CS-422: Intro. VLSI Systems
Fall 2002
Dept. of Computer Science
University of Crete

Exercise 9:
Precharged Bus Line Delay

Due: 14 January 2003 (week 13)

Υπολογίστε κατά προσέγγιση την καθυστέρηση οδήγησης της αρτηρίας της άσκησης 8 όταν η αρτηρία αυτή είναι προφορτισμένη.

Θεωρήστε την αρτηρία της άσκησης 8, πάλι σε μέταλλο-1 με μήκος 25,000 λ. Πάνω της συνδέονται οι ίδιοι 10 δέκτες, ένα transistor προφόρτισης 16λ/2λ (PMOS), και 160 οδηγητές καθέλκυσης. Θα μελετηθούν οδηγητές δύο τύπων, με 3 εκδοχές μεγέθους transistors γιά κάθε τύπο.

  1. Ο πρώτος τύπος οδηγητή αποτελείται από 2 transistors καθέλκυσης σε σειρά. Το επάνω transistor οδηγείται από το σήματα χρονισμού/επιλογής, και το κάτω από το σήμα δεδομένων. Η καθυστέρηση θα μετρηθεί από την ενεργοποίηση του σήματος χρονισμού/επιλογής μέχρις ότου η αρτηρία εκφορτιστεί από 2.5 στα 1.25 Volts. Θα μελετηθούν 3 εκδοχές μεγέθους transistors:
    1. 3λ/2λ,
    2. 4λ/2λ, και
    3. 8λ/2λ.
  2. Ο δεύτερος τύπος οδηγητή αποτελείται από 1 transistor καθέλκυσης, το οποίο οδηγείται από μιά πύλη NOR 2 εισόδων, όπου οι είσοδοι αυτής της πύλης είναι το σήμα χρονισμού/επιλογής και το σήμα δεδομένων. Η καθυστέρηση θα μετρηθεί και πάλι από την ενεργοποίηση του σήματος χρονισμού/επιλογής, μέχρις ότου η αρτηρία εκφορτιστεί όπως πριν. Θα μελετηθούν και πάλι οι ίδιες 3 εκδοχές μεγέθους των transistors καθέλκυσης (αλλά βέβαια αυτή τη φορά το κάθε transistor είναι μόνο του και όχι σε σειρά με άλλο ίδιο):
    1. 3λ/2λ,
    2. 4λ/2λ, και
    3. 8λ/2λ.
    Γιά απλότητα, θεωρήστε δεδομένη την καθυστέρηση της πύλης NOR 2 εισόδων, και απλώς υπολογίστε και προσθέστε σε αυτή την καθυστέρηση οδήγησης της αρτηρίας: θεωρήστε ότι η πύλη έχει καθυστέρηση 120 ps στην εκδοχή (i), 130 ps στην εκδοχή (ii), και 150 ps στην εκδοχή (iii).
Γιά καθεμιά από τις 6 περιπτώσεις τύπου οδηγητή και μεγέθους transistors, υπολογίστε την παρασιτική χωρητικότητα της αρτηρίας και την καθυστέρηση που ζητείται. Κάντε τον υπολογισμό της χωρητικότητας με προσεκτική θεώρηση του ακριβούς layout των transistors και επαφών οδήγησης (όχι προσεγγιστικά όπως στο μάθημα). Παρατηρήστε ότι η χωρητικότητα gate/drain-overlap μετράει σαν απλή (μία φορά) και όχι σαν χωρητικότητα Miller γιά όλους τους οδηγητές εκτός από τον ενεργοποιούμενο, διότι η πύλη όλων αυτών των υπολοίπων οδηγητών δεν αλλάζει τάση. Σχολιάστε τα αποτελέσματά σας, και συγκρίνετέ τα με αυτά της άσκησης 8.


Up to the Home Page of CS-422
 
© copyright University of Crete, Greece.
Last updated: 17 Dec. 2002, by M. Katevenis.