ASIC-võrgutööstust mõjutavad tänapäeval kõige häirivamad megatrendid, sealhulgas asjade internet (IoT), pilv ja 4G/5G võrgud. Kõik valdkonna eksperdid nõustuvad sellega alates 2020 et 2025, koguvad kümned miljardid ühendatud seadmed andmeid ja saadavad need tarkvarapõhise võrgu (SDN) kaudu ASIC-põhisesse võrgusüsteemi.
Täna oleme ajastul, kus on kõikjal võimalik ühendada seadmeid ja kasutada arvutit igal ajal, sealhulgas kodumajapidamiste, tööstussüsteemide, turvakaamerate, beebijälgimise, tervishoiu, kantavate seadmete, autode ja palju muu jaoks mõeldud rakendused. Pooljuhtide tööstus ja võrgutööstuse osalejad on selle ümberkujundamise hoos, toimides järgmise põlvkonna asjade Interneti innovatsiooniajastu "toetajatena".
Ühe suurima ülemaailmse võrgulahenduste pakkuja ühe tegevjuhi sõnul on "pilv suurim võrgutööstust mõjutav trend". Võrgundusettevõtete ülesanne on aidata telekommunikatsioonioperaatoritel oma pilve ümber kujundada ja kasvatada, lisaks aidata ettevõtetel ühendada oma andmekeskused pilvega.
Jällegi tegelevad pooljuhtlahenduste ettevõtted IC-de, sisseehitatud protsessorite, odavate õhukesekilekiipide ja muude võrgutööriistade projekteerimise ja valmistamisega, mis aitavad täita pilve äripotentsiaali võrgulahenduste toetamiseks. Kliendid nõuavad tipptasemel võrgulahendusi, mis peavad vastu fenomenaalsetele pilvetaristu nõuetele aastal 2020 ja pärast seda.
Tuleb meeles pidada, et kuigi pooljuhtide võrgutööstus esitab võimsuse, jõudluse ja pindala parandamiseks uusi väljakutseid. Peamine verstapost sisse ASIC-i arendamine rakendab seda ajakava järgi. Kiibi kujundamisel, partitsioonidel, geomeetria kasutamisel, marsruutimisel/ressursside jaotamisel ja plokkide täitmisel on oma väljakutsed ning iga ploki kvaliteedi füüsilise kontrolli sulgemine on väga usaldusväärne. Olemasolevad tehnikad/vood ei ole nende lisakontrollide täitmiseks piisavalt head. PDV kontrolle, nagu Kongo DV, on suurendatud peamiselt topeltmustri kasutuselevõtu tõttu.
Samuti on võimsuse planeerimine muutunud kriitilisemaks madalama tööpinge, IR ja EM nõude tõttu. Suurema töösageduse ja elemendi suurema kasutamise tõttu suureneb dünaamiline infrapunakiirguse langus. Olemasolev voog/tehnikad, mida on kasutatud disaini allkirjastamiseks, olenemata sellest, kas kõik või osa sellest on rakendatavad madalama tehnoloogiaga sõlmes. Insenerid peavad kinnitama, millised kontrollid on vajalikud. Vaatame mõningaid ajastuse sulgemise, pdv sulgemise, testimise ja pakkimise väljakutseid ja tehnikaid, mida saab kasutada disaini tõhusaks kinnitamiseks.
Väljakutsed:
(A) Energia planeerimine
Energia planeerimine on iga disaini kõige kriitilisem ja olulisem etapp. Hea võimsuse planeerimine hoiab ära infrapuna- ja EM-probleemid. Madalama tehnoloogiaga sõlmes on kujunduse tihenedes muutunud see olulisemaks, kuna metallikihtide virnastamine on suurenenud. Samuti on alumine kihi paksus muutunud väiksemaks. Madalamal geomeetrial on ka tööpinge alla tulnud. Seega peaks võimsuse planeerimine olema jõuline parema IR ja EM jaoks. Madalama tehnoloogiaga sõlmes on vahekihtide virnastamise arv suurem. See kõrge läbilaskevõime võib tekitada probleeme signaali marsruutimisel. Nii et ühe via virna asemel saame selle jagada vahekihtidega. See võimaldab meil marsruutimisressursse tõhusalt kasutada ja energiat tõhusalt jaotada. Tänapäeval kasutavad peaaegu kõik seadmed toitehalduseks toitevärava ja lülitustoiteallika (SPS) tehnikaid. SPS-tehnikas on jõuelementide jaotus ühtlane, hõlmates kõigi std-de ala. raku loogika. Toitedomeenide loomiseks on võimalik kommuteeritud elektrivõrgu edasine jaotus, mis sõltub toitevärava geomeetriast.
