Queda IR em VLSI

A distribuição de energia dentro de um chip depende da alimentação de cada transistor que é realizada através da utilização de camadas de metal. Com o novo avanço da tecnologia moderna, os fios responsáveis ​​pela distribuição de energia foram diminuindo de tamanho, enquanto as dimensões físicas dos chips permaneceram relativamente inalteradas. Notavelmente, apesar dessas mudanças, a energia total consumida pelos chips permaneceu relativamente constante.

Além disso, à medida que a corrente ou energia flui através de um resistor, a tensão cai - isso é chamado de queda de IR.

Neste artigo, discutiremos o IR Drop em VLSI, tipos de IR Drop e EM.

A queda de IR em VLSI é conhecida como "Queda de Resistência Intermediária" no "integração em larga escala". Refere-se à variação do potencial elétrico entre as duas extremidades de um fio condutor quando a corrente passa por ele. Essa diferença de potencial é determinada pela queda de tensão em uma resistência, que pode ser calculada multiplicando a corrente (I) que passa por a resistência pelo seu valor de resistência (R).

V (Tensão) = I (Corrente) XR (Resistência)

Observação:Para evitar isso, é importante considerar os problemas de IR Drop durante o projeto do sistema VLSI.

=StrapAvg*Rs*(W/2)*(1/Wstrap)

Nstrappinspace=Dpadspacing/Lspace.

Largura MÍN DO Anel =torcer = Ip/Rj Microm

A queda estática de IR em VLSI refere-se à queda de tensão média experimentada em um projeto VLSI. Esta queda de tensão é influenciada pela rede RC da rede elétrica e desempenha um papel crucial no estabelecimento de conexões entre a fonte de alimentação e as células individuais.

A magnitude da queda de tensão média é determinada por vários fatores, incluindo o período de tempo e um contribuinte significativo para a queda de IR estática é a corrente de fuga do canal de porta.

Vstatic drop = lavy x Rwire (lavy refere-se a correntes de fuga)

A queda dinâmica de IR no VLSI está caindo na tensão devido à alta atividade de comutação dos transistores. A queda acontece quando a demanda de corrente aumenta na fonte de alimentação. Isso acontece devido à troca de atividades dentro do chip. Além disso, avalia a queda de IR ocorrida quando um grande número de circuitos comuta ao mesmo tempo. Portanto, causando pico de demanda atual.

Observação:A queda de IR no VLSI ocorre especificamente quando há um requisito elevado de corrente da fonte de alimentação, que é acionado pelas atividades de comutação do chip.

Vdynamic_drop = L (di/dt) [L é devido à corrente de comutação]

O deslocamento gradual de átomos de metal em um semicondutor é chamado de Eletromigração. A EM ocorre quando a densidade de corrente é alta o suficiente para causar o desvio de íons metálicos na direção do fluxo de elétrons e é caracterizada pela densidade de fluxo de íons.

Considerando que a queda de IR se intensifica na presença de Eletromigração.

Com efeitos EM, as chances de fio de metal explodir e causar curtos são altas. Como o EM aumenta a resistência do fio, causa queda na tensão. Portanto, isso deixará o dispositivo mais lento ou poderá causar falha permanente nos circuitos.

A eletromigração (EM) induz um fenômeno em que as interconexões a jusante em um circuito sofrem estreitamento, enquanto as interconexões a montante e as vias sofrem deposição de metal. Esse efeito do EM resulta tanto na criação quanto na interrupção de conexões, levando a mudanças na resistência de interconexões e vias.

Cada Empresa tem sua forma de analisar o IR Drop e com base nisso os cuidados foram tomados.

Quando as células mudam, a queda é calculada independentemente com a ajuda da resistência do fio. As maneiras de corrigir a queda estática de IR no VLSI:

A fórmula para calcular a queda dinâmica acontece com a ajuda de desligar as células. Maneiras de corrigir a Queda IR Dinâmica:

Como o nó de tecnologia está se contraindo, isso leva a diminuições nas geometrias das camadas metálicas e na resistência do fio. Portanto, isso leva à tensão da fonte de alimentação durante o CTS, os buffers e inversores que foram adicionados ao longo do caminho do relógio para equilibrar a inclinação.