Методика расчета параметров системного быстродействия

Методика расчета всех видов быстродействия заключается, главным образом, в расчете системной задержки ЛЭ. При этом важным моментом на каждом уровне компоновки устройства являются расчеты задержки сигнала в межкаскадных логических цепях и числа каскадов ЛЭ в цепи обработки информации.

Расчет задержки в логических цепях связан с представлением логических цепей в виде абстрактных моделей, в которых физическая длина цепи (L_цi) определяется как произведение средней длины связи (l_свi) на среднее число связей в цепи (n_свi), т.е.:

.

Методы расчета средней длины связи и длины цепи с учетом оптимизации процессов трассировки соединений и размещения элементов приведены в пп.6.2 и 6.3. Правило определения среднего числа связей в цепи, основанное на использовании результатов расчета параметров модели логической схемы, приведены в главе 5.

Для определения числа каскадов элементов (h) и числа каскадов ЛЭ (H) на соответствующих уровнях компоновки используются соотношения системной взаимосвязи, приведенные в главе 3.

Вместе с тем, расчет времени задержки в логических цепях, расположенных на разных уровнях компоновки устройства, имеет свои особенности, связанные с необходимостью учета типа линий связи: с активными потерями (напр., RC ‑цепи в кристаллах БИС, СБИС и кремниевых подложках МКМ) или без потерь (напр., LC‑ цепи в конструкциях большинства МПП). Поэтому эти особенности могут быть учтены использованием при расчете следующих формул:

– для логических цепей с потерями (i = 1…3):

, (7.20)

где:

R_вых – выходное сопротивление ЛЭ;

R ₀ – погонное сопротивление проводников логической цепи;

С ₀ – погонная емкость проводников логической цепи.

– для логических цепей без потерь (i = 2…4 и более):

, (7.21)

где: t ₀ – погонная задержка сигнала в линиях связи, определяемая скоростью света и диэлектрической проницаемостью среды;

К_z – коэффициент замедления распространения сигнала в логических цепях, значение которого рекомендуется принимать:

К_z = 1,2 – для плоскостной конструкции устройства;

К_z = 1,5 – для объемной конструкции устройства.

Рассмотренные методы расчета предназначены, главным образом, для практического применения при электронном конструировании узлов, блоков и устройств, а также БИС и СБИС. Вместе с тем, они особенно полезны для использования при исследовании и прогнозировании широкого спектра параметров перспективных конструкций элементов и устройств ЭВМ в зависимости от заданного быстродействия и наоборот.

Глава 8. ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ КОМПОНОВОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
И КОНСТРУКЦИЙ ЭВМ

Поиск по сайту: