המגמות המשבשות ביותר המשפיעות על תעשיית הרשתות ASIC כיום כוללות את האינטרנט של הדברים (IoT), ענן ורשתות 4G/5G. כל המומחים בתעשייה מסכימים על כך מ2020 ל2025, עשרות מיליארדי מכשירים מחוברים יאספו נתונים וישלחו אותם דרך הרשת המוגדרת בתוכנה (SDN) למערכת רשת מבוססת ASIC.
כיום, אנו נמצאים בעידן של כל מקום בכל קישוריות מכשיר, ובכל זמן מחשוב, כולל יישומים למשקי בית, מערכות תעשייתיות, מצלמות אבטחה, ניטור תינוקות, שירותי בריאות, ציוד לביש, מכוניות ועוד הרבה יותר. תעשיית המוליכים למחצה ושחקני תעשיית הרשתות נמצאים בעיצומה של השינוי הזה, ופועלים כ"תומכים" של עידן החדשנות של ה-IoT של הדור הבא.
לדברי אחד המנכ"לים של אחת מספקיות פתרונות הרשת העולמיות הגדולות ביותר, "הענן הוא המגמה הגדולה ביותר המשפיעה על תעשיית הרשתות". תפקידן של חברות הרשת הוא לעזור למפעילי טלקום לשנות ולהצמיח את הענן שלהם, בנוסף לעזור לארגונים לחבר את מרכזי הנתונים שלהם לענן.
שוב, חברות פתרונות מוליכים למחצה עוסקות בתכנון וייצור של ICs, מעבדים משובצים, שבבי סרט דק בעלות נמוכה וכלי רשת אחרים, המסייעים במימוש הפוטנציאל העסקי של ענן לתמיכה בפתרונות רשת. לקוחות דורשים פתרונות רשת מתקדמים, שיעמדו בדרישות הפנומנליות של תשתית הענן ב-2020 ואילך.
יש לזכור שלמרות שתעשיית הרשתות מוליכים למחצה מציגה אתגרים חדשים על מנת לשפר את העוצמה, הביצועים והשטח. אבן הדרך המרכזית ב פיתוח ASIC מקליטה את זה על פי לוח הזמנים. בתכנון שבבים, חלוקה למחיצות, שימוש בגיאומטריה, ניתוב/הפצת משאבים וביצוע בלוק יש סט אתגרים משלה ויש אמינות עצומה על סגירת אימות פיזית של כל בלוק. הטכניקות/הזרימה הקיימות לא יהיו מספיק טובות כדי לעמוד בבדיקות הנוספות הללו. בדיקות PDV כמו DRC הוגדלו בגלל הקדמה של דפוסים כפולים בעיקר.
כמו כן, תכנון הספק הפך להיות קריטי יותר בגלל דרישת מתח ההפעלה, ה-IR וה-EM הנמוכים יותר. בגלל תדירות הפעלה גבוהה יותר וניצול גבוה יותר של התא, ירידת IR דינמית תגדל. הזרימה/טכניקות הקיימות ששימשו לחתום על העיצוב, בין אם כולו או חלקו יהיו ישימים על צומת טכנולוגיה נמוכה יותר. מהנדסים צריכים לאשר איזה סוג של בדיקות נחוצות. הבה נסתכל על כמה אתגרים וטכניקות של סגירת תזמון, סגירת pdv, בדיקות ואריזה, שניתן להשתמש בהם כדי לחתום על העיצוב בצורה יעילה.
אתגרים:
(א) תכנון כוח
תכנון כוח הוא השלב הקריטי והחשוב ביותר בכל תכנון. תכנון כוח טוב מונע בעיות IR ו-EM. בצומת טכנולוגיה נמוכה יותר, ככל שהעיצוב הופך צפוף יותר, הוא הפך להיות מכריע יותר ככל שערימת שכבות המתכת גדלה. כמו כן, עובי השכבה התחתונה הפך פחות. בגיאומטריה נמוכה יותר, גם מתח ההפעלה ירד. אז, תכנון הספק צריך להיות חזק ל-IR ו-EM טובים יותר. בצומת טכנולוגיה נמוכה יותר, מספר שכבות המעבר יהיה גדול יותר. מחסנית דרך גבוהה זו יכולה ליצור בעיות בניתוב האותות. אז במקום מחסנית דרך יחידה, נוכל לפצל אותה עם שכבות כוח ביניים. זה יאפשר לנו להשתמש במשאבי ניתוב בצורה יעילה ולהפיץ כוח ביעילות. בימינו, כמעט כל המכשירים משתמשים בטכניקות של יציאת מתח ואספקת חשמל (SPS) לניהול חשמל. בטכניקת SPS, חלוקת תאי הכוח היא אחידה המכסה את השטח של כל std. היגיון התא. כדי ליצור תחומי חשמל קיימת אפשרות של חלוקה נוספת של רשת החשמל המתחלפת, התלויה בגיאומטריה של שער החשמל.
