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《哈尔滨工业大学》 2008年
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超深亚微米IC后端设计中关键技术研究

韦秋初  
【摘要】: 集成电路产业进入了超深亚微米工艺的SoC(System on Chip)时代,设计规模越来越大,工艺的特征尺寸越来越小,集成电路设计方法面临诸多新的挑战。在高速电路中,连线间耦合电容产生的串扰噪声会导致大量的时序违规,甚至逻辑错误;而IR_drop会引起芯片性能的降低,严重时会导致芯片失效;另外,天线效应也严重影响着设计的可靠性。上述三个因素,互连线之间耦合串扰、电源IR_Drop和天线效应已成为集成电路后端设计工程师在设计阶段必须谨慎考虑的问题。 本文首先对相邻连线间的串扰进行了研究,利用RLC模型进行HSPICE仿真,分析影响串扰的因素,得到了减小和修复串扰的理论依据和实践方法。IR_drop是由于电源网络中导线电阻产生的电压损耗,在串扰分析之后介绍了直流电压降的概念和影响,由于5%的IR_drop会引起7%的延时,为了降低IR_drop,本文给出了后端设计中降低IR_drop的设计方法;接着从天线产生的原理出发,研究分析跳线法、插入缓冲器以及插入反偏二极管这三种后端设计中消除天线效应的方法。基于上述研究分析,结合实际项目,在逻辑综合、自动布局布线过程中采取相应措施减小串扰引起的设计违规;利用IR_drop分析结果,在电源规划阶段设计科学的电源网络,使得设计没有IR_drop违例;利用消除天线效应的办法,在布线和版图验证阶段消除天线效应。本文在和舰180纳米CMOS工艺下,在G.722.2语音解码芯片的后端设计中实践了减小和修复串扰、降低IR_drop和消除天线效应的方法,完成了G.722.2语音解码芯片的后端设计,保证了芯片功能和时序的正确以及设计的可靠性,得到了投片需要的GDS文件。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN47

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 田太庆;语音处理芯片的后端设计与关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董刚;杨银堂;李跃进;;两相邻耦合互连的Elmore延时估计(英文)[J];半导体学报;2006年01期
2 刘辉华;刘振;吴磊;李蜀霞;谭炜烽;;超深亚微米信号串扰分析[J];电子科技大学学报;2008年S1期
3 李蜀霞;刘辉华;赵建明;何春;;超深亚微米IC设计中的天线效应分析[J];电子科技大学学报;2008年S1期
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9 王兆勇;胡子阳;郑杨;;自动布局布线及验证研究[J];微处理机;2008年01期
10 时昕,王东辉,侯朝焕;深亚微米SoC中的电源/地网络设计[J];微电子学与计算机;2004年12期
【共引文献】
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6 经彤,洪先龙,蔡懿慈,许静宇,杨长旗,张轶谦,周强,吴为民;SOC中Data-Path布图设计面临的挑战(英文)[J];半导体学报;2002年08期
7 洪先龙,朱祺,经彤,王垠,杨旸,蔡懿慈;非直角互连——布线技术发展的新趋势[J];半导体学报;2003年03期
8 张凌,经彤,洪先龙,许静宇;CEE-Gr:一个在多约束下进行性能优化的总体布线器(英文)[J];半导体学报;2004年05期
9 张帅;张晓林;张展;苏琳琳;;地面数字电视基带调制器芯片电源网络设计[J];北京航空航天大学学报;2009年04期
10 朱幼莲;基于立方扩展法的多输入多输出逻辑综合算法的实现[J];江苏技术师范学院学报;2004年04期
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1 刘成康;红外焦平面阵列CMOS读出电路研究[D];重庆大学;2001年
2 石江宏;无线个人区域网中通信安全问题的研究[D];厦门大学;2002年
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5 刘丽娟;矢量量化编码算法及其VLSI结构设计的研究[D];华中科技大学;2004年
6 潘银松;像素级CMOS数字图像传感器的研究[D];重庆大学;2005年
7 李博;基于共振隧穿结构介观压阻效应的纳机电加速度计研究[D];中北大学;2008年
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9 史江义;基于IP核的SOC设计关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 邹志革;瞬态增强的无电容型LDO设计[D];华中科技大学;2008年
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1 闫颖;基于模拟退火和团划分的综合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王忠宝;无源RFID温度传感芯片模拟前端设计[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 崔庆博;电路中电源/地网络的优化研究[D];北京交通大学;2010年
4 周干民;8位微处理器与IIC总线接口软核的设计与研究[D];合肥工业大学;2001年
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6 蒋见花;ASIC测频芯片的设计[D];湖南大学;2002年
7 孙德坤;基于FPGA的HOST与多单片机的串行通信[D];大连理工大学;2002年
8 赵敏;基于FPGA实现的PCI数据采集卡的研究[D];华北工学院;2002年
9 刘祥远;LVDS高速I/0接口芯片FTLVDS的设计与实现[D];国防科学技术大学;2002年
10 赵丕凤;DVB-C外码系统的ASIC设计与实现[D];浙江大学;2003年
【同被引文献】
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1 高泰,周祖成;混合SoC设计[J];半导体技术;2002年02期
2 千路;林平分;;ASIC后端设计中的时钟偏移以及时钟树综合[J];半导体技术;2008年06期
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4 刘辉华;刘振;吴磊;李蜀霞;谭炜烽;;超深亚微米信号串扰分析[J];电子科技大学学报;2008年S1期
5 陈彬,杨华中,汪蕙;互连线延时和串扰的估算方法[J];电路与系统学报;2003年06期
6 李灿军;语音识别技术应用研究[J];湖南广播电视大学学报;2005年02期
7 曾宏;;深亚微米下芯片后端物理设计方法学研究[J];中国集成电路;2010年02期
8 马剑武,陈书明,孙永节;深亚微米集成电路设计中串扰分析与解决方法[J];计算机工程与科学;2005年04期
9 王兆勇;胡子阳;郑杨;;自动布局布线及验证研究[J];微处理机;2008年01期
10 时昕,王东辉,侯朝焕;深亚微米SoC中的电源/地网络设计[J];微电子学与计算机;2004年12期
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1 张培勇;32位嵌入式CPU的超深亚微米物理实现与验证[D];浙江大学;2005年
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1 周凤亭;基于PC+ASTRO的深亚微米布局布线流程研究[D];东南大学;2005年
2 于倩;ASIC芯片的层次化后端实现[D];复旦大学;2008年
3 张秦;视频处理芯片HTV190物理实现的方法研究[D];复旦大学;2009年
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5 张旻;百万门级SOC芯片深亚微米物理设计的方法[D];复旦大学;2010年
【二级参考文献】
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2 杨旭,黄令仪,叶青,周玉梅;深亚微米设计中天线效应的消除[J];半导体学报;2004年07期
3 董刚,高海霞,杨银堂,李跃进;一种稳定的RLC互连π模型构建及其应用[J];半导体学报;2005年03期
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6 朱志炜,郝跃,赵天绪,张进城;等离子体工艺引起的MOSFET栅氧化层损伤[J];固体电子学研究与进展;2003年01期
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8 鲍海云,经彤,洪先龙,蔡懿慈;一种新的与线网顺序无关的随机优化总体布线算法[J];计算机学报;2001年06期
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10 陈元;丁伟;梁昌洪;张玉;;高速PCB电路中平行微带线的串扰研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
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