博碩士論文 955201014 詳細資訊




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姓名 林志勳(Chin-hsun Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系
論文名稱 以區塊層級的電流波形為基礎來估 測電壓降幅之研究
(High-level IR-drop Estimation Based on Macro-level Current Waveform )
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摘要(中) 因應現今電路設計架構愈趨龐大與複雜,加上製程尺寸的進步。現今晶片(Chip)的電壓源供應從過去的2.5伏特,1.8伏特降低至0.13μm製程參數的1.2伏特。不出多久,小於1伏特的電壓源供應也將出現。在這樣的設計環境中,電源線上的電壓降雜訊(IR-drop)因為相對尺寸的關係,所占的比重也更為突顯。因此,電源線上的分析成為了現今電路設計中的一個相當重要課題。然而,電源線上的雜訊往往到了電路合成後的電晶體(Transistor)層級、甚至實體(Physical)層級才能被分析出來,若有不理想的情況發生,必須耗費相當多的時間才可能改進。
本篇研究的主題為提供一個區塊階層電源線上電壓降的估測模型,以便在設計初期時,可以比較方便的進行電壓降雜訊的分析。我們從高階層電流模型出發,這種電流模型的研究是已經被實現的,只要有電源線上的理想電流波形,再結合此篇研究提出的換算方法,即可估測出加入非理想電源線上電阻後的電源線上電壓變化。對設計者來說,這是一個非常方便的早期驗證方法。
摘要(英) With the advance of semiconductor process, the supply voltage of a chip has been shrunk to 1.2v, even less than 1v. In such designs, I-R drop noise on power lines becomes more serious due to it’s increasing ratio. Therefore, power noise analysis has become one of the most important issues in modern design flow. However, traditional power noise analysis can be performed at transistor level only, even at physical level. If power noise problems occur at such a late stage, the redesign cost is very expensive
In this thesis, we propose a high-level IR-drop estimation technique to analyze supply noise at early design stages. Since high-level current waveform modeling has been developed, we propose a transformation process to translate the ideal current waveform into the current waveform with IR-drop effects. Then, the voltage drop on power lines can be obtained very quickly from the none-ideal current waveform. Therefore, this could be a convenient early verification approach for designers to estimate the IR-drop of power lines.
關鍵字(中) ★ 電源線
★ 電壓降幅
關鍵字(英) ★ IR-drop
★ power line
論文目次 目錄
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章 序論 1
1-1 研究動機 1
1-2 分析問題 5
第二章 相關背景與知識 6
2-1 目前IR-drop的研究 6
2-1-1查表法LUT(Look Up Table) 6
2-1-2解方程式(Equation-based) 9
2-2 高階層邏輯電路電流波形估測 12
2-2-1 將電流波形轉換到頻域上分析 12
2-2-2 電路分層的考量 14
第三章 區塊階層電壓降估測模型 16
3-1電路模型 17
3-1-1電路的化簡模型 17
3-1-2 更進一步的等效電路 19
3-2轉移函數 21
3-3內部電路的等效 23
3-3-1輸出端負載等效電容(C_eq) 23
3-3-2電路內部等效電阻(R_eq) 25
3-4能量觀點進行電流補償 29
第四章 電壓降估測自動化流程 33
4-1自動化設計流程 33
4-1-1理想電流波形 34
4-1-2等效模型參數計算 35
4-1-3轉移函數 37
4-1-4能量計算與電流補償 39
4-1-5由電流波形還原電壓降波形 40
4-2實驗結果表格 41
第五章 結論 44
參考文獻 45
參考文獻 參考文獻
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“Accurate Waveform Modeling using Singular Value Decomposition with Applications to Timing Analysis”,DAC 2007, pp.148-153,June, 2007
指導教授 劉建男(Chien-nan Liu) 審核日期 2008-7-16
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