АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Пример расчета параметров системного быстродействия элементов и устройств ЭВМ

Читайте также:
  1. I. Внутреннее государственное устройство само по себе
  2. X. примерный перечень вопросов к итоговой аттестации
  3. Автоматические средства пожаротушения. Устройство спринклерных и дренчерных систем пожаротушения.
  4. Административно-территориальное устройство субъектов Российской Федерации
  5. Административно-территориальное устройство субъектов РФ.
  6. Административное и государственное устройство
  7. Административное устройство и родоплеменной состав.
  8. АКТУАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА ВОСПАЛЕНИЯ. СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПАТОГЕНЕЗЕ СЕПСИСА И СИНДРОМА СИСТЕМНОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ОТВЕТА
  9. Алгоритм расчета
  10. Алгоритм расчета дисперсионных характеристик плоского трехслойного оптического волновода
  11. Алгоритм расчета температуры горения
  12. Алгоритмы упорядочивания элементов в массивах

Условие задачи:

Рассчитать основные параметры системного быстродействия обрабатывающего устройства ЭВМ, построенного на основе КМОП‑элементов, для 3‑х вариантов его конструкции:

Вар. 1 – в виде однокристальной СБИС;

Вар. 2 – в виде одного МКМ на бескорпусных БИС с Si ‑подложкой;

Вар. 3 – в виде ФБ на корпусных БИС с МПП.

Во всех вариантах конструкции устройства на всех уровнях используется микропроцессорный принцип компоновки элементов.

При решении данной задачи использовать исходные данные, изложенные в Примерах 8.1 и 8.3, а также промежуточные результаты расчетов, приведенные в таблицах 8.2 – 8.7.

Для определения значений схемной задержки (tлэ) и выходного сопротивления (Rвых) ЛЭ типа КМОП использовать эмпирические соотношения, полученные на основе “принципа масштабирования” [4]:

tлэ = 0,188 · l 0,91; Rвых = 1200 · l 0,91.

Здесь: l = [мкм], tлэ = [нс], Rвых = [Ом].

 

Характеристику уровня технологии КМОП БИС и СБИС (параметр l) определять с помощью соотношений оптимальной взаимосвязи между степенью интеграции, размером кристалла и технологического уровнем, приведенных в главе 1, учитывая заданные размеры кристаллов.

 

Решение

1. В основе решения задачи положена методика расчета параметров системного быстродействия, приведенная в главе 7, в соответствии с которой использованы формулы: (7.15) – (7.20).

2. При использовании графика зависимости и соотношений, отражающих оптимальную взаимосвязь между параметрами N, Lкр и l и приведенную на рис. 1.1, определены для заданных размеров кристаллов БИС и СБИС значения l, которые составляют:

для БИС – l = 1,0 мкм,

для СБИС – l = 0,45 мкм.

3. Конструктивная задержка ЛЭ по уровням компоновки (tлэ) определялась в соответствии с выражением (7.16) по схеме:

для i = 1: ; (Н 0 = 1)

для i = 2: и т.д.

 

4. Все цепи коммутационных элементов (в т.ч. цепи МПП ФБ) рассматривались применительно к КМОП‑элементам как RC ‑цепи и время задержки сигнала в них (tцi) определялось по формуле (7.20).

5. При расчете задержки сигнала в логических цепях вариантов конструкции устройства использовались результаты расчетов, приведенные в табл. 8.6 и 8.7, и учитывались ограничения на топологические нормы проектирования БИС и СБИС [14]:

Wпр ≥ 1,5 · l; hпр ≥ 0,2 · l,

в результате чего при расчетах использованы следующие значения параметров проводников металлизации и ЛЭ, приведенные в табл. 8.8.

Таблица 8.8.

Обозначение параметра Кристаллы Si ‑подложка МКМ МПП ФБ
СБИС БИС
tлэ, нс 0,10 0,20 0,20 0,20
Rвых, Ом        
ρ 0 Al, Ом·мм 3·10-5 3·10-5 3·10-5 2·10-5
R 0,Ом/мм 166,7 23,4 0,6 0,02
C 0, пф/мм 0,3 0,3 0,3 0,15

 

6. Конечные результаты расчетов приведены в таблице 8.9.

7. Результаты расчетов, получаемые с помощью используемой методики, могут иметь широкое применение и служить основой для анализа и выбора технических решений по конструкции устройства. Примером подобного анализа может служить количественная оценка оптимальности соотношения между конструктивной и схемной задержками по уровням компоновки устройства или значения тактового быстродействия при заданном числе тактов и многие другие.

Таблица 8.9.

Результаты расчета параметров
системного быстродействия для 3‑х вариантов конструкции устройства на основе КМОП БИС и СБИС.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)