Пример расчета средней длины связи и средней длины цепи в конструкциях коммутационных элементов обрабатывающих устройств ЭВМ

Условие задачи:

Рассчитать средние длины связей и цепей для 3‑х вариантов конструкции обрабатывающего устройства ЭВМ, логическая схема которого характеризуется наличием 4‑х уровней компоновки элементов:

Вар.1 – устройство представляет собой СБИС на основе КМОП‑элементов, содержащую на одном кристалле все 4 уровня компоновки;

Вар.2 – устройство представляет собой многокристальный модуль (МКМ) на основе бескорпусных КМОП БИС, в котором первые три уровня компоновки выполнены на уровне кристалла БИС, а четвертый – находится на уровне кремниевой подложки МКМ, на которой расположены бескорпусные кристаллы этих БИС;

Вар.3 – устройство представляет собой функциональный блок на основе корпусных КМОП БИС, в котором первые три уровня компоновки выполнены на уровне кристалла БИС, а четвертый – выполнен на уровне многослойной печатной платы (МПП) блока, на которой расположены корпусные БИС.

Исходные данные

1. Общий (эффективно используемый) функциональный объем устройства (в ЭЛЭ), а также число элементов на каждом уровне компоновки принимаются такими же, как в Примере 8.1.

2. В устройстве на всех уровнях используется микропроцессорный принцип компоновки элементов.

3. Размеры кристаллов БИС и СБИС и соответствующий им уровень полупроводниковой технологии (длина канала транзистора – l) составляют:

для БИС – = 5,6 мм, l = 1,0 мкм;

для СБИС – = 12,5 мм, l = 0,45 мкм;

4. Трассировка логических связей в конструкциях кристаллов БИС и СБИС выполняется на отдельных (не связанных с p ‑ n структурами) слоях металлизации, что обеспечивает максимальную плотность размещения структурных элементов в кристалле.

5. Шаг размещения кристаллов и корпусов БИС (с учетом того, что внешние контакты на уровнях компоновки элементов расположены равномерно по всем четырем периферийным сторонам) составляет:

для бескорпусных БИС – = 10 мм;

для корпусных БИС – = 35 мм.

6. Логические элементы в кристаллах БИС и СБИС используются со средней эффективностью, примерно равной 0,5. При этом эффективность использования структурных элементов по уровням компоновки (Э_эi) принять равной:

для i = 1: Э_{э 1} = 0,7

для i = 2: Э_{э 2} = 0,8

для i = 3: Э_{э 3} = 0,9

для i = 4: Э_{э 4} = 1

7. В качестве необходимых дополнительных исходных данных рекомендуется максимально использовать результаты расчета основных (первичных) и производных компоновочных параметров устройства, полученные в Примерах 8.1 и 8.2.

Решение

1. При расчетах средней длины связи (l_свi) и средней длины цепи (l_цi) на i ‑м уровне компоновки устройства использованы формулы (6.7) и (6.8), приведенные в главе 6.

2. Шаг размещения структурных элементов на внутренних уровнях компоновки БИС и СБИС (а_i) определялся исходя из максимального числа элементов на этих уровнях (M_si) и конечных размеров кристалла (L_кр). При этом максимальное значение числа элементов (N_si и M_si) определены с учетом заданной эффективности использования (Э_эi) по формулам:

, .

3. Итоговые результаты расчетов приведены в таблице 8.4.

Поиск по сайту: