Cross-Talk Noise Immune VLSI Design Using Regular Layout Fabrics

انگیزه این کتاب مشکلاتی است که با کوچک شدن اندازه ویژگی های فرآیند IC با آن مواجه است. به خوبی شناخته شده است که با کوچک شدن اندازه ویژگی های فرآیند، مجموعه ای از مشکلات الکتریکی مانند بحث متقابل، مهاجرت الکتریکی، خود گرمایی و غیره اهمیت پیدا می کنند. گفتگوی متقابل یکی از مشکلات اصلی است زیرا منجر به رفتار طراحی غیرقابل پیش بینی می شود. به طور خاص، بسته به وضعیت سیم‌های مجاور آن، می‌تواند منجر به تغییرات تأخیر قابل توجه یا مشکلات یکپارچگی سیگنال در یک سیم شود. روش‌های معمولی برای مقابله با مشکل گفتگوی متقابل تلاش می‌کنند تا پس از ایجاد مشکل، آن را برطرف کنند. در رویکردمان، ما اطمینان می‌دهیم که بحث متقابل با طراحی حذف می‌شود. اثری که در این کتاب توضیح داده می‌شود تلاش می‌کند دیدگاهی «خارج از جعبه» داشته باشد و سبک طراحی کاملاً متفاوتی را پیشنهاد کند. این سبک طراحی ابتدا یک الگوی چیدمان ثابت (یا پارچه) را بر مدار مجتمع تحمیل می کند و سپس مدار در حال اجرا را در این پارچه تعبیه می کند. پارچه با دقت انتخاب می شود تا مشکل گفتگوی متقابلی که در فرآیندهای آی سی مودم با آن مواجه است، از بین برود. با انتخاب پارچه ما، گفتگوی متقابل بین سیم های مجاور روی یک آی سی بین یک تا دو مرتبه کاهش می یابد. به این ترتیب، مفهوم پارچه، صحبت های متقاطع را از جلو و با طراحی حذف می کند. ما دو جریان طراحی مجزا را پیشنهاد می‌کنیم که هر کدام از مفهوم پارچه برای پیاده‌سازی منطق استفاده می‌کنند. جریان اول از سلول های استاندارد منطبق با پارچه به عنوان وسیله ای برای پیاده سازی استفاده می کند. ما این سلول ها را سلول های فابریک می نامیم و عملکرد منطقی مشابه سلول های استاندارد موجود دارند که با آنها مقایسه می شوند.

This book was motivated by the problems being faced with shrinking IC process feature sizes. It is well known that as process feature sizes shrink, a host of electrical problems like cross-talk, electromigration, self-heat, etc. are becoming important. Cross-talk is one of the major problems since it results in unpredictable design behavior. In particular, it can result in significant delay variation or signal integrity problems in a wire, depending on the state of its neighboring wires. Typical approaches to tackle the cross-talk problem attempt to fix the problem once it is created. In our approach, we ensure that cross-talk is eliminated by design. The work described in this book attempts to take an "outside-the-box" view and propose a radically different design style. This design style first imposes a fixed layout pattern (or fabric) on the integrated circuit, and then embeds the circuit being implemented into this fabric. The fabric is chosen carefully in order to eliminate the cross-talk problem being faced in modem IC processes. With our choice of fabric, cross-talk between adjacent wires on an IC is reduced by between one and two orders of magnitude. In this way, the fabric concept eliminates cross-talk up-front, and by design. We propose two separate design flows, each of which uses the fabric concept to implement logic. The first flow uses fabric-compliant standard cells as an im­ plementation vehicle. We call these cells fabric cells, and they have the same logic functionality as existing standard cells with which they are compared.