Oma disainis oleme kasutanud PG tugevdust koos selle jaotise alguses kirjeldatud tehnikatega. Nagu me teame, on alumised kihid vastupidavamad, seega aitab nende kihtide tugevdamine IR-s palju kaasa. Võime saada kuni 3-5 mV ainult VIA1/VIA2/VIA3 tugevdusega, mis sõltub lisatud viaadest.
(B) IR/EM
Arvesse võetakse kahte tüüpi IR langust. Keskmist pingelangust võib konstruktsiooni jaoks pidada staatiliseks IR languseks. Kui rakkude vahetamine toob kaasa dünaamilise IR languse. Kõrgema tehnoloogiaga sõlmes oli lahtisidumise mahtuvuse piisava olemasolu tõttu staatiline IR langus kasulik sisselogimisanalüüsis. Dünaamilise infrapunakiirguse languse põhjustas aga see, et korraga lülitub suur hulk loogikat, mis muutub voolu tipptasemeks.
Lisaks tavapärasele IR-i lahendamise meetodile oleme oma disainis kasutanud lahendusena IR-teadlikku paigutust. Kanalisse paigutatud puhvrid/inverterid on peamine infrapunakiirguse languse allikas, eriti domineerivate disainilahenduste kaudu. Ainus väljakutse on see, et plokis peaks olema piisavalt kanalipinda rakkude levitamiseks.
(C) Ajastus ja PDV
Ajastus on väga kriitiline ja oluline kontroll allakirjutamiseks. See hõlmab ülemineku rikkumist, seadistamist, hoidmist, minimaalset impulsi laiust, kella värava kontrollimist jne. Madalama geomeetria korral muutub kujundus iga päevaga keerukamaks, mistõttu on ajastuse sulgemine muutunud keeruliseks. Samuti oleme oma disainis kokku puutunud mõne ajaprobleemiga. Täpsemalt, ajastuse rikkumise puhul on meil seadistamise kriitiline disain ja ka max trans, max_cap, min_pulse_width nagu DRVd on rikutud, nagu on näidatud tabelis 1. Seadistuse rikkumiste arv oli 350 ja WNS on -356 ps PT-s tööriist enne rikkumiste lahendamist. Hoone ei ole eriti mõjutatud, ainult 20 rada on rikutud. Tööriistapiirangute tõttu oleme nende rikkumiste lahendamiseks läbinud algoritmi, mida käsitleme ECO-voo jaotises. Oleme keskendunud peamiselt lahtrite suuruse määramisele ja Vt vahetamisele, kuna puhvri sisestamine suurendab ala ja mõjutab kujunduse marsruutimist. Tööriist ei suuda kellatee rikkumist lahendada, kuna see on seatud mitte puutuma, oleme seadistusaja parandamiseks kasutanud tees inverteri paari puhvrit. On veel üks tee, mem to reg path, mis on tööriistaga või käsitsi lahendamiseks väga oluline. Täidetud on ka Max_trans ja Max_cap rikkumine. Pärast ECO PT tööriista parandamist, kui ökomarsruudi käitamine on tehtud ICC tööriistas, on seadistus saavutanud 30 ps ja suudab disaini edukalt sulgeda pärast sisend-registri ja regist-väljundi tee lahendamist, kasutades samu strateegiaid.
parameetrid | Enne maksumust | Pärast kulu |
---|---|---|
max_Transition | 5.140 (V) | 0.00 (MET) |
max_fanout | 0.00 (MET) | 0.00 (MET) |
max_cap | 1.275 (V) | 0.00 (MET) |
min_impulsi_laius | 141.677 (V) | 141.677 (V) |
min_periood | 0.287 (MET) | 0.00 (MET) |
Parameetrid REG2REG Path | Enne (ns) | Pärast (ns) |
---|---|---|
WNS-i seadistamine | -0.356 | -0.010 |
NVP | 350 | 1 |
WNS-i hoidmine | -0.0027 | 0.00 |
NVP | 20 | 0 |
Tabel 1 Ajastuse tulemused
Madalama tehnoloogiaga sõlmede puhul on PDV kontrolle suurendatud. Füüsilise kontrolli nõuete täitmiseks tuleb kasutada täiendavaid füüsilisi rakke. Topeltmustri tõttu on DRC kontrolle, mis on seotud topeltmustriga nagu paaritu tsükkel, suurendatud. Samuti tuleb madalama tehnoloogiaga sõlmede jaoks teha saagikuse analüüs.
