قاو هوا، لي هوي

(كلية الحقوق بجامعة العلوم والتكنولوجيا العلوم وتكنولوجيا المعلومات في الصين، خفى 230026)

في تصميم IC الرقمية، إشارة على مدار الساعة لنقل البيانات هو إشارة ساعة مرجعية كورقة الرقمي والمسافة الأسلاك من أعلى تحويل إشارة التردد أطول، هو جزء مهم من الرقمي استهلاك الطاقة رقاقة. لتحسين استهلاك الطاقة من رقائق الرقمية، وظيفة والاستقرار، ويتم عملية الخروج في GF14 نانومتر تصميم شجرة على مدار الساعة الأمثل، وشجرة على مدار الساعة طريقة تصميم خلط بنية H-شجرة وشبكة الساعة مجتمعة، وعلى مدار الساعة من قبل على مدار الساعة شبكة الأداء الأمثل العمود الفقري والاستقرار في التخطيط الشامل للشجرة على مدار الساعة. وتبين نتائج المحاكاة أن الهجين هيكل شجرة على مدار الساعة ويمكن تحسين كبير في الأداء شجرة على مدار الساعة، والحد من طول الأسلاك، على مدار الساعة، ويقابل تأخير نشر، والحد من الأثر البيئي لمعلمات PVT وما شابه ذلك.

14 نانومتر، على مدار الساعة التوليف شجرة، على مدار الساعة شبكة، H-شجرة

CLC: TN47

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.171805

شكل الاقتباس الصيني: قاو هوا، لي دراسة H-شجرة وعلى مدار الساعة شبكة خلط تنفيذ شجرة على مدار الساعة على أساس عملية نانومتر 14 التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (11): 34-37،42.

الإنجليزية شكل الاقتباس: قاو هوا، لي هوي. البحوث وتحقيق H-شجرة وعلى مدار الساعة شبكة مختلطة شجرة على مدار الساعة على أساس 14 نانومتر التكنولوجيا .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (11): 34-37،42.

0 مقدمة

مع تطور تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات، وتردد التشغيل رقاقة رقمية تحسن إلى حد كبير رقاقة زيادة استهلاك الطاقة. إشارة ساعة كنظام الرقمي، "قلب"، لوظيفة النظام الرقمي، وأداء والاستقرار تلعب دورا حاسما . وهكذا جذبت إشارة على مدار الساعة وخصائص تخطيط الشجرة على مدار الساعة اهتمام المصممين، وكيفية الحد من تأخير نشر (ساعة الكمون) على مدار الساعة، ويقابل إشارة على مدار الساعة (ساعة الإنحراف)، والحد من PVT (عملية، والجهد، ودرجة الحرارة) البيئة المتغيرات تؤثر وأصبحت السلطة موضوع تصميم شجرة على مدار الساعة اليوم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التطور السريع في تكنولوجيا الإنتاج اليوم، لا بد من عملية لتعزيز مطالب جديدة من منهجية الرقمية تصميم IC، بنية شجرة على مدار الساعة وحدة محرك المكتبة التقليدية لم تعد التكيف مع التكنولوجيا الجديدة يجلب متطلبات أعلى، لذلك لعملي والبحث لها قيمة معينة من شجرة على مدار الساعة التصميم الهجين H-شجرة تستند على مدار الساعة شبكة ومتقدمة تكنولوجيا الإنتاج GF14 نانومتر.

في هذه المرحلة، والتيار الرئيسي للIC هيكل الرقمي شجرة ساعة H-شجرة، X-شجرة، متوازنة شجرة وعلى مدار الساعة شبكة مثل ، وبعد المسافة H-شجرة من النقطة المركزية في كل عقدة ورقة تساوي النظرية، وبالتالي لديها تحيز على مدار الساعة مزايا التحول صغير. لكنه طالب القيود المفروضة على تخطيط سجلات والأسلاك كبير الصعبة، على مدار الساعة على مدار الساعة شجرة شبكة طول قصيرة، وتأخير عقارب الساعة هو صغير، فمن الصعب ضمان أن الساعة تعويض . من أجل الاستفادة الكاملة من مزايا كل من هيكل شجرة على مدار الساعة، والحد من انحراف تأخير انتشار إشارة على مدار الساعة، للحد من تأثير العوامل البيئية، وبناء تكنولوجيا GF14 نانومتر، والبحث وH-شجرة خلط مدار الساعة على مدار الساعة شجرة شبكة هيكل.

