电路中的互连问题.ppt

驱动器晶体管的电阻可以用电器方法实现。驱动器的每一个晶体管用一个分段驱动器代替，每一分段具有不同的电阻，各分断由控制线c1至cn接入或切断，控制线通常由一个反馈控制电路驱动。Z0c1c2s0s1s2sncnZLGNDVDDIn第31页,共37页，星期六，2024年，5月高级互连技术：降低信号摆幅Vswing是在输出上的信号摆幅．Iav是平均的充(放)电电流。这一表达式清楚地表明在充(放)电电流不受电压摆幅降低影响的条件下，延时随信号摆幅的降低而线性地降低，而且降低了动态功耗。第32页,共37页，星期六，2024年，5月上图为一个典型的降摆幅电路图，包括一个驱动器、一个具有大电容/电阻的互连线和一个接收器电路。一般来说，降摆幅电路主要分为两类：静态和动态(即预充电的)。大多数接收器电路采用单端方式，在这一方式中接收器探测单条线上电压的变化。另一类电路采用差分或双端信号传输技术，这时同时传送信号及其反信号，接收器探测两条线间电压的相对变化。第33页,共37页，星期六，2024年，5月静态降摆幅网络VDDL电压较低。在接收器中采用了一个低电压反相器以产生输入信号的反相器。从而形成一个差分放大器。CLVDDVDDVDD驱动器接收器VDDLVDDLInOutOut第34页,共37页，星期六，2024年，5月动态降摆幅电路加快大扇入电路(如总线)响应速度的另一种办法是运用预充电技术，上图即为这样的一个例子。在f＝0期间，总线通过晶体管M2预充电至VDD。因为这一器件为所有的输入门所共享，所以可以使它足够大以保证充电时间很快。在f＝1期间，总线电容由其中一个下拉晶体管有条件地放电。这一过程是缓慢的，因为大电容Cbus必须通过一个小的下拉器件放电。fIn2.fIn1.fM2M1M3M4CbusCoutBusOutVDDVDD第35页,共37页，星期六，2024年，5月小结有互连引起的寄生效应对电路的工作有双重的影响:1，引起噪声。2，增加了传播延时和功耗。密集布线网络中电容性串扰会影响系统的可靠性。在CMOS中快速驱动大电容时需要引入串级缓冲器。电阻率由于引起IR电压降而影响电路的可靠性。当前芯片封装是电感最重要的来源之一。最后，处理问题时多用前瞻性的方法，结构化的单元加上总体和系统结构将大有帮助第36页,共37页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第37页,共37页，星期六，2024年，5月关于电路中的互连问题互连中存在的问题电阻寄生电感寄生电容寄生1。使传播延时增加，相应与性能的下降。2。影响能耗和功率的分布。3。引起额外的噪声来源，从而影响电路的可靠性。第2页,共37页，星期六，2024年，5月电容寄生效应：串扰串扰：由相邻的信号线与电路节点之间不希望有的耦合引起的干扰通常成为串扰。其所导致的干扰如同一个噪声源，会引起难以跟踪的间断出错，因为所注入的噪声取决于在相邻区域上布线的其他信号的瞬态值。第3页,共37页，星期六，2024年，5月电容性串扰可能产生的效应受所考虑的导线的阻抗的影响。该线浮空，干扰会持续存在而且可能因临近导线的切换变的更糟。该线被驱动，信号会回到原来的电平。第4页,共37页，星期六，2024年，5月浮空线第5页,共37页，星期六，2024年，5月被驱动线线Y被内阻为Ry的信号源驱动，X上的变化引起Y上的瞬态相应，其时常数为上升时间越大，干扰越小。保持导线的驱动阻抗较低对降低电容串扰得影响有很大帮助。第6页,共37页，星期六，2024年，5月克服串扰的方法尽量避免浮空节点敏感节点应与全摆幅信号隔离尽可能增大信号上升下降时间低摆幅网路中采用差分信号方法，使串扰信号变为共膜噪声源避免两条信号线之间的电容过大可在两个信号之间增加屏蔽线GND或VDD，使线间电容变为接地电容。增加额外的布线层第7页,共37页，星期六，2024年，5月串扰与性能中间的线与相邻的线反转方向相反时，耦合电容CC的值达到最大电容不仅取决于周围导线的值，还取决于信号反转的时序CcCc第8页,共37页，星期六，2024年，5月串扰对性能的影响N位总线，N个输入同时翻转，第k条的延时与相邻的有关。r=Ci/Cw，Ci和Cw分别代表单位长度的线间电容和单位长度导线的对地电容第9页,共37页，星期六，2024年，5月解决办法1：密集型布线相邻层的导线相互垂直布线，以使串扰最小，同一层上的信号用VDD和GND隔离，在适当的位置提供通孔实现个性化