacity (Whr/lb) Battery (40+ lbs) 為什么需要考慮功耗 ? – 待機(jī)功耗 ? Drain leakage will increase as VT decreases to maintain noise margins and meet frequency demands, leading to excessive battery draining standby power consumption. 8KW 400W 88W 12W 0% 10% 20% 30% 40% 50% 2022 2022 2022 2022 2022 Standby Power Source: Borkar, De Intel? Year 2022 2022 2022 2022 2022 Power supply Vdd (V) Threshold VT (V) …and phones leaky! 41 Department of Microelectronics, PKU， Xiaoyan Liu – 對(duì)于利用 微米工藝制備的芯片，電源電壓為 ， 500 MHz 的時(shí)鐘頻率下，平均負(fù)載電容為 15fF/gate ，每門(mén)的平均扇出為 4。假設(shè)每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。請(qǐng)估算每級(jí)門(mén)的動(dòng)態(tài)功耗。 – 若芯片上有 108個(gè)門(mén)，則請(qǐng)估算整個(gè)芯片的動(dòng)態(tài)功耗。 思考題 42 Department of Microelectronics, PKU， Xiaoyan Liu 一、金屬線(xiàn)寬的確定 金屬在傳遞電流時(shí)，電流密度有一定的限制。如果電流過(guò)大，而超過(guò)導(dǎo)體的域值 Jth，會(huì)使導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電遷移現(xiàn)象，導(dǎo)致電路失效。 Al的 Jth一般為 mA/μ m178。 例如： Al的最小線(xiàn)寬為 3λ ， λ = m， Al的厚度約為 1μ m， Al的橫截面積為 m178。 43 Department of Microelectronics, PKU， Xiaoyan Liu ?。?Jth=1mA/μ m178。， 則：導(dǎo)線(xiàn)可流過(guò)。如果電路實(shí)際工作電流大于此電流值，就需要增加金屬線(xiàn)寬，以防止電遷移現(xiàn)象出現(xiàn)。 44 Department of Microelectronics, PKU， Xiaoyan Liu 二、散熱問(wèn)題： （ 1）減小各級(jí)門(mén)的功耗是集成電路設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。 （ 2）降低功耗會(huì)使門(mén)的延遲時(shí)間增大。 （ 3）目前，采用使散熱均勻分布的方法來(lái)解決由于局部功耗過(guò)大，而造成的局部過(guò)熱。 45 Department of Microelectronics, PKU， Xiaoyan Liu 三、供電問(wèn)題： 在進(jìn)行布線(xiàn)時(shí)，主要考慮的約束條件是： （ 1） 滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)最大電壓降的要求； IR （ 2） 滿(mǎn)足電遷移的要求； （ 3） 滿(mǎn)足供電均勻的要求； （ 4） 滿(mǎn)足噪聲的要求。 優(yōu)化目標(biāo)是連線(xiàn)面積最小 。
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