1 H-شجرة شجرة على مدار الساعة مقرها وشبكات مدار الساعة هيكل

الساعة انتشار شكل تنفيذ إشارة من التصميم المادي تسمى شجرة على مدار الساعة، وتسمى نقطة الانطلاق من شجرة على مدار الساعة عقدة الجذر (دبوس الجذر)، وهي إشارة على مدار الساعة من خلال سلسلة من عقدة توزيع تصل المدخلات على مدار الساعة من السجل، نهاية الإشارات على مدار الساعة الترويج ويسمى عقدة ورقة (ورقة دبوس). إشارة ساعة بدءا من عقدة الجذر، عن طريق إدراج محرك متدرج (الاحتياطي) في النهاية تصل إلى عقدة ورقة، وذلك لتشكل شجرة ساعة كاملة .

تتكون H-شجرة هيكل والمنطق شجرة خلط مدار الساعة على أساس شبكة على مدار الساعة من ثلاثة أجزاء: أعلى-H، ساعة شبكة محلية و-H. الأعلى-H هو هيكل H-شجرة على مستوى أعلى، على مدار الساعة شبكة الشبكة هي إشارة موحدة نشر مدار الساعة، والجسر، وأعلى-H اتصال محلي H، محلي H هو جزئية H-شجرة، والذي يحدث بشكل رئيسي في داخليا، كل وحدة المقابلة لأوراق العقد في السجل البدني. البنية المنطقية محددة على النحو التالي:

(1) قسم الأعلى-H، إشارة على مدار الساعة بدءا من جذورها، من خلال رقاقة السائق على مستوى TMAC نشر، تبث إشارة على مدار الساعة إلى وحدة مسافة واحدة وحدة. TMAC TMAC التوزيع العام في هيكل H-شجرة، حيث يشار إلى الاتجاه الأفقي TMAC TMACH، ويشار الاتجاه الرأسي لTMACV. أخيرا، وهو أعلى محرك H-شجرة يشار محطة الانتاج MBUF، MBUF هو في الواقع الحقيقي إشارة على مدار الساعة الانتاج. لإكمال الاتصال وشبكة على مدار الساعة، ويرتبط مع محطة الانتاج واحد من MBUF إلى نفس الصدد، أشار shortBar.

(2) مرحلة شبكة على مدار الساعة، وفقا لوحدة تخطيط وشبكة الكهرباء وشبكة تغطية الشبكة إلى مستوى معدنة رقاقة، للحد من تأثير وما شابه ذلك من إشارة على مدار الساعة من خلال الحديث المتبادل الضجيج والعوامل البيئية، والإنترنت الرأسي وشبكة الأفقي توضع بالتناوب في السلطة والأرض حول خط.

(3)-H المحلي جزء، الأولى ضرورة مدار الساعة شبكة شبكة عازلة تم وضعها مواقع داخل كل وحدة، أي الوحدة الداخلية H-شجرة عقدة الجذر. شبكة عازلة شبكة متصلة مع دبوس مرساة أقرب ساعة المبدأ، ومن ناحية أخرى، من أجل أفضل المنتجات المحلية سجلات العمارة H-شجرة داخل احتياجات وحدة ليتم توزيعها بشكل متناظر في شكل كتلة وفقا لمستوى منطق محطة الانتاج كمنطقة عازلة شبكة نقطة الانطلاق من شجرة على مدار الساعة التوليف شجرة ساعة المحلي .

وباختصار، فإن إشارة ساعة بدءا من جذورها، من خلال أعلى-H تنتشر على مسافة واحدة إلى ساعة رقاقة عيون الشبكة، ومن ثم نشر إلى داخل دبوس مذيع شبكة وحدة عازلة على شبكة، وأخيرا منطقة عازلة شبكة مثل شجرة على مدار الساعة المحلية بعد عقدة الجذر نشر إلى مستويات محرك وحدة السجل النهائية. ويستند هيكل H-شجرة على شبكة الساعة منطقية وخلط شجرة على مدار الساعة كما هو مبين في الشكل.

