تشمل أكثر الاتجاهات الضخمة التي تؤثر على صناعة شبكات ASIC اليوم شبكة إنترنت الأشياء (IoT) والشبكة السحابية وشبكات 4G / 5G. يتفق جميع خبراء الصناعة على ذلك من 2020 ل2025، ستقوم عشرات المليارات من الأجهزة المتصلة بجمع البيانات وإرسالها عبر الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) إلى نظام الشبكات القائم على ASIC.
اليوم ، نحن في عصر من أي مكان ، أي اتصال بالأجهزة ، والحوسبة في أي وقت ، بما في ذلك التطبيقات المنزلية ، والأنظمة الصناعية ، والكاميرات الأمنية ، ومراقبة الأطفال ، والرعاية الصحية ، والأجهزة القابلة للارتداء ، والسيارات ، وأكثر من ذلك بكثير. إن صناعة أشباه الموصلات والجهات الفاعلة في صناعة الشبكات هي في خضم هذا التحول ، حيث تعمل "كداعمين" للجيل القادم من عصر الابتكار في إنترنت الأشياء.
وفقًا لأحد المديرين التنفيذيين لواحد من أكبر مزودي حلول الشبكات العالمية ، "السحابة هي أكبر اتجاه فردي يؤثر على صناعة الشبكات". إن مهمة شركات الشبكات هي مساعدة مشغلي الاتصالات على تحويل سحبتهم وتنميتها ، بالإضافة إلى مساعدة الشركات على ربط مراكز البيانات الخاصة بها بالسحابة.
مرة أخرى ، تشارك شركات حلول أشباه الموصلات في تصميم وتصنيع الدوائر المتكاملة والمعالجات المدمجة وشرائح الأغشية الرقيقة منخفضة التكلفة وأدوات الشبكات الأخرى ، مما يساعد في تحقيق إمكانات الأعمال السحابية لدعم حلول الشبكات. يطالب العملاء بحلول الشبكات المتطورة ، والتي سوف تتحمل متطلبات البنية التحتية السحابية الهائلة في عام 2020 وما بعده.
يجب أن يوضع في الاعتبار أنه على الرغم من أن صناعة شبكات أشباه الموصلات تقدم تحديات جديدة من أجل تحسين القوة والأداء والمساحة. المعلم الرئيسي في تطوير ASIC هو تسجيله في الموعد المحدد. في تصميم الشرائح ، والتقسيم ، واستخدام الهندسة ، والتوجيه / توزيع الموارد ، وتنفيذ الكتلة لديها مجموعة من التحديات الخاصة بها وهناك اعتماد كبير على كل إغلاق للتحقق المادي من جودة الكتلة. لن تكون الأساليب / التدفق الحالي جيدًا بما يكفي لتلبية هذه الفحوصات الإضافية. تم زيادة فحوصات PDV مثل DRC بسبب إدخال الزخرفة المزدوجة في الغالب.
أيضًا ، أصبح تخطيط الطاقة أكثر أهمية بسبب انخفاض جهد التشغيل ومتطلبات IR و EM. بسبب تردد التشغيل العالي والاستخدام العالي للخلية ، سيتم زيادة انخفاض الأشعة تحت الحمراء الديناميكي. التدفق / التقنيات الحالية التي تم استخدامها للتوقيع على التصميم ، سواء كان كل منها أو بعضها قابل للتطبيق على عقدة تقنية أقل. يتعين على المهندسين تأكيد نوع الفحوصات اللازمة. دعونا نلقي نظرة على بعض تحديات وتقنيات إغلاق التوقيت وإغلاق pdv والاختبار والتعبئة والتغليف ، والتي يمكن استخدامها للتوقيع على التصميم بطريقة فعالة.
