Charakteryzacja komórek standardowych CMOS dla generacji wektorów testowych
Proces testowania układu cyfrowego wymaga podania na jego wejścia sekwencji wektorów testowych (krótko - testów) i obserwacji odpowiedzi układu - stanów logicznych wyjść lub poboru prądu. Ponieważ koszt testowania jest proporcjonalny do czasu jego trwania, dąży się do znalezienia możliwie krótkiej sekwencji testów, która pozwoli wykryć jak najwięcej potencjalnych uszkodzeń. Miarą jakości sek[...]
Statyczny pobór mocy w nanometrowych układach scalonych CMOS
Od samego początku technologia CMOS była przeznaczona dla układów cyfrowych do wszelkich zastosowań, w których podstawowym wymaganiem był mały pobór mocy. Bramki statyczne CMOS pobierały prąd w postaci krótkich impulsów w czasie zmiany stanów logicznych (co tworzy dynamiczny pobór mocy), natomiast pobór prądu w stanie ustalonym (statyczny pobór mocy) był znikomo mały. Toteż jeszcze do niedaw[...]
SYSTEMY SCALONE - OD ZASTOSOWAŃ TRADYCYJNEJ TECHNOLOGII CMOS DO NAJNOWSZYCH KONCEPCJI FD-SOI ORAZ VESTIC DOI:10.15199/59.2015.4.108
W artykule opisano w zarysie realizowane
w Zakładzie Metod Projektowania w Mikroelektronice
IMiO PW prace badawcze służące rozwojowi najnowszych
technologii realizacji systemów scalonych. Przedstawiono
wybrane projekty zrealizowane w tradycyjnej technologii
CMOS związane z przestrzenią kosmiczną oraz potencjalne
możliwości i dotychczasowe wyniki badań oraz prace
w ramach rozpoczętego projektu dotyczącego technologii
FD-SOI (Fully-Depleted SOI), a także nad rozwojem alternatywnej,
nowatorskiej koncepcji technologii VeSTIC
(Vertical-Slit Transistor based Integrated Circuit).
1. WSTĘP
Od lat siedemdziesiątych zespół związany z Zakładem
Metod Projektowania w Mikroelektronice w Instytucie
Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki
Warszawskiej (ZMPM IMiO PW) rozwija metodologię
projektowania układów scalonych i narzędzia CAD,
projektuje złożone cyfrowe i analogowe układy do niestandardowych
zastosowań, a także prowadzi badania
nad nowymi przyrządami i układami dla przyszłych
generacji systemów mikroelektronicznych.
Przykładami projektowania niebanalnych układów
specjalizowanych w tradycyjnej, ale zaawansowanej
technologii CMOS, są projekty związane z przestrzenią
kosmiczną opisane w rozdziale 2.
Rozwój technologii CMOS wytwarzania układów
scalonych natrafia jednak na szereg barier i podtrzymanie
jego tempa nazywanego prawem Moore’a staje się
problematyczne w zakresie głęboko submikrometrowych
wymiarów układów. W szczególności,
poważnym ograniczeniem wydajności i skalowania stało
się odprowadzanie ciepła: gęstość wydzielanej mocy
rośnie potęgowo ze zwiększaniem skali integracji, a
możliwości redukcji napięcia zasilania wyczerpują się;
wzrasta też udział mocy statycznej w rozpraszaniu energii
(już w przypadku wymiaru charakterystycznego
technologii CMOS 45 nm może on stanowić nawet ok.
70% mocy całkowitej). Równocześnie procesy technologiczne
są coraz bardziej kosztowne (bardziej złożone
i wykorzystujące drogie ma[...]