تصميم وتنفيذ أسلوب 2 خلط شجرة على مدار الساعة

هنا حالة المجسدة استنادا إلى ساعة H-شجرة شبكة والمختلط شجرة على مدار الساعة. تصميم لنانومتر GF14 تحت رقاقة تكنولوجيا GPU، عملية نانومتر GF14 هي العالمي مسبك البحوث المتطورة وتطوير عملية الإنتاج العالمية الراهنة. منطقة رقاقة من حوالي 22 ملم 16 ملم، مسافة السباق رقاقة في 1.3 غيغاهرتز، وعلى مدار الساعة مقرها H-شجرة شبكة شجرة على مدار الساعة الهجينة، على مدار الساعة مراقبة الانحراف مطالبة 80 ملاحظة أو أقل، وشرط تأخير نشر أقل من 350 فرع فلسطين.

على عكس البنية المنطقية والمادية شجرة على مدار الساعة طريقة تصميم الاختلاط يتحقق على مرحلتين تجسيد : العمود الفقري مدار الساعة، ساعة عيون. ويتحقق مرحلة مدار الساعة العمود الفقري بشكل رئيسي بناء H-شجرة، أي، H-شجرة والداخلية من وحدة رقاقة المستوى H-شجرة، تحتاج إلى رقاقة المستوى H-شجرة في TMAC تحقيق، داخل ضرورة وحدة H-شجرة إلى سجلات الداخلية يمكن وضعها القيد، ثم شبكة العازلة لجعل H-شجرة عقدة الجذر، على مدار الساعة على مدار الساعة شبكة الأولية شبكة لاستكمال تخطيط، يتم تعيين مرساة دبوس، ويتم وضعها السائق وحدة محلية (شبكة عازلة).

تصميم 2.1 ساعة العمود الفقري

تصميم وتنفيذ الأعلى-H 2.1.1

ويشمل تصميم العمود الفقري مدار الساعة رقاقة وحدة على مستوى الداخلي H-شجرة. في إشارة على مدار الساعة سبيل المثال GFXCLK، GFXCLK مصدر إشارة تولد على مدار الساعة رقاقة من وحدة وحدة PLL، يتم إنشاء مستقرة PLL تردد على مدار الساعة الانتاج من قبل وسائل المزج تردد رقمي (التردد الرقمية مركب، DFS). رقاقة المستوى H-شجرة من الساعة عقدة الجذر، أولا على طول العمود الفقري انتشار العمودي، مدفوعا مستويات TMACV العمود الفقري الأفقي . محرك الرأسي للTMACV العمود الفقري، محرك الأقراص من TMACH العمود الفقري الأفقي. الساعة العمود الفقري الهيكل العام هو مبين في الشكل.

ميزة هي أن مستوى العمود الفقري يمكن أن تكون متوازنة لإشارة GFXCLK نشر وحدة الارتباط، وكثيرا تحد لتوفير الموارد الجانبي لف . توضع خصائص تخطيط لنفس المستوى من العمود الفقري فقرات TMACH على نفس المستوى، سيتم توجيه هذا في الاتجاه الأفقي القائم TMACH وH-شجرة. ورقة مستوى العقدة في العمود الفقري يسمى MBUF، أي على مستوى الشريحة MBUF H-شجرة حملة النهائي، قراءة إخراج MBUF GFXCLK الحقيقي إشارة لكل وحدة. حيث مستوى الصعوبات تصميم العمود الفقري TMACH تخطيط والتنسيب، ويرجع ذلك إلى عدد كبير من الرقائق وتعقيد مستويات منطق الدائرة البوابة، وضعت TMACH داخل أي وحدة سوف يكون لها تأثير سلبي على توقيت وتوجيه الازدحام في الوحدة النمطية الحالية، وبالتالي فإن من المهم التعامل مع وحدات ذات الصلة التخطيط تخطيط GFXCLK ساعة قبل وضع TAMCH. GFXCLK رقاقة بأكمله وما يرتبط بها من وحدة الساعة 60، هذه الوحدات تقع 60 في صفوف مختلفة، كل صف في صغير كبير حدة الأسلاك وحدات صعوبة صعوبة الأسلاك وضعت بالتناوب، وضعت أخيرا في TMACH صعوبة الأسلاك وحدة داخلية صغيرة. وهذا بدوره يمكن أن يؤثر على TMACH انسداد وتوقيت الشريحة بأكمله إلى أدنى حد ممكن. الأفقي تكوين العمود الفقري تحديدا هو مبين في الشكل (3).