التحديات:
(أ) تخطيط الطاقة
تخطيط الطاقة هو المرحلة الأكثر أهمية وهامة في أي تصميم. يمنع التخطيط الجيد للطاقة مشاكل IR و EM. في العقدة التكنولوجية السفلية ، عندما يصبح التصميم أكثر كثافة ، أصبح أكثر أهمية مع زيادة تكديس الطبقة المعدنية. أيضا ، أصبح سمك الطبقة السفلى أقل. في الهندسة السفلية ، انخفض جهد التشغيل أيضًا. لذا ، يجب أن يكون تخطيط الطاقة قويًا لتحسين IR و EM. في عقدة التكنولوجيا الأقل ، سيكون عدد التراص عبر الطبقات أكثر. يمكن أن يخلق هذا الارتفاع عبر المكدس مشاكل في توجيه الإشارة. لذلك بدلاً من واحد عبر مكدس ، يمكننا تقسيمه بطبقات طاقة متوسطة. سيتيح لنا ذلك استخدام موارد التوجيه بكفاءة وتوزيع الطاقة بشكل فعال. في الوقت الحاضر ، تستخدم جميع الأجهزة تقريبًا تقنيات بوابات الطاقة وتبديل إمدادات الطاقة (SPS) لإدارة الطاقة. في تقنية SPS ، يكون توزيع خلايا الطاقة موحدًا يغطي مساحة جميع الأمراض المنقولة جنسيًا. منطق الخلية. لإنشاء مجالات الطاقة ، هناك احتمال لتقسيم إضافي لشبكة الطاقة المحولة ، والذي يعتمد على هندسة بوابة الطاقة.
في تصميمنا ، استخدمنا تعزيز PG جنبًا إلى جنب مع التقنيات الموضحة مبكرًا في هذا القسم. كما نعلم أن الطبقات السفلية أكثر مقاومة ، وبالتالي فإن التعزيز في تلك الطبقات سيساعد كثيرًا في الأشعة تحت الحمراء. يمكننا الحصول على ما يصل إلى 3-5 mV فقط في تعزيزات VIA1 / VIA2 / VIA3 التي تعتمد على عدد المداخل المضافة.
(ب) IR / EM
هناك نوعان من انخفاض الأشعة تحت الحمراء يؤخذان في الاعتبار. يمكن اعتبار انخفاض متوسط الجهد كقطر IR ثابت للتصميم. في حين أن تبديل الخلايا يؤدي إلى انخفاض الأشعة تحت الحمراء الديناميكي. في العقدة ذات التقنية العالية ، بسبب التواجد الكافي لسعة الفصل ، كان انخفاض IR الثابت مفيدًا في تحليل الخروج. في حين تسبب انخفاض الأشعة تحت الحمراء الديناميكي عند تبديل كميات كبيرة من المنطق في كل مرة ، والذي يتحول إلى ذروة الطلب الحالي.
بالإضافة إلى الطريقة التقليدية لحل الأشعة تحت الحمراء ، استخدمنا التنسيب الواعي للأشعة تحت الحمراء في تصميمنا كحل. المخازن المؤقتة / العاكسون الموضوعة في القناة هي مصدر رئيسي لانخفاض الأشعة تحت الحمراء وخاصة التصميمات التي تهيمن عليها التغذية التحدي الوحيد هو أن يكون للكتلة مساحة قناة كافية لنشر الخلايا.
