СБИС 50000 64 mys (1088649), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

в) САПР, настроенная на проектирование МаБИС на основе исходных данных

г) Функциональная схема конкретной МаБИС, построенная на элементах библиотеки БМК.

2. Расчет основных компоновочных параметров

логической схемы

Для микропроцессорного принципа компоновки необходимо рассчитать:

- уровень технологии () и размеры кристалла СБИС с учетом степени интеграции и 50% эффективного использования кристалла;

- размер корпуса СБИС, расположение и назначение контактов;

- шаг размещения кристаллов;

- габаритные размеры подложки СБИС с учетом количества элементов, числа и способа размещения внешних контактов на четвертом уровне компоновки;

- Способ монтажа корпусных СБИС на печатные платы.

2.1. Уровни компоновки (M₂ M₃) :

N_max = M₁ * M₂ * M₃ * M₄ * M_i

M₂ * M₃ = N_max / M₁ * M₄

N_max = 50000 элэ

M₁ = 10 элэ

M₄ = 64 элэ

M₂ * M₃ = 50000 / (10 * 64)

M₂ * M₃ = 78

M₂  6

M₃  13

Для расчета основных компоновочных параметров использовались базовые компоновочные соотношения, отражающие системную взаимосвязь между ними и принципы компоновки элементов на каждом компоновочном уровне. К числу основных компоновочных параметров относятся:

- функциональный объем –М;

- число внешних контактов – m;

- соотношение между числом входных и выходных внешних контактах – К;

- число каскадов элементов в цепочке преобразования и обработки информации – h;

- нагрузочная способность логических цепей по входу и выходу – n и l;

- степень интеграции – N;

2.2. Определение максимальной интеграции СБИС.

Логические элементы в модулях БИС используются со средней эффективностью равной 0,5. При этом эффективность использования структурных элементов на каждом уровне различны:

для i=1: Э_Э1=0,7

для i=2: Э_Э2=0,8

для i=3: Э_Э3=0,9

для i=4: Э_Э4=1

N_maxmax = N_{maxэффект} / Э_эф= 50000/0,5 = 100000 ЭЛЭ

Таблица 2.1.

Уровень компоновки i	Схемная интеграция		Интеграция кристалла
	Ni	Mi	Nsi	Msi
1	10	10	14,29	14,29
2	60	6	107,14	7,50
3	780	13	1547,62	14,44
4	50000	64	99047,62	64

2.3. Определение уровня полупроводниковой технологии () СБИС

=>  = 10 / (N_S4)^1/4 = 10/(99047,62)^1/4 = 0,56 мкм

2.4. Расчет габаритных размеров БМК СБИС.

Линейный размер БМК СБИС равен: L_кр = 5,6 /  = 5,6 / 0,56 = 9,94 мм

Таблица 2.2.

Параметры кристалла СБИС

2.5. Расчет основных и произвольных компоновочных параметров логической схемы устройства.

Для расчета основных компоновочных параметров необходимо пользоваться базовыми компоновочными соотношениями, отражающими системную взаимосвязь между параметрами и принципы компоновки элементов на каждом компоновочном уровне.

Таблица 2.3.

Результаты расчета основных компоновочных параметров устройства

i	Ni	Mi	mi	hi	Hi	Ki	ri	ril	li	ni	pi	qi
0	1	1	4,00	1,00	1,00	3,00	1,00	0,00	1,00	1,00	0,50	0,00
1	10	10	10,67	2,40	2,40	2,37	1,63	0,24	1,32	2,75	0,62	0,19
2	60	6	23,08	2,11	5,08	1,98	1,40	0,17	1,16	2,00	0,58	0,14
3	780	13	70,54	2,84	14,44	1,53	1,45	0,19	1,27	2,16	0,59	0,16
4	50000	64	446,86	5,19	74,97	1,00	1,53	0,21	1,54	2,35	0,60	0,17

Таблица 2.3. (Продолжение)

i	Ni	Mi	Mi max	Ээi	NS i	MS i	mS i
0	1	1	1	1,00	---	---	---
1	10	10	50000	0,70	14,29	14,29	11,95
2	60	6	5000	0,56	107,14	7,50	25,85
3	780	13	833	0,50	1547,61	14,44	79,00
4	50000	64	64	0,50	99047,61	64,00	500,48

3. Расчет энергетических характеристик

3
.1. Мощность, потребляемую одним ЛЭ и питающее напряжение:

Приводя значение необходимого питающего напряжение к стандартным значениям, получим U^БЛЭ= 3 В, а учитывая заданную максимальную эффективную интеграцию и энергетические параметры одного ЛЭ, определим параметры всей СБИС:

3.2. Общая рассеиваемая мощность СБИС и питающий ток:

Необходимый ток с значением 2,7А очень велик. Для питания СБИС необходимо введение дополнительных слоёв питания, с которых соответствующими перемычками и будет осуществлена запитка.

4. Выбор системы охлаждения

Мощность, рассеиваемая СБИС из п.3.2., равна: P_рас = 7,2 Вт

Таблица 4.2.

Зависимость плотности теплового потока от вида системы охлаждения

ВИД СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ	ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, PS [Вт/см2]
Естественная (воздушная)	 0.2
Принудительная воздушная	 1.0
Жидкостная система	 20
Испарительная система	 200
Специальная система	> 200

Для выбора системы охлаждения воспользуемся отношением:

P / S  [ P_S ] ,

где : P = P_{кр факт}^СБИС, Вт;

S – площадь корпуса СБИС, см²;

P_S – плотность, Вт/см² (выбирается из таблицы 4.2.).

Выражая отсюда площадь, получим: S  P / P_S

Из пункта 7.2. берём площадь корпуса: 5,7 см * 5,7 см = 32,04 см ²

Выберем принудительную воздушную систему охлаждения ( P_S < 1,0 ):

32,04  7,2 / 1,0  32,04  7,2 (выполняется).

Т.е. можно заключить, что установив на разработанную корпусную СБИС пассивный радиатор и/или вентилятроную систему воздухообмена, можно обеспечить её нормальное функционирование в составе более сложной системы.

5. Обеспечение помехоустойчивости конструкции

Мероприятия по улучшению помехозащищенности устройства необходимы для обеспечения нормального функционирования устройства в целом. Недопустимы даже кратковременные искажения информации, т.к. они приводят к ошибкам в конечных результатах и, как следствие, к потерям машинного времени для повторного вычисления. Причиной разного рода искажений являются помехи.

1. Во избежание наводок по линиям питания и земли на логические цепи необходимо распределить контакты земли и питания.

Характеристики

Список файлов курсовой работы