Τεχνολογία προηγμένων ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων

Παρουσίαση με θέμα: "Τεχνολογία προηγμένων ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Τεχνολογία προηγμένων ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων
2η Παρουσίαση Παράδειγμα4.8 – RC Delay of Aluminum Wire Digital Integrated Circuits, 2nd edition, J. M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic Κορδώνη Μαρίνα A.Μ: 5992

2 Α) αλουμινίου ,δρομολογημένο στην πρώτη στρώση αλουμινίου Αl1
Σκοπός του παραδείγματος είναι να υπολογίσουμε και να συγκρίνουμε τις διάφορες καθυστερήσεις διάδοσης που προκύπτουν σε ένα καλώδιο: Α) αλουμινίου ,δρομολογημένο στην πρώτη στρώση αλουμινίου Αl1 Β) που υλοποιείται με πολυκρυσταλλικό πυρίτιο στην πέμπτη στρώση αλουμινίου Αl5 κ’ Γ)στο πολυκρυσταλλικό πυρίτιο

3 Οι υπολογισμοί της καθυστέρησης διάδοσης θα βασιστούν στον παρακάτω πίνακα ο οποίος μας δίνει τιμές γα τις καθυστερήσεις διάδοσης σε ορισμένα ενδιαφέροντα σημεία επιπέδου τάσης(με αναφορα στην τελική τιμή τάσης) για το συγκεντρωτικό και το κατανεμημένο δικτυώμα.

4 Οι τιμές τις καθυστέρησης που δίνει ο πίνακας έχουν ληφθεί από προσομοιώσεις ,αλλά συμφωνούν με την εξίσωση : Από την οποία προκύπτει πως η καθυστέρηση της κατανεμημένης γραμμής rc είναι το μισό της καθυστέρησης που προβλεπεται από το συγκεντρωτικό μοντέλο RC.

5 1η Περίπτωση Σε προηγούμενο Παράδειγμα είδαμε πως για ένα καλώδιο με μήκος 10cm και πλάτος 1μm,δρομολογημένο στην πρώτη στρώση αλουμινίου Α11 έχει: c=110 aF/μm r=0.075 Ω/μm Ετσι με βάση τον πίνακα η καθυστέρηση διάδοσης στο 50% της τελικής τιμής είναι για κατανεμημένο δικτύωμα:

6 2η Περίπτωση Για μία πανομοιότυπή γραμμή που υλοποιείται με πολυκρυσταλλικό πυρίτιο στην πέμπτη στρώση αλουμινίου έχουμε: Στο πολυκρυσταλλικό πυρίτιο r=150Ω/μm c=88aF/μm (χωρητικότητα επιφανείας) c=54aF/μm (πλευρική χωρητικότητα)

7 3η Περίπτωση Για την ίδια γραμμή στο επίπεδο Αl5: r=0.0375Ω/μm
c=5.2aF/μm (χωρητικότητα επιφανείας) c=12aF/μm (πλευρική χωρητικότητα)

8 Με τον ίδιο τρόπο μπορούμε να υπολογίσουμε τις καθυστερήσεις διάδοσης βηματικής απόκρισης σε καλώδιο μελετώντας το σαν συγκεντρωτικό και κατανεμημένο δικτύωμα RC.

9 Συμπεράσματα Η επιλογή του υλικού και της στρώσης διασύνδεσης έχει δραματική επίδραση στην καθυστέρηση διάδοσης του καλωδίου. Η απόκριση ενός καλωδίου είναι πολύ αργή στο πολυκρυσταλλικό πυρίτιο και επιταχύνεται όσο ανεβαίνουμε επίπεδο στρώσης , όσο δηλαδή μειώνονται η χωρητικότητα και αντισταση του καλωδίου.