(ج) توقيت و PDV
يعد التوقيت أمرًا بالغ الأهمية ومهمًا للتحقق من تسجيل الخروج. يتضمن انتهاك الانتقال ، الإعداد ، الانتظار ، عرض النبض الأدنى ، فحص بوابة الساعة ، إلخ. في الهندسة السفلية ، يزداد التصميم يومًا بعد يوم تعقيدًا ، وبالتالي أصبح إغلاق التوقيت صعبًا. لقد واجهنا أيضًا بعض مشكلات التوقيت في تصميمنا. لكي نكون أكثر تحديدًا ، في انتهاك التوقيت لدينا إعداد تصميم حرج وأيضًا يتم انتهاك الحد الأقصى للتحويل ، max_cap ، min_pulse_width مثل DRVs كما هو موضح في الجدول 1. كان عدد المسارات المخالفة للإعداد 350 وكان WNS هو -356 ps في PT أداة قبل حل الانتهاكات. لم يتأثر التعليق كثيرًا ، تم انتهاك 20 مسارًا فقط. نظرًا لقيود الأداة ، لحل هذه الانتهاكات ، فقد مررنا بالخوارزمية التي سنناقشها في قسم تدفق ECO. لقد ركزنا على تحجيم الخلايا في الغالب ومبادلة Vt حيث أن إدخال المخزن المؤقت سيزيد من المنطقة وكذلك يؤثر على توجيه التصميم. الأداة ليست قادرة على حل الانتهاك في مسار الساعة حيث تم ضبطها على عدم اللمس ، لقد استخدمنا العازلة زوج العاكس في المسار لتحسين توقيت الإعداد. لا يزال هناك مسار واحد ، مسار mem to reg ، وهو أمر بالغ الأهمية لحلها عن طريق الأداة أو يدويًا. يتم أيضًا استيفاء انتهاك Max_trans و Max_cap. بعد إصلاح أداة ECO PT عند إجراء تشغيل المسار الاقتصادي في أداة ICC ، التقى الإعداد بـ 30ps ويمكنه إغلاق التصميم بنجاح بعد حل مسار In to Reg و Reg to Out باستخدام نفس الاستراتيجيات.
المعلمات | قبل التكلفة | بعد التكلفة |
---|---|---|
max_Transition | 5.140 (V) | 0.00 (مت) |
max_fanout | 0.00 (مت) | 0.00 (مت) |
ماكس_كاب | 1.275 (V) | 0.00 (مت) |
أدنى_النبض_عرض | 141.677 (V) | 141.677 (V) |
أدنى_فترة | 0.287 (مت) | 0.00 (مت) |
معلمات مسار REG2REG | قبل (نانوثانية) | بعد (نانوثانية) |
---|---|---|
إعداد WNS | -0.356 | -0.010 |
NVP | 350 | 1 |
WNS عقد | -0.0027 | 0.00 |
NVP | 20 | 0 |
الجدول 1 نتائج التوقيت
بالنسبة للعقدة التقنية الأقل ، تم زيادة عمليات فحص PDV. هناك خلايا فيزيائية إضافية تحتاج إلى استخدامها لتلبية متطلبات الفحوصات المادية. نظرًا للنمط المزدوج ، تمت زيادة فحوصات DRC المتعلقة بالنمط المزدوج مثل دورة فردية. أيضًا ، يجب إجراء تحليل العائد للعقد التكنولوجية الأقل.
حلول للتحديات المذكورة أعلاه:
تدفق STA
يعد تحليل التوقيت الثابت طريقة مهمة جدًا وأسرع لتحليل / التحقق من جميع مسارات التوقيت في مراحل التصميم المختلفة. يمكن أن تتحقق طرق أخرى لتحليل التوقيت مثل المحاكاة من ذلك الجزء من التصميم الذي نقدمه من أجل التحفيز. إن التحقق من جميع مسارات التوقيت هذه بمليارات البوابات بطيء للغاية ولا يمكننا التحقق من التوقيت تمامًا. يوضح الشكل 3. تدفق STA الأساسي مع جميع المدخلات المطلوبة وكذلك المخرجات التي سيتم تغذيتها لأداة PNR لحل انتهاكات التوقيت و DRVs. تحتاج أداة STA مثل Prime Time by Synopsys إلى netlist مستوى البوابة ، SDC ، SPEF ، SDF ، ملفات المكتبة كمدخلات. سيكون الناتج هو تقارير التوقيت وملف ECO tcl ، الذي يتم تغذيته إلى أداة PNR للتنفيذ في التصميم مع انتهاكات التوقيت التي تم حلها و DRVs.
