纳米级集成电路系统电源完整性分析

纳米级集成电路系统电源完整性分析
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作者:
出版社: 机械工业出版社
2017-09
版次: 1
ISBN: 9787111569879
定价: 125.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 314页
分类: 工程技术
  • 进入21世纪以来,集成电路制造工艺的发展日新月异,目前已经进入到了前所未有的纳米级阶段。电源完整性作为系统级芯片设计的重要课题,直接影响到集成电路的可靠性、性能以及功耗。因此,本书作者以系统级电源完整性为切入点,深入探讨了电源完整性的影响、时钟产生及分布、输入/输出单元中的电源完整性设计、电源完整性建模、温度效应以及低功耗电源完整性设计等方面的问题,并以IBMPOWER7+处理器芯片作为实例进行分析,后针对新型碳纳米管互连元件在电源完整性中的应用做了简要讨论。 译者序原书前言致谢作者简介本书作者及分工第1章 集成电路电源完整性的重要性11.1 晶体管缩放和电源完整性退化过程11.1.1 恒定功率(CP)和恒定功率密度(CPD)缩放下电源完整性31.1.2 低功耗设计及电源完整性退化41.1.3 集成电路中的电源网格噪声51.1.4 电源完整性退化对I/O电路及信号完整性的影响81.2 电源完整性恶化的因素91.2.1 电源完整性退化对良率的影响91.2.2 减少电压扩展和增加功率111.2.3 制造及封装技术的增强和成本121.2.4 设计和验证成本131.2.5 不可持续的能源浪费131.3 参考文献14第2章 电源和衬底噪声对电路的影响152.1 电源噪声和衬底噪声152.2 路径以及延迟单元和电源噪声172.2.1 路径延迟和电源噪声之间的关系182.2.2 组合单元延迟222.2.3 触发器时间特性252.3 耦合效应电路级时序分析282.3.1 难点282.3.2 电源噪声的时间和空间的相关性302.3.3 统计噪声模型322.3.4 个案分析342.4 模拟/射频(RF)电路的噪声影响372.4.1 电源噪声372.4.2 衬底噪声392.5 习题402.6 参考文献40第3章 电源完整性中的时钟产生和分布423.1 时钟延时、偏移以及抖动423.2 用于时钟树的互连元件463.2.1 互连元件的寄生器件463.2.2 电感的定义463.2.3 电感提取473.2.4 互连元件仿真533.2.5 专用的感性互连元件553.2.6 信号传输时间和电感583.3 时钟树结构及其仿真603.3.1 时钟树结构603.3.2 工业级时钟分布网络应用633.4 电源噪声引起的时钟偏移643.4.1 串行电路中的电源噪声643.4.2 噪声敏感的时钟分布网络仿真653.4.3 在电压V和温度T变化的情况下,时钟偏移分析的实例663.4.4 与时钟偏移和电源噪声有关的其他工作713.5 时钟产生713.5.1 对与电源完整性有关的锁相环和延迟锁相环的讨论723.5.2 锁相环结构733.5.3 准则1:将锁相环与噪声进行隔离743.5.4 准则2:将单端电路以及物理版图设计为差分形式763.5.5 准则3:环路滤波器、偏置产生电路和压控振荡器的电源抑制比、噪声设计783.6 数据通信的时钟提取803.6.1 开关式鉴相器803.6.2 数据恢复延迟锁相环和相位插值器813.7 总结813.8 参考文献81第4章 I/O电路中的信号及电源完整性设计834.1 引言834.2 单端I/O电路设计84目  录Ⅺ4.2.1 同步开关输出噪声844.2.2 测量的同步开关输出噪声与仿真值的相关性874.2.3 片上电源分布网络的测量以及全局电源分布网络中的反谐振峰值894.2.4 信号完整性和电源完整性的联合仿真894.2.5 从专用集成电路芯片中所见的整体电源分布网络阻抗934.2.6 频域内的目标阻抗954.2.7 采用依赖于频率目标阻抗的信号衰减估计984.3 差分I/O设计994.3.1 差分I/O电路的信号完整性建模994.3.2 差分传输线、串扰噪声和通孔的影响1004.3.3 机织玻璃纤维的共模转换1014.4 三维系统级封装中的电源完整性设计和评估1054.4.1 宽总线结构的优势1064.4.2 三种层叠芯片和三维系统级封装配置1074.4.3 完整的电源分布网络阻抗及其对同步开关输出噪声的影响1134.5 总结1184.6 参考文献119第5章 电源完整性退化及建模1215.1 背景1215.2 电源完整性建模1235.2.1 板级电源完整性1235.2.2 封装管壳的电源完整性1245.2.3 片上电源网格完整性1245.3 电源完整性分析1255.4 频域分析1255.5 时域分析1285.6 目标阻抗背景1295.7 问题公式化1305.8 最坏情况电源分布网络输出电压噪声1305.9 无可实现性限制的阻抗1315.10 具有可实现性限制的阻抗1335.10.1 一阶阻抗1335.10.2 二阶阻抗1345.11 实际电源分布网络1395.11.1 无等效串联电阻的理想LC结构140......
