Методика расчета средней длины связи

Данной методикой устанавливается правило расчета средней длины связи в конструкции коммутационного элемента устройства на любом i ‑м уровне его компоновки, учитывающая оптимизацию процессов трассировки соединений и размещения элементов. Такая методика разработана и приведена в работе [17]. Особенность этой методики заключается в том, что изначально средняя длина неоптимизированной связи (l’_свi) в конструкции коммутационного элемента определяется простой формулой, имеющей вид:

, (6.1)

где

L_xi, L_yi – линейные размеры трассировочной зоны в конструкции коммутационного элемента по осям X и Y соответственно.

Формула (6.1) отражает особенность используемой при выводе исходной компоновочной модели логической схемы, в которой все элементы схемы равномерно расположены на коммутационном основании и связаны друг с другом простыми однозвенными цепями по принципу “каждый с каждым”. Это означает, что при любом размещении элементов в такой модели средняя длина связи остается неизменной.

В реальных конструкциях коммутационных элементов имеют место существенные отличия от исходной модели. Они характеризуются тем, что в реальных логических схемах наравне с однозвенными присутствует большое количество многозвенных (многосвязных) цепей и не каждый элемент схемы соединен друг с другом. Это существенно влияет на величину средней длины связи, т.к. в результате нарушения используемых в исходной модели условий появляется возможность оптимизировать как трассировку многозвенных цепей, так и размещения элементов с целью сокращения длин связей и цепей, повышения их “быстродействия” и технологической реализуемости в конструкциях коммутационных элементов на каждом из уровней компоновки устройства.

Согласно методике расчета средней длины оптимизированной связи (l_свi) фактор оптимизации процессов трассировки цепей и размещения элементов (по отношению к l’_свi исходной модели) учитывается специальным коэффициентом оптимизации K _{опт i}, который определяется как:

. (6.2)

Здесь:

K _{т i} – коэффициент оптимизации трассировки соединений в конструкции коммутационного элемента на i ‑м уровне компоновки, значение которого определяется выражением:

; (6.3)

K _{р i} – коэффициент оптимизации размещения элементов в конструкции коммутационного элемента на i ‑м уровне компоновки, значение которого определяется выражением:

, (6.4)

где:

M_si – общее число типовых посадочных мест под схемные элементы в конструкции коммутационного основания на i ‑м уровне компоновки с учетом условия: M_si > M_i;

k – коэффициент, характеризующий уровень (или качество) оптимизации размещения элементов (имеется в виду уровень оптимизации размещения по отношению к исходной модели, где K_рi = 1).

Значение коэффициента k в принципе может изменяться в широком диапазоне значений, а именно, от k = 0, при котором оптимизация размещения элементов полностью отсутствует, до k = 1/2, когда имеет место идеальная оптимизация размещения, при которой средняя длина связи практически равна шагу размещения элементов. Однако, применительно к существующим программным средствам размещения (независимо от уровня компоновки устройства) значение коэффициента k рекомендуется принимать равным k = 1/3.

Таким образом, в общем случае правило расчета оптимизированной средней длины связи в коммутационном элементе многоуровневой конструкции устройства на любом i ‑м уровне компоновки с учетом факторов оптимизации представляется выражением:

, (6.5)

где , (6.6)

Применительно к частному случаю конструкции коммутационного элемента, характеризующегося симметричной трассировочной зоной (т.е. L_xi = L_yi = L_i) и единым шагом размещения элементов “ а_i ” в направлении X и Y (т.е. a_xi = a_yi = a_i), средняя длина связи определяется как:

, (6.7)

Выражение (6.7) наиболее целесообразно использовать при исследовании влияния степени интеграции и шага размещения логических и функциональных элементов (ЛЭ и ФЭ) на длины связей и цепей и их быстродействие в кристаллах современных БИС и СБИС, рассматривая это влияние как один из главных факторов воздействия на уровень микроэлектронной технологии.

Поиск по сайту: