94546

Принципы построения и параметры БМК. Типовые конструкции матричного кристалла: с канальной организацией, «море вентилей». Основные области матричного кристалла

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Речь идет о конструкциях называемых морем вентилей бесканальными матрицами или плотно скомпонованными вентильными матрицами. вентилей удваивает коэффициент использования вентилей доводя его до 50 60 однако для СБИС с еще более высоким уровнем интеграции этот коэффициент начинает опять снижаться.

Русский

2015-09-14

14.69 KB

2 чел.

Принципы построения и параметры БМК. Типовые конструкции матричного кристалла: с канальной организацией, "море вентилей". Основные области матричного кристалла. Базовые матричные кристаллы для цифровых и аналоговых БИС строятся на основе биполярных транзисторов и полевых транзисторов с изолированным затвором. Пластина с кристаллами полностью покрывается слоем металла. Лишний металл удаляется с тех участков поверхности кристаллов, на которых не должно быть никаких соединений. Это ограничение не позволяет получить высокую плотность компоновки элементов на кристалле. Для проводников, реализующих межфрагментные электрические связи, на поле кристалла между ячейками матрицы выделяются свободные полосы — каналы (в кристаллах на биполярных приборах обычно это система ортогональных полос, в кристаллах на МОП-приборах — система компланарных полос).К типовым параметрам и характеристикам БМК относятся: технология изготовления; число ячеек на кристалле; структура (набор элементов) ячейки; наименование, типовые электрические параметры, схемы и фрагменты типовых функциональных элементов, формируемых на основе элементов ячеек; параметры элементов ввода—вывода; число периферийных контактных площадок; требования к источнику питания; указания по расположению и использованию контактных площадок для цепей питания и заземления; число заказных фотошаблонов и конструктивно-технологические ограничения, накладываемые при проектировании и выполнении заключительных технологических операций. Для повышения плотности компоновки функциональных элементов на кристалле и упрощения процесса проектирования один или оба размера всех фрагментов должны быть одинаковыми. При использовании стандартного метода построения вентильных матриц, в которых межсоединения могут занимать до 65% общей площади кристалла, оставляют специальные области для соединительных каналов, хотя во многих конструкциях схем далеко не вся эта площадь бывает действительно нужна. А при высоких уровнях интеграции — свыше 25 тыс. вентилей — коэффициент использования вентилей падает до 25—30%. Для решения этой проблемы некоторые компании разработали новые матричные структуры. В них области, отведенные для межсоединений, содержат структуры, которые при отсутствии над ними соединительных линий можно использовать как вентили. Речь идет о конструкциях, называемых «морем вентилей», бесканальными матрицами или плотно скомпонованными вентильными матрицами. Данный подход при уровне интеграции 25 тыс. — 50 тыс. вентилей удваивает коэффициент использования вентилей, доводя его до 50—60%, однако для СБИС с еще более высоким уровнем интеграции этот коэффициент начинает опять снижаться. В некоторых матричных кристаллах сложностью от 100 тыс. до 125 тыс. вентилей удается реально использовать всего около 50 тыс. вентилей. В технологии непрерывных вентилей матриц фирмы VLSI Technology идея «моря вентилей» развита еще дальше, что позволяет довести коэффициент использования вентилей до 75—90%. В первом семействе матричных кристаллов серии VTG100, построенном на базе этой технологии, коэффициент использования вентилей не меняется с ростом степени интеграции кристаллов. Так как технология непрерывных вентильных матриц позволяет увеличить плотность топологии кристаллов и уменьшить длину межсоединений, то возрастает и быстродействие схем.