  • 内容简介:
    进入21世纪以来,集成电路制造工艺的发展日新月异,目前已经进入到了前所未有的纳米级阶段。电源完整性作为系统级芯片设计的重要课题,直接影响到集成电路的可靠性、性能以及功耗。因此,本书作者以系统级电源完整性为切入点,深入探讨了电源完整性的影响、时钟产生及分布、输入/输出单元中的电源完整性设计、电源完整性建模、温度效应以及低功耗电源完整性设计等方面的问题,并以IBMPOWER7+处理器芯片作为实例进行分析,后针对新型碳纳米管互连元件在电源完整性中的应用做了简要讨论。
  • 目录:
    译者序原书前言致谢作者简介本书作者及分工第1章 集成电路电源完整性的重要性11.1 晶体管缩放和电源完整性退化过程11.1.1 恒定功率(CP)和恒定功率密度(CPD)缩放下电源完整性31.1.2 低功耗设计及电源完整性退化41.1.3 集成电路中的电源网格噪声51.1.4 电源完整性退化对I/O电路及信号完整性的影响81.2 电源完整性恶化的因素91.2.1 电源完整性退化对良率的影响91.2.2 减少电压扩展和增加功率111.2.3 制造及封装技术的增强和成本121.2.4 设计和验证成本131.2.5 不可持续的能源浪费131.3 参考文献14第2章 电源和衬底噪声对电路的影响152.1 电源噪声和衬底噪声152.2 路径以及延迟单元和电源噪声172.2.1 路径延迟和电源噪声之间的关系182.2.2 组合单元延迟222.2.3 触发器时间特性252.3 耦合效应电路级时序分析282.3.1 难点282.3.2 电源噪声的时间和空间的相关性302.3.3 统计噪声模型322.3.4 个案分析342.4 模拟/射频(RF)电路的噪声影响372.4.1 电源噪声372.4.2 衬底噪声392.5 习题402.6 参考文献40第3章 电源完整性中的时钟产生和分布423.1 时钟延时、偏移以及抖动423.2 用于时钟树的互连元件463.2.1 互连元件的寄生器件463.2.2 电感的定义463.2.3 电感提取473.2.4 互连元件仿真533.2.5 专用的感性互连元件553.2.6 信号传输时间和电感583.3 时钟树结构及其仿真603.3.1 时钟树结构603.3.2 工业级时钟分布网络应用633.4 电源噪声引起的时钟偏移643.4.1 串行电路中的电源噪声643.4.2 噪声敏感的时钟分布网络仿真653.4.3 在电压V和温度T变化的情况下,时钟偏移分析的实例663.4.4 与时钟偏移和电源噪声有关的其他工作713.5 时钟产生713.5.1 对与电源完整性有关的锁相环和延迟锁相环的讨论723.5.2 锁相环结构733.5.3 准则1:将锁相环与噪声进行隔离743.5.4 准则2:将单端电路以及物理版图设计为差分形式763.5.5 准则3:环路滤波器、偏置产生电路和压控振荡器的电源抑制比、噪声设计783.6 数据通信的时钟提取803.6.1 开关式鉴相器803.6.2 数据恢复延迟锁相环和相位插值器813.7 总结813.8 参考文献81第4章 I/O电路中的信号及电源完整性设计834.1 引言834.2 单端I/O电路设计84目  录Ⅺ4.2.1 同步开关输出噪声844.2.2 测量的同步开关输出噪声与仿真值的相关性874.2.3 片上电源分布网络的测量以及全局电源分布网络中的反谐振峰值894.2.4 信号完整性和电源完整性的联合仿真894.2.5 从专用集成电路芯片中所见的整体电源分布网络阻抗934.2.6 频域内的目标阻抗954.2.7 采用依赖于频率目标阻抗的信号衰减估计984.3 差分I/O设计994.3.1 差分I/O电路的信号完整性建模994.3.2 差分传输线、串扰噪声和通孔的影响1004.3.3 机织玻璃纤维的共模转换1014.4 三维系统级封装中的电源完整性设计和评估1054.4.1 宽总线结构的优势1064.4.2 三种层叠芯片和三维系统级封装配置1074.4.3 完整的电源分布网络阻抗及其对同步开关输出噪声的影响1134.5 总结1184.6 参考文献119第5章 电源完整性退化及建模1215.1 背景1215.2 电源完整性建模1235.2.1 板级电源完整性1235.2.2 封装管壳的电源完整性1245.2.3 片上电源网格完整性1245.3 电源完整性分析1255.4 频域分析1255.5 时域分析1285.6 目标阻抗背景1295.7 问题公式化1305.8 最坏情况电源分布网络输出电压噪声1305.9 无可实现性限制的阻抗1315.10 具有可实现性限制的阻抗1335.10.1 一阶阻抗1335.10.2 二阶阻抗1345.11 实际电源分布网络1395.11.1 无等效串联电阻的理想LC结构140......
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