التدفق الاقتصادي
لمواجهة الانتهاك بعد تنفيذ التصميم فعليًا ، يتم استخدام أمر التغيير الهندسي. يستخدم التدفق الاقتصادي لتحسين التوقيت ، و DRVs ، والطاقة ، والمنطقة والقيود الأخرى في أي مرحلة مثل وضع المنشور ، و post cts ، وتوجيه البريد. هناك نوعان من eco ، كل طبقة eco eco وتجميد السيليكون eco. يتم إنشاء القناع بشكل عام بعد كل طبقة ECO. من أجل تقليل التكلفة الكبيرة بعد مرحلة الشريط اللاصق ، يتم عمل اقتصاديات المعدن / القاعدة (السيليكون) في توليد القناع. الخوارزمية أو التقنيات لحل الانتهاك باستخدام تدفق ECO التي استخدمناها موضحة في الشكل 4. كمدخل ، نقدم مجموعات المسار المراد إصلاحها وعدد التكرارات. بعد تحليل مسار التوقيت ، سوف نتحقق من فترة السماح <0. لكل مسار مخالف ، علينا التحقق من تأخير الخلية. في التدفق ، نتمسك بحل DRVs أولاً ثم التوقيت.
هناك في الأساس أربع طرق يمكن استخدامها لحل التوقيت مثل تحجيم الخلية ، وتبديل VT ، وإدخال المخزن المؤقت ، واستخدام زوج المخزن المؤقت العاكس في شبكة الساعة. في طريقة تحديد حجم الخلية ، يمكننا استخلاص قوة القيادة الحالية لانتهاك خلية المسار والتحقق من توفر خلية قوة دافعة أعلى أو خلية ليب بديلة لاستبدال الخلية من أجل تحسين التوقيت. إذا لم تكن هناك خلية بديلة أو أعلى لقوة محرك الأقراص المتاحة في المكتبة ، فيمكننا اتباع الطريقة الثانية وهي تبديل VT. في مبادلة VT ، نجمع الخلايا التوافقية ونبدل VT إلى ULVT ، مما يؤدي أيضًا إلى تحسين التوقيت. الطريقة الثالثة هي إدخال العازلة ، لكسر الشبكة الطويلة ، مما يؤثر على سعة الشبكة ، وبالتالي تأخير الخلية. بعد الانتهاء من جميع عمليات الإصلاح البيئي ، يمكننا الحصول على البيانات البيئية النهائية ليتم تشغيلها في أداة PNR. تم تنفيذ نفس تدفق ECO في تصميمنا ، حيث تمت مناقشة النتائج والآثار في قسم تحديات التوقيت و pdv.
تحديات أخرى:
(أ) انخفاض اختبار عدد دبوس منخفض
نظرًا للتقلص في حجم الشريحة إلى 28 نانومتر و 16 نانومتر و 7 نانومتر وما بعده ، يزداد عدد دبابيس الإدخال / الإخراج على المعالج حيث يتم تطبيق أنواع متعددة من أنماط الاختبار (يتم اختبار المزيد من البوابات المنطقية) في دورات اختبار متعددة تحقيق جودة اختبار عالية. للحد من استخدام عدد من أعداد الدبوس والتقليل في توقيت الاختبار الكلي بطريقة أكثر كفاءة ، يتحول مهندسو DFT إلى تقنيات جديدة للاختبار للتطبيق على عدد متزايد من أعداد الدبوس وأنماط المسح الضوئي بطريقة فعالة ، مثل مثل خفض اختبار العد دبوس (RPCT) وكذلك تحقيق أقصى تغطية للأعطال.
يعد اختبار انخفاض عدد الدبوس المنخفض حلاً فعالًا يسمح بتطبيق أنماط الاختبار بسرعة باستخدام أجهزة اختبار منخفضة التكلفة محدودة جدًا من أجل تحقيق تغطية الأعطال ووقت اختبار التنفيذ بأقل تأثير على التصميم.
(ب) تعقيد التعبئة والتغليف
كان الدور الأصلي للتغليف ببساطة هو حماية الرقائق بالداخل ، لكن التغليف أصبح معقدًا تمامًا مثل تطوير SoC (ASIC) معقد.
في عملية تصنيع أشباه الموصلات ، يعد تغليف الرقائق أحد أهم العناصر ، التي غمرت بالابتكار والتعقيد ولا سيما مع انخفاض حجم الترانزستور. أثناء التعبئة ، تخضع العقد ذات التكنولوجيا المنخفضة لحالتين: i) تسرب العبوة المغلقة. ii) تتحلل الإشارات المنطقية عند الاتصال. تخضع هذه العقد لأنشطة التعبئة الحرجة من البداية إلى النهاية والتي تشمل: التعبئة على مستوى الرقاقة (الطباعة الحجرية والحفر) ، الارتطام ، المروحة ، تكديس الرقائق ، وغيرها من التقنيات التي ساهمت في رقائق صغيرة الحجم للحصول على سرعة عالية الوظائف التي يتوقعها العميل في الإلكترونيات المحمولة والتقنيات الأخرى.