בתכנון שלנו השתמשנו בחיזוק PG יחד עם הטכניקות המתוארות בשלב מוקדם בסעיף זה. כפי שאנו יודעים שכבות נמוכות יותר עמידות יותר, ולכן חיזוק בשכבות אלו יעזור מאוד ב-IR. אנו יכולים להרוויח עד 3-5 mV רק בחיזוק VIA1/VIA2/VIA3, תלוי בכמה ויאסים שנוספו.
(ב) IR/EM
ישנם שני סוגים של נפילת IR שנלקחים בחשבון. נפילת מתח ממוצעת יכולה להיחשב כמפלת IR סטטית עבור התכנון. ואילו החלפת התאים מובילה לירידה דינמית ב-IR. בצומת טכנולוגיה גבוהה יותר, עקב נוכחות מספקת של קיבול ניתוק, ירידת IR סטטית הייתה שימושית בניתוח חתימה. ואילו נפילת IR דינמית נגרמת כאשר כמויות גדולות של לוגיקה עוברות בכל פעם, מה שהופך לבקשת שיא זרם.
בנוסף לשיטה המקובלת לפתרון IR, השתמשנו במיקום מודע ל-IR בתכנון שלנו כפתרון. מאגרים/ממירים הממוקמים בערוץ הם המקור העיקרי לירידה ב-IR במיוחד עיצובים שנשלטים על ידי הזנה. האתגר היחיד הוא שלגוש צריך להיות מספיק שטח ערוץ כדי להפיץ את התאים.
(ג) תזמון ו-PDV
תזמון הוא קריטי מאוד וחשוב לבדוק עבור חתימה. זה כולל הפרת מעבר, הגדרה, החזקה, רוחב פעימה מינימלי, בדיקות שער שעון וכו'. בגיאומטריה נמוכה יותר, מיום ליום העיצוב נעשה מורכב יותר, ולכן סגירת התזמון הפכה לקשה. התמודדנו גם עם כמה בעיות תזמון בעיצוב שלנו. ליתר דיוק, בהפרת התזמון יש לנו תכנון קריטי להגדרה וגם ה-max trans, max_cap, min_pulse_width כמו DRVs מופרים כפי שמוצג בטבלה 1. מספר הנתיבים המפרים להגדרה היה 350 וה-WNS הוא -356 ps ב-PT כלי לפני פתרון הפרות. ההחזקה לא מושפעת הרבה, רק 20 נתיבים מופרים. בשל מגבלות הכלים, כדי לפתור הפרות אלו עברנו על האלגוריתם עליו נדון בסעיף זרימת ECO. התמקדנו בעיקר בגודל תאים והחלפת Vt שכן הכנסת חיץ תגדיל את השטח וכן תשפיע על הניתוב של העיצוב. הכלי אינו מסוגל לפתור את ההפרה בנתיב השעון מכיוון שהוא מוגדר לא לגעת, השתמשנו במאגר זוג מהפך בנתיב כדי לשפר את תזמון ההגדרה. עדיין יש נתיב אחד, mem to reg path, שחשוב מאוד לפתור אותו בכלי או באופן ידני. גם הפרת Max_trans ו- Max_cap מתקיימת. לאחר תיקון כלי ECO PT כאשר הפעלת מסלול אקולוגי מתבצעת בכלי ICC, ההגדרה נפגשה עם 30ps ויכולה לסגור בהצלחה את העיצוב לאחר פתרון נתיב In to Reg ו-Reg to Out באמצעות אותן אסטרטגיות.
פרמטרים | לפני עלות | לאחר עלות |
---|---|---|
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_pulse_width | 141.677 (V) | 141.677 (V) |
min_period | 0.287 (MET) | 0.00 (MET) |
פרמטרים REG2REG נתיב | לפני (ns) | אחרי (ns) |
---|---|---|
הגדרת WNS | -0.356 | -0.010 |
NVP | 350 | 1 |
החזק WNS | -0.0027 | 0.00 |
NVP | 20 | 0 |
טבלה 1 תוצאות תזמון
עבור צומת טכנולוגיה נמוכה יותר, בדיקות ה-PDV הוגדלו. ישנם תאים פיזיים נוספים שצריך להשתמש בהם כדי לעמוד בדרישת הבדיקות הפיזיות. עקב דפוס כפול, בדיקות DRC הקשורות לדפוס כפול כמו מחזור אי זוגי הוגדלו. כמו כן, יש לבצע את ניתוח התשואה עבור צמתים טכנולוגיים נמוכים יותר.
