מודלים של חיבורי ביניים
-
Upload
gabriel-puckett -
Category
Documents
-
view
45 -
download
0
description
Transcript of מודלים של חיבורי ביניים
![Page 1: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/1.jpg)
מודלים של חיבורי ביניים
פרופ’ יוסי שחם
אוניברסיטת תל-אביב
![Page 2: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/2.jpg)
Crosstalkצימוד קיבולי -
+
-Vs=U(t)
R1
R2
מודל מקובץ
V1(t)
V2(t)
C12
C2
C1
![Page 3: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/3.jpg)
המתח המושרה קיבולי עולה המתח המושרה קיבולי עולה ודועךודועך
][)()()( t
ab
ta
b
eeGC
tV 22122
1
)2CC(Ca CCC for
2CCCCCCCCCa
1221
12ll12212121
)C2G(Cb GGG and C CC for
)C(CG)C(CGb
122121
12121221
21GGd
2121 CC & GG for 122 24 GCadb
1.
2.
3.
4.
![Page 4: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/4.jpg)
בזמןבזמן CROSSTALKCROSSTALKתלות ה- תלות ה-
V1(t)
V2(t)tmax
V2,max
lines bus symmetric for
CC
x ,x2
xV
122x1
2x
max2,
![Page 5: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/5.jpg)
מסקנות
לא תלוי CROSSTALK. כאשר הרשת סימטרית ה- 1במוליכות הקו
C/C12תלוי ביחס CROSSTALK. ה- 2
קטן מאוד הצימוד הקיבולי דומיננטי C/C12באשר היחס . 3ומכסימום המתח הנו חצי ממתח המקור
.0.19 קבוע הצימוד הנו C/C12 = 1. כאשר היחס 4
5 .
01222 CR(t)dtv
![Page 6: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/6.jpg)
קווי תמסורת
![Page 7: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/7.jpg)
קו תמסורת עם סיומת
![Page 8: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/8.jpg)
ביטים שונים לקווי תמסורת
impedance sticcharacteri vC'
1C'L'
IV
Z
μεc
εμ1
v
velocitynpropagatio 'CL'
1v
0
rr
0
![Page 9: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/9.jpg)
השפעת הסיומת
0
0
ZZZZ
I
I
V
V
incident
reflected
incident
reflected
)(
)(
1
1
incident
incident
II
VV
![Page 10: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/10.jpg)
וולט( - עומס 5דוגמה ) הנח מקור של נתק
05ZRs VVRZ
ZV s
ssource 8306
0
0 ./
32
55
00
00 ZZZZ
s
LoadR
1Load
1.67 ולכן המתח בעומס מוכפל ל •וולט
כאשר הגל מגיע T לאחר זמן לעומס.
ממנו מוחזר 2/3 גל זה חוזר למקור ו•וכן הלאה.
![Page 11: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/11.jpg)
דוגמה ) המשך(
![Page 12: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/12.jpg)
קו תמסורת
![Page 13: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/13.jpg)
פתרון בעזרת סימולטור נומריflightr0s tt /5,ZR
![Page 14: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/14.jpg)
השפעת ההשראות
![Page 15: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/15.jpg)
RLCRLCקו תמסורת קו תמסורת
L’dx R’dx
C’dx
z
ttzi
LtzRiztzv
),(
),(),(
ttzv
Cztzi
),(),(
![Page 16: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/16.jpg)
המשך( )RLCקו תמסורת
),(),(
),()(),(
SzSCvdzSzdi
SziSLRdzSzdv
),()(),(
2
2SzvSLRSC
dz
Szvd
![Page 17: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/17.jpg)
המשך
zSLRSCr
zSLRSCi evevSzv )()(),(
zSLRSCr
zSLRSCi eieiSzi )()(),(
zSLRSCr
zSLRSCi e
SLRSC
veSLR
SCvSzi )()(),(
![Page 18: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/18.jpg)
פתרון בתחום פתרון בתחום התדרהתדר
}eVeRe{Vt)V(z, zt2
z-tj1
jβαγ
z)tcos(eVz)-tcos(eVt)V(z, z2
z-1
βω
v
![Page 19: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/19.jpg)
קבוע הניחות
1
ωLR
121
LCωα2
LC
2R
α
LR
for large is
![Page 20: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/20.jpg)
מקובץ RLCמודל
הקטבים של הרשת:
Lt Rt
Ct
]-[p 21,2 1
lLCRl
2
![Page 21: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/21.jpg)
האימפדנס האופייני של קו האימפדנס האופייני של קו RLCRLCתמסורת תמסורת
000 C
1j-RZ
11
21 2
0 LR
CL
R
1121
120
LR
CL
C
![Page 22: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/22.jpg)
האיפדנס האופייני בתדר גבוה האיפדנס האופייני בתדר גבוה מאודמאוד
CL
R ,0
RLC
C2
0 ,
![Page 23: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/23.jpg)
דוחף קו תמסורתדוחף קו תמסורת CMOSCMOSמעגל מעגל
P(t)U(t)LC2
RtCL
(t)VVVL
WK
21
(t)V pαinTpDD
p
p'pout
VDD
0
tf
,0R
,0C
Vin(t) Vout(t)
K’p=C’ox, p is in the range of 1 to 2.