2.1.2 تصميم وتنفيذ-H المحلي

لوحدة الشجرة الساعة الداخلية، وذلك باستخدام نفس الهيكل H-شجرة. وتسمى H-شجرة عقدة الجذر عازلة شبكة، شبكة عازلة يتم وضعها بالقرب من الساعة عيون. من أجل أن H-شجرة الساعة الداخلية برمتها تعويض وتأخير نشر وحدة الحد، يتم وضع وحدة عملية 2 في الاستخدام وسوف create_rp_group create_bound التسجيل مع التسلسل الهرمي المنطقي وضعها في منطقة معينة في IC المطيع، وجميع مناطق محددة داخل يعرض وحدة شبه متناظر توزيعها.

اسم create_rp_group GFXCLKgroup1 الصفوف 10 الأعمدة 3

add_to_rp_group GFXCLKgroup1 خلايا

create_bound -اسم GFXCLKbound1 أبعاد {10} 3 من نوع الصعب

4 شجرة على مدار الساعة جزئيا رقاقة داخل وحدة، وحدة من تسعة شبكة الساعة الداخلية، من شبكة الساعة المتاخمة 200 ميكرون، GFXCLK إشارة على مدار الساعة من الساعة 9 شبكة وأدخلت إلى داخل وحدة لا H- المحلية شجرة، والتسلسل الهرمي المنطقي للشجرة على مدار الساعة 18.

تصميم 2.2 ساعة شبكة

شبكة الساعة أفعال خلط موحد انتشار إشارة على مدار الساعة في بنية شجرة على مدار الساعة. شبكة على مدار الساعة في Hmesh وVmesh. الاتجاه Hmesh الأفقي، وضعت في طبقة M10، VMESH الاتجاه الرأسي، وضعت في طبقة M11. من أجل الحد من إشارة الضوضاء الحديث المتبادل وإشارة على مدار الساعة كونها في عملية الاتصال شبكة، معشق وVmesh بين امدادات الطاقة والأرض. وفي الوقت نفسه، من أجل قمع IR قطرة وساعة مش قد تنشأ مشاكل EM، عندما خطة الأسلاك سيجعل اسعة عيون، كل عرض شبكة من 0.96 ميكرون، وعلى مقربة المسافة إلى شبكة أرضية السلطة هو 1.928 ميكرون . نظرا لخصائص توقيت جيدة من معدن رفيع المستوى، M10 و M11 فقط في طبقة موحدة تغطي شبكة على مدار الساعة، لم تأخذ موارد إضافية المتعرجة. على مدار الساعة رقاقة المستوى مش مبين في الشكل.

والعمود الفقري من 2.3 ساعة ملزمة عيون

بعد الانتهاء من شبكة على مدار الساعة وعلى مدار الساعة العمود الفقري التخطيط تخطيط، شبكة والاحتياجات العمود الفقري أن تكون متصلا لتشكيل هيكل كامل شجرة على مدار الساعة. على مدار الساعة العمود الفقري حملة النهائي لMBUF، وذلك باستخدام shortBar متصلا الناتج من نفس MBUF خط أفقي معا GFXCLK "قطاع الإنتاج". ثم يتم توصيل shortBar وM11 طبقة VMESH، وهذا هو، في إشارة العمودي تروج GFXCLK شبكة شبكة، لا يزال لدفع Hmesh VMESH طبقة الشبكة M10، حتى أن شبكة بأكملها ساعة موزعة بشكل متجانس إشارة على مدار الساعة. لGFXCLK إشارة ساعة أدخلت إلى داخل كل احتياجات وحدة للوصول إلى دبوس مرساة في نهاية Hmesh، يتم توصيل الطرف الآخر من دبوس مرساة لمنطقة عازلة شبكة، أي الداخلية H-شجرة عقدة الجذر، وبالتالي يقود الشبكة على مدار الساعة بأكملها. التفصيلية علاقة اتصال هو مبين في الشكل.

لاختبار أداء بنية شجرة على مدار الساعة، واختيار وحدة gp_tsd، على سبيل المثال GPU، البيانات GPU gp_tsd تحكم وحدة معالجة وحدة، وحدة متضمنه GFCLK الساعة الداخلية. في تنفيذ gp_tsd GFCLK داخل وحدة كما هو مبين في الشكل. من أجل تقديم موقف المخزن المؤقت شبكة، FIG. يظهر 7 فقط على شكل شجرة على مدار الساعة أمام خمسة.