פתרונות לאתגרים לעיל:
STA Flow
ניתוח תזמון סטטי הוא דרך חשובה ומהירה יותר לנתח/לאמת את כל נתיבי התזמון בשלבים שונים של התכנון. שיטות אחרות של ניתוח תזמון כמו סימולציה יכולות לאמת את החלק הזה בתכנון שעבורו אנו מספקים גירוי. לאמת את כל נתיבי התזמון האלה עם מיליארדי שערים זה איטי מדי ואיננו מסוגלים לאמת את התזמון לחלוטין. איור 3 מציג את זרימת ה-STA הבסיסית עם כל התשומות הנדרשות כמו גם פלטים שיוזנו לכלי PNR כדי לפתור הפרות תזמון ו-DRVs. כלי STA כמו Prime Time מאת Synopsys צריך קבצי Netlist ברמת Gate, SDC, SPEF, SDF, ספרייה כקלט. הפלט יהיה דוחות תזמון וקובץ ECO tcl, המוזן לכלי PNR ליישום בתכנון עם הפרות תזמון פתורות ו-DRVs.
ECO FLOW
כדי לעמוד בהפרה לאחר יישום התכנון פיזית, נעשה שימוש בצו השינוי ההנדסי. זרימה אקולוגית משמשת לשיפור התזמון, ה-DRVs, הכוח, השטח ואילוצים אחרים בכל שלב כמו מיקום פוסטים, פוסטים, ניתוב פוסטים. ישנם שני סוגים של אקולוגי, כולם שכבות אקולוגיות ואקו סיליקון מקפיא. יצירת מסכות מתבצעת בדרך כלל לאחר כל שכבת ECO. על מנת להפחית את העלות המשמעותית לאחר שלב ה-Tapeout, אקו מתכת/בסיס (סיליקון) נעשה ביצירת מסכה. האלגוריתם או הטכניקות לפתרון ההפרה באמצעות זרימת ECO שבה השתמשנו מוצגים באיור 4. כקלט, אנו מספקים קבוצות נתיב לתיקון ומספר האיטרציות. לאחר ניתוח נתיב התזמון, נבדוק את הרפיון <0. עבור כל נתיב המפר, עלינו לבדוק את העיכוב בתא. בזרימה אנו מקפידים לפתור תחילה DRVs ולאחר מכן תזמון.
יש בעצם ארבע שיטות שניתן להשתמש בהן כדי לפתור תזמון כמו גודל תאים, החלפת VT, הכנסת חיץ ושימוש בצמד חיץ מהפך ברשת השעון. בשיטת גודל תא, אנו יכולים לגזור את עוצמת ההנעה הנוכחית של תא נתיב המפר ולבדוק את הזמינות של תא חוזק נהיגה גבוה יותר או תא lib חלופי כדי להחליף את התא על מנת לשפר את התזמון. אם אין תא כונן חלופי או גבוה יותר זמין בספרייה, נוכל ללכת על שיטה שנייה שהיא החלפת VT. בהחלפת VT אנו מחליפים את התאים המשולבים ומחליפים את ה-VT שלהם ל-ULVT, מה שגורם גם לשיפור תזמון. שיטה שלישית היא הכנסת חוצץ, לשבירת הרשת הארוכה, שמשפיעה על הקיבול של הרשת, ומכאן על עיכוב התא. לאחר ביצוע כל התיקון האקולוגי, נוכל להפעיל את נתוני הסביבה הסופיים בכלי PNR. אותו זרימת ECO יושמה בתכנון שלנו, התוצאות וההשפעות נדונות בסעיף אתגרי תזמון ו-pdv.
אתגרים נוספים:
(א) בדיקת ספירת פינים נמוכה מופחתת
עקב התכווצות גודל השבב ל-28 ננומטר, 16 ננומטר, 7 ננומטר, ומעבר לכך, אפילו מספר פיני הקלט/פלט במעבד גדל כאשר סוגים מרובים של דפוסי בדיקה (יותר שערים לוגיים לבדיקה) מיושמים במספר מחזורי בדיקה. להשיג איכות בדיקה גבוהה. כדי להגביל את השימוש במספר ספירות סיכות והפחתה בתזמון הבדיקות הכולל בצורה יעילה יותר, מהנדסי DFT פונים לטכניקות בדיקה חדשות ליישום על מספר הולך וגדל של ספירות סיכות, וסריקת דפוסים בצורה יעילה, כגון כפי ש בדיקת ספירת סיכות מופחתת (RPCT) וגם להשיג כיסוי תקלות מקסימלי.
בדיקות מופחתות של ספירת פינים נמוכה היא פתרון יעיל המאפשר יישום של דפוסי בדיקה במהירות באמצעות בודקים בעלות נמוכה המוגבלת מאוד בפינים על מנת להשיג כיסוי תקלות וזמן בדיקות יישום עם השפעה מינימלית על התכנון.
