互連線串?dāng)_模型與時(shí)延自適應(yīng)研究.pdf

1、隨著微處理器上的晶體管數(shù)目按照摩爾定律呈指數(shù)級(jí)增長，高速互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、還有現(xiàn)在的車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等各種互聯(lián)網(wǎng)+智能硬件產(chǎn)品得以大速發(fā)展。由于消費(fèi)者對(duì)設(shè)備的要求越來越高，更薄更小更快更低功耗，促使集成電路上同樣小的空間里集成越來越多的硅電路。與之對(duì)應(yīng)的是連接電路元器件的互連線的特征尺寸也被設(shè)計(jì)的越來越小，芯片工作的頻率又越來越高，互連線的耦合和時(shí)延問題已經(jīng)成為阻礙電路性能的關(guān)鍵問題，甚至可能導(dǎo)致時(shí)序與邏輯錯(cuò)誤。因此

2、建立簡單有效的串?dāng)_模型與時(shí)延計(jì)算模型是很有必要的，它在一定程度上簡化電路設(shè)計(jì)，為電路設(shè)計(jì)者提供合理有效的參數(shù)，還能為自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件提供參考。本文主要研究的是互連線的時(shí)延和串?dāng)_。
　　本文從互連線的基本電學(xué)參數(shù)出發(fā)，根據(jù)互連線的物理結(jié)構(gòu)，得到了互連線上的電阻電容電感的計(jì)算式。然后分析了互連時(shí)延問題，從傳統(tǒng)的Elmore模型開始，到改進(jìn)的Elmore模型和傳輸線模型。然后對(duì)互連線的串?dāng)_問題進(jìn)行了研究，介紹了電容耦合和電感耦

3、合串?dāng)_的機(jī)理，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有的模型進(jìn)行了分析介紹，Devgan模型和Martin模型只考慮了電容耦合，而矩陣級(jí)聯(lián)模型則考慮了電容和電感耦合。
　　本文考慮到精度和時(shí)間的折衷，還對(duì)Martin模型提出了改進(jìn)，通過與HSPICE的仿真數(shù)據(jù)和Martin模型的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證改進(jìn)模型的合理性。單獨(dú)分析完了時(shí)延和串?dāng)_，本文還分析了串?dāng)_對(duì)時(shí)延的影響。對(duì)于容性串?dāng)_，根據(jù)施擾線和受擾線的信號(hào)跳變方向，通過開關(guān)因子的值來體現(xiàn)串?dāng)_對(duì)時(shí)延的影響。對(duì)于感

4、性串?dāng)_，在ABCD矩陣法的基礎(chǔ)上，建立電學(xué)方程，通過Pade降階，得到時(shí)延的解析表達(dá)式。
　　最后本文從隨機(jī)統(tǒng)計(jì)原理出發(fā)，考慮基于隨機(jī)行走電容提取的多端線網(wǎng)時(shí)延計(jì)算，提出保證準(zhǔn)確度的多端線網(wǎng)自適應(yīng)互連時(shí)延計(jì)算方法。首先推導(dǎo)了互連時(shí)延的隨機(jī)誤差與隨機(jī)行走電容提取結(jié)果誤差的依賴關(guān)系，給出了時(shí)延誤差的理論上限；然后提出了基于誤差上限估計(jì)和基于誤差微調(diào)的2種自適應(yīng)互連時(shí)延計(jì)算策略，它們根據(jù)用戶指定的時(shí)延誤差閾值自動(dòng)調(diào)整執(zhí)行隨機(jī)行走電容提取