في فترات الذروة، ما سبق H-شجرة تستند على مدار الساعة وعلى مدار الساعة شبكة شبكة التحليل وعكس الكمون شبكة والانحراف مدار الساعة بأكمله، وGFXCLK انحراف حصلت أخيرا هو 54 ملاحظة، الكمون 320 ملاحظة، 8، تلبية تصميم المتطلبات.

وفي الوقت نفسه، مع المسافة الأسلاك هو عدد أقصر وأقل من الميزات القائمة على سائق على مدار الساعة H-شجرة على مدار الساعة وعلى مدار الساعة شبكة متداخلة، والحد من فعالية استهلاك الطاقة من رقائق الرقمية. هذا التصميم يستخدم سينوبسيس المنتجات PrimetimePX لتحليل القوة، وتحليل الرسم البياني في الشكل 9، FIG 10 باستخدام واجهة رسومية مشاهدة تحليل القوة قوة الخيار سائق قبل وبعد التحسين التي يتم الحصول عليها شجرة الساعة التي تظهر.

وكما يتبين من الرسم البياني أعلاه، وحدة الأمثل يقلل من القوة الشاملة نحو 2.53. حيث ثابت استهلاك الطاقة أي تسرب الطاقة هو 0.0117 W، 3.78 من إجمالي الطاقة، أي قوة ديناميكية وتحويل الطاقة الداخلية الطاقة هو 0،2145 W و 0.0825 W، 96.22 من إجمالي الطاقة، على التوالي؛ مجموع استهلاك الطاقة حول 0،3087 W.

3 ملخص

وينقسم هذا ويعرض ورقة بنية شجرة استنادا الهجينة على مدار الساعة H-شجرة وعلى مدار الساعة شبكة ندرك على مدار الساعة وعلى مدار الساعة العمود الفقري هيكل إلى جزأين على مدار الساعة عيون، رقائق مدار الساعة الهياكل العمود الفقري تضم طبقات وحدات الداخلية للH-شجرة، على مدار الساعة شبكة موزعة بانتظام داخل رقاقة المستوى ويكون مسؤولا عن ربط وحدة رقاقة وكانت الشجرة في الساعة الداخلية. في التجارب أعطى GF14 نانومتر GPU GFXCLK عملية خلط تصميم شجرة الساعة الداخلية، فضلا عن مكافحة الحجم وبعد تحليل فترات الذروة PTPX ثبت الشجرة على مدار الساعة مع حسن مدار الساعة خلط تعويض وتأخير عقارب الساعة، وانخفاض كبير التمديدات شجرة على مدار الساعة طول هو أيضا بشكل فعال يقلل من استهلاك الطاقة الكلي من الشريحة.

مراجع

BAKOGLU H B.Circuits، الترابط، والتعبئة والتغليف لVLSI.1990.

CHEN P H، مالكاني S، C بنغ M.Fixing هوائي المشكلة عن طريق الصمام الثنائي الديناميكي، واسقاط والطائر insertion.Proc الجودة الالكترونية Design.2000.

BAKOGLU H B، ماشي J T، MEINDL J D.A متماثل على مدار الساعة distributiontree والأمثل ربط عالية السرعة لإعادة duced انحراف مدار الساعة في ULSI andWSI circuits.Proc.IEEE Int.Conf. الحاسوب Design.1986.

داي هونغ وى قوه وى، هان Zeyao، وما إلى شركة نفط الجنوب رقاقة استراتيجية إدارة مدار الساعة المنخفضة للطاقة الالكترونيات الدقيقة وعلوم الحاسب، 2005 (3).

تشن فيليس، طريقة سريعة للساعة العظام نوع هيكل تشن يو، الأسماك يان وي . الالكترونيات الدقيقة والحاسوب، 2014 (2).

رونغ جي، وتسنغ شيان يونيو، تشن يانغ، الخ متزامن توزيع ساعة النظام الرقمية والبحوث والتكنولوجيا تعويض الانحراف هندسة الحاسب الآلي والعلوم، 2009 (3).

ألف طريق، لين بينغ الفرعية الخلفي .ASIC تصميم على مدار الساعة، ويقابل شجرة ساعة التوليف تكنولوجيا أشباه الموصلات، 2008 (6).

الآلية طريقة التصميم وفقا ل هو جنجشن، Tangchang ون هاو مين. العميقة submicron الرقمي IC العلوم . الإلكترونيات الدقيقة، 2002 (4).