瞬变电流紧缩

当英特尔会谈时,人们听。当英特尔执行副总裁大地波尔马特说的主旨在2012年globalfoundries瞬态功率噪声是其中最限制方面的芯片设计过程如何包和董事会电感限制低了,他们可以供应voltage-it显示有效管理的挑战的严重性瞬态的力量。今天暂态功率噪声影响每一个设计,所以这是一个问题在每个人的心头。

瞬态电流/在尖峰电流关闭时真正发挥作用,解释了玛丽安白色,Synopsys对此星系实现平台的营销总监。关闭发生在权力控制(也称为功率切换),就像一个开关关掉电路的一部分。“在尖峰电流,当你把东西。最大的问题是当你打开电源,有一个巨大的电容效应,一切都取决于突然间你有在尖峰电流。你要确保你能够减轻,明白你没有得到一个巨大的浪涌的筹码。”

副总裁Aveek Sarkar产品工程和支持在Ansys Apache提供一个类比的人住在一个房子,有老线路:“每当我们用来打开太多的电器,灯光闪烁。这基本上意味着你增加的数量供应…在一个芯片上的负载,闪烁的类比是逻辑操作慢下来从缺乏瞬时电流供应逻辑状态改变。这是一个副作用的瞬态特性的芯片的操作需求目前由于切换逻辑改变随着时间的推移。现在目前无法提供瞬间感应油门一样定期供应。这是由当地的功放,来自内在的寄生参数线耦合帽或故意开瓶。如果没有足够数量的开瓶或包电感效应严重,电压的开关逻辑将严重退化(由于Ldi / dt效果),导致运行缓慢或失败的逻辑功能。”

他指出,在旧技术节点没有尽可能多的设备的芯片,所以目前瞬变并不大。另外,开瓶使用更有效在芯片内部,所以即使有瞬态效应等设备打开或关闭,开瓶可以供应充电或者因为当前没有那么快。电感通过包不会引起大的下降。然而,现在我们有芯片运行在2 GHz,游戏已经改变了。

“瞬态功率影响的噪音量芯片的因为你有L di / dt(电感*δ电流/δ)创建一定数量的噪音,“Sarkar继续说。“如果电感非常高,你要供应充电,电压响的数量发生的时候你提供电荷使不再有效。如果你有一个零阻抗导系统从电池到芯片,它目前在邮政,然后突然逆变器能立即转变。但这不是正在发生什么。的趋势是di / dt(瞬变电流)只会增加。“这是由于这样的事实:越来越多的设备芯片,结合技术节点推动这些设备越来越高的我开车。

“这些瞬态电流的影响是现在更高的电压降噪音,因为你有更多的di / dt。因为竞争和市场压力设计团队现在必须降低他们的成本方案。他们必须用较少的资源做更多的事。包的电感明显增加,因为如果你有更多的事情可以做得更好,但因为你有少,电感更高所以L di / dt(芯片上的inductance-induced噪声)是更高和更新的技术节点通过电阻和接触那么我们通常能看到更多来自电池电压降的晶体管,”他解释道。

这一切不会有重要的如果我们仍然运行2 v的芯片供应,但现在的电源电压,特别是finFET - 700 mv。500 mV的噪音2 V供应和10 mV噪声在50 mV供应是一个很大的不同之处。”高得多的影响。我们不是在谈论减慢晶体管了,我们讨论导致晶体管失败,”Sarkar指出。

高峰和低谷
设计师的决定如何分析,因此确保设计占瞬变电流的峰值是一个棘手的壮举,因为在设计时进行了分析,解释了Marko咀嚼,在导师图形技术销售工程师,“这意味着你必须有正确的场景从不同的场景有不同的开关特性。这变得艰难的一步——如何生成一个逼真的场景?如果你做一个坏的那么一切交换是交换的同时不会发生所以保险设计…最好的办法是你门电路级仿真运行,观察输出,然后选择那些强调电网最坏的打算。但是大部分时间当你做你无法获得的物理设计。在这个过程中谈到很晚。”

用新技术来解决这一问题,咀嚼强调它归结为利用最佳实践,而不是一个新工具。“你在过去所做的设计,是一个典型的流,因为大多数设计不从头开始,他们使用的是以前的实现,但是有一些相关的知识。的另一面是,如果你做同样的芯片,相同的变异可能是好的。可能GPU和CPU,下一代可能是相同类型的设计。但对SoC的人,每个设计基本上是不同的,然后就变得棘手。”

有各种各样的分析工具能看这些东西,白色表示。”会发生什么你必须生成这些权力门库将是什么,他们的特点是为每个这些开关的开关将知道它将开关。有特征能够处理和铸造库通常会提供这些。你可以做这些开关在一块,这就是我们所说的array-style开关(细粒度的),或者你可以做开关在一个周围环风格(粗粒)。你会知道结果,有一些相关的分析,然后您可以指定在一个设计你的红外下降最大。你可以达到一个目标或一个最大但铸造厂会告诉你他们的指导将开关。“Synopsys对此技术支持静态和动态分析方法。

Apache的方法这个问题通过观察统计算法来预测会发生的场景,与客户合作,了解可以实际使用条件下使用的向量来驱动仿真。一旦包的瞬变电流的存在和董事会参数,可以确定电压降噪音。

更小的几何形状的影响
瞬态功率时,较小的几何图形意味着使用的互联电网进行当前的承载能力较低,因此他们必须支持相同数量的大电流、咀嚼。“小几何图形意味着你必须分配更多的会去路由区域电网。它会去支持相同的门密度。”

外加finFET晶体管,具有更高的栅电容,高输出驱动细胞必须更大,这意味着有更多的电流流动,这意味着电网必须更大,他说。

怀特指出,与较小的几何图形和晶体管像finFET的使用,我们将开始看到——可能由于finFET拥有更多电容因为电容效应发生在红外滴,在尖峰电流,等等——设计必须考虑这些额外的类型的参数。“这就是为什么你需要确保你有很好的细胞特征的分析工具和方法能够带他们。”