(ב) מורכבות האריזה
התפקיד המקורי של האריזה היה פשוט להגן על השבבים בפנים, אבל האריזה הופכת מסובכת לא פחות כמו פיתוח SoC(ASIC) מורכב.
בתהליך ייצור המוליכים למחצה, אריזת השבבים היא אחד המרכיבים הקריטיים ביותר, אשר הציף חדשנות ומורכבות ובמיוחד ככל שגודל הטרנזיסטור פוחת. במהלך האריזה, צמתי טכנולוגיה נמוכים יותר עוברים שני מצבים: א) דליפה של אריזה אטומה. ii) אותות לוגיים מתכלים בעת מגע. צמתים אלה עוברים פעילויות אריזה קריטיות מתחילתו ועד סופו הכוללת: אריזה ברמת רקיק (ליטוגרפיה צריבה ובידוד), חבטות, מאוורר החוצה, ערימת שבבים וטכניקות אחרות שתרמו לשבבים בעלי צורה קטנה למהירות גבוהה פונקציונליות שהלקוח ציפה לה באלקטרוניקה ניידת וטכנולוגיות אחרות.
סיכום
עם הזמן, בטכנולוגיה נמוכה יותר הצטמצמו עובי המתכת, הגובה וגובה התא, מה שהכניס מורכבות חדשה בתכנון הספק. גם בשל כך היא הציגה IR/EM חדשים, תזמון, PDV, בדיקות מופחתות של ספירת פינים נמוכה ואתגרי מורכבות האריזה. לאחר שעברנו את האתגרים הללו PNR, זרימת התזמון, ספירת הפינים והאריזה הותאמו אישית, מה שעוזר לנו לצמצם את אתגרי הסימנים הטכנולוגיים הנמוכים יותר. עד כה דנו בכל האתגרים והפתרונות שלה לסגירת התכנון עד לעמידה בלוח הזמנים, שהוא אבן הדרך העיקרית שיש להשיג לפיתוח כל ASIC. אם אתם מחפשים סיוע בתכנון ASIC בהספק נמוך, אנחנו כאן כדי לעזור!
מחברים:
- חֶשְׁבּוֹן
- פעילויות
- אַלגוֹרִיתְם
- אנליזה
- בקשה
- יישומים
- AREA
- ASIC
- זמינות
- תִינוֹק
- הגדול ביותר
- קצת
- עסקים
- מצלמות
- מכוניות
- גרם
- לאתגר
- שינוי
- בדיקות
- שבב
- שבבי
- לקוחות
- סגירה
- ענן
- תשתית ענן
- איסוף
- חברות
- מחשוב
- מכשירים מחוברים
- קישוריות
- תרם
- נוֹכְחִי
- נתונים
- מרכז נתונים
- מרכז נתונים
- עיכוב
- דרישה
- עיצוב
- התקנים
- תחומים
- נהיגה
- ירידה
- מוקדם
- אדג '
- אפקטיבי
- מכשירי חשמל
- הנדסה
- מהנדסים
- וכו '
- הוצאת להורג
- מומחים
- הפד
- תאנה
- תרשים
- סרט צילום
- ראשון
- לסדר
- תזרים
- להקפיא
- גייטס
- גאומטריה
- גלוֹבָּלִי
- טוב
- גדול
- רֶשֶׁת
- לגדול
- גדל
- בריאות
- כאן
- גָבוֹהַ
- להחזיק
- איך
- HTTPS
- עצום
- ICS
- פְּגִיעָה
- כולל
- להגדיל
- התעשייה
- תעשייה
- תשתית
- חדשנות
- אינטרנט
- אינטרנט של דברים
- IOT
- בעיות
- IT
- עבודה
- מפתח
- עוֹפֶרֶת
- רמה
- סִפְרִיָה
- ארוך
- גדול
- ניהול
- ייצור
- מסכה
- מתכת
- סלולרי
- ניטור
- נטו
- רשת
- רשתות
- רשתות
- צמתים
- פועל
- להזמין
- אחר
- אריזה
- ביצועים
- תכנון
- כּוֹחַ
- להגן
- איכות
- להפחית
- דוחות לדוגמא
- דרישות
- משאבים
- תוצאות
- מסלול
- הפעלה
- סריקה
- אבטחה
- סמיקונדקטור
- סט
- שיתוף
- הדמיה
- מידה
- רָפוּי
- So
- פתרונות
- לפתור
- לפצל
- התפשטות
- התמחות
- התחלה
- גירוי
- לספק
- תמיכה
- מתג
- מערכת
- מערכות
- טכנולוגיות
- טכנולוגיה
- טלקום
- מבחן
- בדיקות
- הבלוק
- זמן
- לגעת
- טרנספורמציה
- us
- אימות
- פריטי לבוש
- תְשׁוּאָה