وفي الختام
بمرور الوقت ، تقلصت سماكة المعدن ، والطبقة ، وارتفاع الخلية ، مما أدى إلى تعقيد جديد في تخطيط الطاقة. وبسبب ذلك أيضًا ، فقد أدخلت IR / EM جديدة ، وتوقيتًا ، و PDV ، واختبارًا منخفضًا لاختبار العدد المنخفض وتحديات تعقيد التعبئة. بعد خوض هذه التحديات ، تم تخصيص PNR ، وتدفق التوقيت ، وعدد الأرصدة ، والتعبئة والتغليف ، مما يساعدنا على التخفيف من تحديات تسجيل التكنولوجيا الأقل. لقد ناقشنا حتى الآن جميع التحديات وحلولها لإغلاق التصميم للاستفادة منها في الموعد المحدد ، وهو المعلم الرئيسي الذي يجب تحقيقه لتطوير أي ASIC. إذا كنت تبحث عن مساعدة تصميم ASIC منخفضة الطاقة ، نحن هنا للمساعدة!
المؤلف:
- حسابي
- أنشطة
- خوارزمية
- تحليل
- تطبيق
- التطبيقات
- المنطقة
- ASIC
- توفر
- الأطفال
- أكبر
- قطعة
- الأعمال
- كاميرات
- cars
- تسبب
- تحدى
- تغيير
- الشيكات
- رقاقة
- شيبس
- عميل
- إغلاق
- سحابة
- البنية التحتية السحابية
- جمع
- الشركات
- الحوسبة
- الأجهزة المتصلة
- الإتصال
- ساهمت
- حالياًّ
- البيانات
- مركز البيانات
- مراكز البيانات
- تأخير
- الطلب
- تصميم
- الأجهزة
- المجالات
- قيادة
- قطرة
- في وقت مبكر
- حافة
- الطُرق الفعّالة
- الإلكترونيات
- الهندسة
- المهندسين
- إلخ
- خبرائنا
- بنك الاحتياطي الفيدرالي
- تين
- الشكل
- افلام
- الاسم الأول
- حل
- تدفق
- تجمد
- البوابات و حواجز اللعب
- علم الهندسة
- العالمية
- خير
- عظيم
- شبكة
- النمو
- متزايد
- الرعاية الصحية
- هنا
- مرتفع
- عقد
- كيفية
- HTTPS
- ضخم
- ICS
- التأثير
- بما فيه
- القيمة الاسمية
- صناعي
- العالمية
- البنية التحتية
- الابتكار
- Internet
- إنترنت الأشياء
- قام المحفل
- مسائل
- IT
- وظيفة
- القفل
- قيادة
- مستوى
- المكتبة
- طويل
- رائد
- إدارة
- تصنيع
- قناع
- معدن
- الجوال
- مراقبة
- صاف
- شبكة
- الشبكات
- الشبكات
- العقد
- تعمل
- طلب
- أخرى
- التعبئة والتغليف
- أداء
- تخطيط
- قوة
- حماية
- جودة
- تخفيض
- التقارير
- المتطلبات الأساسية
- الموارد
- النتائج
- طريق
- يجري
- تفحص
- أمن
- أشباه الموصلات
- طقم
- مشاركة
- محاكاة
- حجم
- تثاقل
- So
- الحلول
- حل
- انقسم
- انتشار
- المسرح
- بداية
- حافز
- تزويد
- الدعم
- مفاتيح
- نظام
- أنظمة
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- الاتصالات
- تجربه بالعربي
- الاختبار
- كتلة
- الوقت
- تواصل
- تحول
- us
- التحقق
- wearables
- التوزيعات للسهم الواحد