We assume that the PMOS is in saturation and neglects the NMOS.
VTP is the threshold voltage of the PMOS
PMOS
NMOS
VDD
![Page 24: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/24.jpg)
הנחותהנחות
• K’p=C’ox, p is in the range of 1 to 2.
• We assume that the PMOS is in saturation and neglects the NMOS.
• VTP is the threshold voltage of the PMOS
• 0 < t < 2T0
• T0 is the time it takes for the signal to travel the distance equal to the length of theline
![Page 25: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/25.jpg)
? t>T0מה קורה לאחר האות מוחזר כמעט בשלמותו כאשר קצה הקו פתוח
(בהנחה שהעומס הקיבולי קטן) ומגיע למקור בחזרה כאשר t=T0.
האות שמגיע למקור מונחת בשיעור
האות ניתן לתיאור כ-
בהנחה שהטרנזיסטור הנו מקור זרם קבוע החזרת הזרם ולכן הסיגנל המוחזר 1 וקבוע החזרת המתח הנו 1שלו הנו -
ממקור הזרם מוכפל:
le 2
leTtP 202 )(
n
i
ilout eiTtPtPV
1
2022 ])([)(
![Page 26: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/26.jpg)
השפעת ההחזרות בקו
t
Vout
RC approximation
RLC transmission line
![Page 27: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/27.jpg)
מתי יש להתחשב בהשראות ?מתי יש להתחשב בהשראות ?
CL
Rl
LCtr 2
2
תנאי א’: זמן העלייה גדול מהזמן שלוקח לגל לחזור למקור :
LCll
Ttr 22
2 0 v
תנאי ב’: מקדם דעיכה קטן ואז שני הקטבים ממשים:
12
1 LCRl
שני תנאים אלה נתנים לכתיבה כתנאי אחד:
![Page 28: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/28.jpg)
מתי התנאי לא יתקיים ?
RL
tr 4
בתנאי זה ההשראות איננה משמעותית בכל אורך שהוא.
Length
Transition time, tr
CL
Rl
2
LCt
l r
2
Lחשוב
![Page 29: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/29.jpg)
Xiaoning Qi, G. Wang, Z. Yu, R. DuttonStanford University
T. YoungSynopsys Inc.
N. ChangHP Labs, Palo Alto
On- chip Inductance Modelingand RLC Extraction of VLSIInterconnects for Circuit
Simulation
![Page 30: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/30.jpg)
Outline• Background and motivation• 3D geometry modeling and inductanceextraction using field solvers• Analytical formulae for inductanceestimation• Applications in circuit simulation• Summary
![Page 31: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/31.jpg)
•Long wires exhibit transmission lineeffects with faster transistor rise/ fall time.• Inductance component becomescomparable to resistance component.• Signal ringing and inductive cross talk areobserved. Ground bounce becomesworse.
