Розподіл живлення на системах на мікросхемах Правильна потужність у потрібному місці; Дизайн напівпровідників;

11 вересня 2006 р., 9:38 ранку | Ерсін Бейрет

На кроці до 65 нм структури стануть меншими, але плашки залишаться по суті такими ж розмірами, як і з чіпами 90 нм. Це означає, що доступно набагато більше місця, яке, безумовно, буде заповнено все більшою кількістю компонентів. Але як вони забезпечуються електроенергією?

Розподіл енергії на системах на мікросхемах

Однією з найбільш актуальних проблем при розробці SoC (System-on-Chip) є падіння напруги, які з часом змінюються в подачі окремих функціональних блоків. Вони призводять до більш-менш серйозних функціональних розладів, але також обмежують працездатність. В результаті кількість відповідних моделювань та обсяг даних, що підлягають оцінці, збільшуються, і час, необхідний для цього, збільшується. Ці моделювання є дорогими, але це єдиний спосіб знайти структурні «залишки» в електророзподільній мережі, наприклад, з'єднання з високими значеннями опору, які можуть бути отримані в результаті металообробки. Після усунення таких артефактів моделювання слід повторити - непотрібні ітерації попередньо запрограмовані.

Розумним підходом було б попередньо перевірити мережу розподілу електроенергії і лише потім провести моделювання падіння напруги та електроміграції. Це можна зробити за допомогою певної формальної перевірки, в якій твердження (твердження або припущення) можна перевірити незалежно від відповідних стендів.

Падіння напруги з наслідками

Розподіл енергії на мікросхемі є проблематичним навіть при 130 нм. Пакети фліп-чіпів полегшують проблему, але коштують дуже дорого. І навіть цей процес упаковки вимагає ретельного аналізу дизайну. У таблиці 1 наведено деякі приклади несправностей, пов'язаних з розподілом електроенергії.

Найважливішими питаннями, на які потрібно відповісти кожного разу, коли розробляється SoC, є:

Чи правильно підключені шнури живлення всіх жорстких макросів (наприклад, оперативної пам'яті) до електромережі?
Чи правильно підключені виводи живлення всіх стандартних комірок до розподільчої мережі?
Чи є в електромережі неправильна геометрія?

Щоб відповісти на ці запитання, розробники проводять перевірку правдоподібності при моделюванні напруги, перевіряють коливання напруги з урахуванням глобальних проблем, шукають незрозумілі області та розглядають середовище макросів. Ті, хто продовжує особливо ретельно, проводять du/dx аналіз результатів моделювання, щоб знайти сильно локалізовані ефекти.

Однак за допомогою формальної перевірки сітки на ці питання можна відповісти набагато раніше і без таких моделювань.

Таблиця 1: Типові помилки, пов'язані з розподілом потужності на мікросхемі