Lahendused ülaltoodud väljakutsetele:
STA voog
Staatiline ajastusanalüüs on väga oluline ja kiirem viis analüüsida/kontrollida kõiki ajastusradu projekteerimise erinevates etappides. Muud ajastusanalüüsi meetodid, nagu simulatsioon, võivad kontrollida disaini seda osa, mille jaoks me stiimulit pakume. Kõigi nende ajastusradade kontrollimine miljardite väravatega on liiga aeglane ja me ei saa ajastust täielikult kontrollida. Joonisel 3 on näidatud põhiline STA voog koos kõigi vajalike sisendite ja väljunditega, mis suunatakse PNR-tööriistale, et lahendada ajastusrikkumisi ja DRV-sid. STA tööriist, nagu Synopsys Prime Time, vajab sisendina Gate level netlist, SDC, SPEF, SDF, Library faile. Väljundiks on ajastusaruanded ja ECO tcl-fail, mis suunatakse PNR-tööriista, et rakendada projekteerimisel lahendatud ajastuse rikkumisi ja DRV-sid.
ECO FLOW
Rikkumise kõrvaldamiseks pärast projekti füüsilist rakendamist kasutatakse inseneri muutmise korraldust. Ökovoogu kasutatakse teie ajastuse, DRV-de, võimsuse, pindala ja muude piirangute parandamiseks mis tahes etapis, nagu postipaigutamine, postituste toimingud, posti marsruutimine. Öko-tüüpi on kahte tüüpi, kõik kihiline öko ja külmutusräni öko. Mask genereeritakse üldiselt pärast kogu ECO-kihti. Oluliste kulude vähendamiseks pärast teibi eemaldamise faasi kasutatakse metalli/aluse (räni) ökoloogilist maski genereerimisel. Meie kasutatud algoritm või tehnikad rikkumise lahendamiseks ECO-voo abil on näidatud joonisel 4. Sisendina anname fikseeritavad teerühmad ja iteratsioonide arvu. Pärast ajastustee analüüsimist kontrollime lõtku <0. Iga rikkuva tee puhul peame kontrollima lahtri viivitust. Voolu käigus lahendame esmalt DRV-d ja seejärel ajastuse.
Põhimõtteliselt on neli meetodit, mida saab kasutada ajastuse lahendamiseks, nagu rakkude suuruse määramine, VT vahetamine, puhvri sisestamine ja inverteri puhvripaari kasutamine kellavõrgus. Lahtri suuruse määramise meetodis saame tuletada rikkuva tee lahtri praeguse sõidutugevuse ja kontrollida, kas ajastuse parandamiseks on lahtri asendamiseks saadaval kõrgema sõidutugevuse raku või alternatiivne lib-lahter. Kui teegis pole sellist alternatiivset või suuremat ajami tugevuselementi saadaval, võime kasutada teist meetodit, milleks on VT vahetamine. VT vahetamisel grepime kombineeritud rakud ja vahetame nende VT ULVT-ks, mille tulemuseks on ka ajastuse paranemine. Kolmas meetod on puhvri sisestamine, et murda pikk võrk, mis mõjutab võrgu mahtuvust ja seega ka raku viivitust. Kui kõik ökoparandused on tehtud, saame lõplikud ökoandmed broneeringuinfo tööriistas käitada. Meie disainis on rakendatud sama ECO-voogu, tulemusi ja mõjusid arutatakse ajastuse ja pdv väljakutsete jaotises.
Muud väljakutsed:
(A) Vähendatud madala kontaktide arvu testimine
Kiibi suuruse kahanemise tõttu 28 nm-ni, 16 nm-ni, 7 nm-ni ja üle selle suureneb isegi protsessori sisend- ja väljundviigude arv, kui mitmes katsetsüklis rakendatakse mitut tüüpi testmustreid (testitakse rohkem loogilisi väravaid). saavutada kõrge testi kvaliteet. Nööpnõelte arvu kasutamise piiramiseks ja üldise testimise aja vähendamiseks tõhusamal viisil kasutavad DFT insenerid uusi testimistehnikaid, mida saab rakendada kasvava arvu tihvtide arvu korral ja skannivad mustreid tõhusal viisil, näiteks nagu vähendatud pin-counti testimine (RPCT) ja saavutada ka maksimaalne rikete leviala.
Vähendatud väikese kontaktide arvu testimine on tõhus lahendus, mis võimaldab rakendada kiirustesti mustreid, kasutades odavaid teste, mille tihvtid on väga piiratud, et saavutada rikete katvus ja juurutamise testimise aeg, mõjutades minimaalselt disaini.