Background and MotivationBackground and Motivation
![Page 32: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/32.jpg)
33D Geometry Modeling for D Geometry Modeling for Field SolverField Solver
![Page 33: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/33.jpg)
Path Searching in 3D Geometry Path Searching in 3D Geometry ModelingModeling
![Page 34: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/34.jpg)
Extracted 3D Geometry
![Page 35: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/35.jpg)
L , עצמיתעצמיתנוסחה להשראות
![Page 36: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/36.jpg)
SKINנוסחה להשראות עצמית עם תיקון ל- EFFECT
![Page 37: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/37.jpg)
השראות הדדית
![Page 38: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/38.jpg)
האפשרויות למיקום יחסי של קווים האפשרויות למיקום יחסי של קווים66
![Page 39: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/39.jpg)
33במקרה במקרה MMדוגמה: חישוב דוגמה: חישוב
![Page 40: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/40.jpg)
44מקרה מקרה - - MMדוגמה לחישוב דוגמה לחישוב
![Page 41: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/41.jpg)
השראות עצמית של קו לא ישר השראות עצמית של קו לא ישר
![Page 42: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/42.jpg)
השוואה בין הנוסחה המקורבת לחישוב תלת-ממדי השוואה בין הנוסחה המקורבת לחישוב תלת-ממדי נומרינומרי
![Page 43: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/43.jpg)
סימולציה של חיבור גלובליסימולציה של חיבור גלובלי
![Page 44: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/44.jpg)
RINGINGתופעת מעבר עקב ההשראות -
![Page 45: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/45.jpg)
תופעות רעש על קווי תופעות רעש על קווי הספקיםהספקים
![Page 46: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/46.jpg)
•Accurate automatic 3D geometrygeneration• Analytical formulae for self and mutualinductance estimation• Impact of on- chip inductance on signalintegrity and power/ ground noise
Summary
![Page 47: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/47.jpg)
מימוש סליל על שבבמימוש סליל על שבב
פוליאימידSiO2
סיליקון
L R
Sharad Kapur, [email protected]
Jinsong Zhao, [email protected]
![Page 48: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/49.jpg)
מעגלי בדיקה להשראותמעגלי בדיקה להשראותBendik Kleveland, Xiaoning Qi, Liam Madden 1 , Robert W. Dutton, and S. Simon Wong
Center for Integrated Systems, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA1 MIPS Technologies Inc., Mountain View, CA 94043, USA
![Page 50: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/50.jpg)
תאור שבב הבדיקהתאור שבב הבדיקה
![Page 51: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/51.jpg)
תאור תהליך תאור תהליך הסימולציה מה- הסימולציה מה-
LAYOUTLAYOUT
![Page 52: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/52.jpg)
במרחק מקו האדמהבמרחק מקו האדמה LLתלות תלות
![Page 53: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/53.jpg)
תלות ההשראות ברוחב הקותלות ההשראות ברוחב הקו
![Page 54: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/54.jpg)
תלות ההשראות תלות ההשראות בתדרבתדר
![Page 55: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/55.jpg)
מודל אנליטי להשראות קווי הספקמודל אנליטי להשראות קווי הספק
![Page 56: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/56.jpg)
RCRCסימולציה - קו סימולציה - קו
![Page 57: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/57.jpg)
RLCRLCסימולציה - קו סימולציה - קו
![Page 58: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/58.jpg)
מתנדי טבעת כהתקני בדיקת מתנדי טבעת כהתקני בדיקת השראות )א’(השראות )א’(
![Page 59: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/59.jpg)
מתנדי טבעת כהתקני בדיקת מתנדי טבעת כהתקני בדיקת השראות )ב’(השראות )ב’(
![Page 60: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/60.jpg)
התקני בדיקה להשראות הדדיתהתקני בדיקה להשראות הדדית
![Page 61: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/61.jpg)
גורם הצימוד ההדדיגורם הצימוד ההדדי
![Page 62: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/62.jpg)
הגנה על קווי שעון מפני צימודים השראותיים
![Page 63: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/63.jpg)
של השעוניםשל השעונים SHIELDSHIELDחיבורי ה- חיבורי ה-
• The shield of CLK A is well connected The shield of CLK A is well connected to the power grid. to the power grid. • The shield of CLK B is only connected The shield of CLK B is only connected at one end at one end • The shield of CLK C is left floating to The shield of CLK C is left floating to mimic neighboring tristate buses. mimic neighboring tristate buses.
![Page 64: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/64.jpg)
ההשראות של שלושת קווי השעוןההשראות של שלושת קווי השעון
![Page 65: מודלים של חיבורי ביניים](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062217/56812a8b550346895d8e3149/html5/thumbnails/65.jpg)
סיכום
השראות מהווה גורם משמעותי, בעיקר בתדר גבוה•
באורכי קווים קצרים מאוד או ארוכים מאוד יש לבחון את השפעת •
זמן העלייה על השפעת ההשראות.
במיתוגים מהירים יש להתייחס לחיבור הביניים כקו תמסורת.•