RLC互連效應(yīng)的模型及模擬研究.pdf

1、當(dāng)集成電路互連的尺寸不斷縮小,芯片面積不斷增大,同時(shí)為了追求更高的工作速度時(shí),將會(huì)遇到嚴(yán)重的互連問(wèn)題,如信號(hào)延時(shí)、串?dāng)_等等.因此互連的問(wèn)題已成為集成電路發(fā)展的瓶頸.隨著集成電路尺寸的減小和規(guī)模的增大,互連的寄生電感和互感效應(yīng)會(huì)越來(lái)越明顯,互連線的模型必須要考慮到這些效應(yīng)的影響.本文對(duì)RLC互連的模型和模擬技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要貢獻(xiàn)如下:本文在對(duì)幾種常用的基于矩匹配技術(shù)的模型降階方法綜述的基礎(chǔ)上,采用互連系統(tǒng)沖激響應(yīng)的低階矩,基于雙極點(diǎn)

2、近似給出了一種新的估計(jì)互連網(wǎng)絡(luò)輸出響應(yīng)的方法.邏輯門的輸出特性緊密依賴于輸出負(fù)載互連樹的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納.基于RLC互連樹節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納的前三階矩給出一種新的RLC互連П模型的構(gòu)建方法,它是可實(shí)現(xiàn)的互連驅(qū)動(dòng)點(diǎn)等效電路模型的構(gòu)建方法.在可實(shí)現(xiàn)的RLC互連П模型的基礎(chǔ)上,提出了與業(yè)界常用的k-factor方程兼容的"有效電容"的概念.它們均可用于驅(qū)動(dòng)RLC互連樹負(fù)載的邏輯門的輸出響應(yīng)波形的估計(jì).提出了一種基于"有效電容"的RLC互連樹延時(shí)分析的方法,與

3、等效Elmore延時(shí)方法做了比較,新方法與之不同的地方是充分考慮了互連電阻和電感對(duì)電容的屏蔽作用,通過(guò)引入"有效電容"的概念,改善了這種作用對(duì)延時(shí)的影響.分別針對(duì)平衡和非平衡RLC互連樹進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,誤差小于等效Elmore延時(shí)的方法.信號(hào)延時(shí)包括邏輯門延時(shí)和互連延時(shí)兩部分.邏輯門延時(shí)依賴于對(duì)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納的合理近似.本文推導(dǎo)出了簡(jiǎn)單有效的用于模擬RLC互連樹驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納的閉端等效π模型,并給出了一種化簡(jiǎn)復(fù)雜互連樹的方法,將它們應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)復(fù)

4、雜RLC傳輸線互連樹的邏輯門延時(shí)的估計(jì)中,與其它方法相比,它計(jì)算簡(jiǎn)單,精度較高.互連線效應(yīng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注,而分析互連線效應(yīng)大多集中在互連時(shí)序方面,關(guān)于其功耗的分析也不可忽略.以MCM互連為例給出了一種分析RLC傳輸線互連功耗的方法,通過(guò)對(duì)輸入互連的電流及其等效電阻的近似,推導(dǎo)出了RLC互連功耗的頻域數(shù)學(xué)表達(dá)式,給出了計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了本方法的有效性.基于一種簡(jiǎn)單的耦合RC互連模型,采用主導(dǎo)極點(diǎn)近似的方法,推導(dǎo)出了當(dāng)干擾線輸