(B) Pakendi keerukus
Pakendi algne roll oli lihtsalt kaitsta sees olevaid kiipe, kuid pakendamine on muutumas sama keeruliseks kui keeruka SoC (ASIC) väljatöötamine.
Pooljuhtide tootmisprotsessis on kiibi pakendamine üks kriitilisemaid elemente, mis on üle ujutatud uuenduste ja keerukusega ning eriti siis, kui transistori suurus väheneb. Pakendamise ajal läbivad madalama tehnoloogiaga sõlmed kaks tingimust: i) suletud pakendi lekkimine. ii) Loogilised signaalid kokkupuutel halvenevad. Need sõlmed läbivad algusest lõpuni kriitilise tähtsusega pakendamistoimingud, mis hõlmavad järgmist: vahvlitasandil pakkimine (söövitatud litograafia ja isolatsioon), põrutamine, ventileerimine, laastude virnastamine ja muud tehnikad, mis on aidanud kaasa väikese kujuga kiipide loomisele suure kiiruse jaoks. funktsionaalsus, mida klient mobiilelektroonikas ja muudes tehnoloogiates eeldas.
Järeldus
Aja jooksul on madalama tehnoloogia puhul metalli paksus, samm ja lahtri kõrgus vähenenud, mis on toonud energia planeerimisse uue keerukuse. Samuti on see kasutusele võtnud uued IR/EM, ajastus, PDV, vähendatud madala kontaktide arvu testimist ja pakendamise keerukuse väljakutseid. Pärast nende väljakutsete läbimist on kohandatud broneeringuinfot, ajastusvoogu, nööpnõelte arvu ja pakendit, mis aitab meil leevendada madalama tehnoloogiaga seotud väljakutseid. Siiani oleme arutanud kõiki väljakutseid ja lahendusi, mis on seotud disaini sulgemisega kuni selle õigeaegse kasutamiseni, mis on ASIC-i arendamise peamine verstapost. Kui otsite väikese võimsusega ASIC-disaini abi, me oleme siin, et aidata!
autorid:
- konto
- tegevus
- algoritm
- analüüs
- taotlus
- rakendused
- PIIRKOND
- ASIC
- kättesaadavus
- laps
- suurim
- Natuke
- äri
- Kaamerad
- autod
- põhjustatud
- väljakutse
- muutma
- Kontroll
- kiip
- laastud
- kliendid
- sulgemine
- Cloud
- pilve infrastruktuur
- Kollektsioneerimine
- Ettevõtted
- arvutustehnika
- ühendatud seadmeid
- Side
- Aitas
- Praegune
- andmed
- Andmekeskus
- andmekeskuste
- viivitus
- Nõudlus
- Disain
- seadmed
- Domeenid
- sõidu
- Drop
- Varajane
- serv
- Tõhus
- Elektroonika
- Inseneriteadus
- Inseneride
- jms
- täitmine
- ekspertide
- Toidetud
- Viigipuu
- Joonis
- Film
- esimene
- Määrama
- voog
- Külmutama
- Gates
- geomeetria
- Globaalne
- hea
- suur
- võre
- Kasvama
- Kasvavad
- tervishoid
- siin
- Suur
- hoidma
- Kuidas
- HTTPS
- tohutu
- ICS
- mõju
- Kaasa arvatud
- Suurendama
- tööstus-
- tööstus
- Infrastruktuur
- Innovatsioon
- Internet
- Asjade Internet
- asjade Interneti
- küsimustes
- IT
- töö
- Võti
- viima
- Tase
- Raamatukogu
- Pikk
- peamine
- juhtimine
- tootmine
- mask
- metall
- mobiilne
- järelevalve
- neto
- võrk
- võrgustike loomine
- võrgustikud
- sõlmed
- tegutsevad
- et
- Muu
- pakendamine
- jõudlus
- planeerimine
- võim
- kaitsma
- kvaliteet
- vähendama
- Aruanded
- Nõuded
- Vahendid
- Tulemused
- Marsruut
- jooks
- skaneerida
- turvalisus
- pooljuht
- komplekt
- Jaga
- simuleerimine
- SUURUS
- nõrk
- So
- Lahendused
- LAHENDAGE
- jagada
- laiali
- Stage
- algus
- stiimul
- varustama
- toetama
- Lüliti
- süsteem
- süsteemid
- Tehnoloogiad
- Tehnoloogia
- telekommunikatsiooni
- test
- Testimine
- Plokk
- aeg
- puudutama
- Transformation
- us
- Kontrollimine
- kantavad
- saak