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Ring Oscillator를 이용한 신호의 동시 스위칭 밀도 분석
Analysis Simultaneously Switching Density Using Ring Oscillator 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.45 no.9 = no.375, 2008년, pp.79 - 84  

정상남 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ,  백상현 (한양대학교 전자컴퓨터공학부)

초록
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기술의 발달과 함께 회로의 동작 주파수와 신호의 스위칭 속도가 증가하였다. 신호의 스위칭 밀도에 대하여 정확히 에측 할 수 있다면 보다 안정된 파워 플래인을 설계할 수 있다. 칩에서 예기치 못한 신호의 지연이 발생했을 때 문제를 해결하는데 많은 어려움이 있다. 파라서 회로를 수정하거나 칩의 특성을 정하는 단계에서 스위칭 밀도의 증가를 파악하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 보간법을 이용하여 회로 설계단계에서 스위칭 밀도를 계산하는 방법을 제안했다. 여기서는 링 오실레이터의 스위칭 빈도와 신호의 지연 사이의 관계를 이용하여 보간법을 통해 신호의 스위칭 밀도를 계산하였다. 링 오실레이터는 스위칭이 많이 일어나서 신호의 지연이 축적된 후에 그라운드 바운스의 영향을 측정하기 위해 사용되었다. 실험은 동부 하이텍의 0.18um CMOS 공정 파리미터를 통해 진행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Switching speeds increase in both frequency and the transition rate of edges. Inadequate forecast for simultaneous switching signals may cause designing the power planes without sufficient current capability. The delay of critical signals in a chip can be therefore inadvertently increased and the si...

주제어

#ground bounce   #simultaneous switching   #signal delay  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 것이다. m장에서는 출력 지연을 측정하기 위한 회로가 갖춰야할 조건을 만족시키기 위한 방법으로 로컬루프 회로를 제안하고 이에 대해서 실험을 통해 그 효과를 확인해보았다. IV장에서는 시뮬레이션을 통해 실험에 필요한 조건을 만족시키기 위한 방법과 논문에서 제안한 회로에서 나타나는 출력지연으로 스위칭 정도를 계산하는 방법을 검증할 것이다.
  • 측정하기 위한 회로로 많이 사용된다.的 링 오실 레이 터를 장시간 동작 시켜보면 미세하게 나타나는 출력의 지연을 축적하여 확연히 관찰할 수 있기 때문에 본 논문에서는 출력 지연을 측정하기 위한 회로로 선정하였다.
  • 수 있다. 본 논문에서 제안한 희로를 통해 스위칭 희로 내부 신호에 의해 생성된 그라운드 바운스의 영향을링 오실레이터의 출력에 나타나는 신호의 지연을 통해 살펴보았다.
  • 그 중점을 두었다. 본 논문에서는 그 방법과 실험 결과에 대하여 서술하고자 한다.
  • 중요하다. 본 논문에서는 스위칭 밀도를 측정하기위해 칩 내부의 스위칭의 밀도를 분석하는 회로를 제안하려한다.

가설 설정

  • 그림의 인버터 수에 변화를 주어 링 오실레이터의 주기를 조절 할 수 있다. 세 번째로 (c)Ground Plane 부분은 칩에서 발생하는 인덕터와 저항을 반영한 그라운드 플래인을 간단하게 나타낸 것이다. 이 부분의 인덕턴스와 그 곳에 흐르는 전류의 변화율에 의해 그라운드 바운스가 발생한다.
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참고문헌 (7)

  1. Payam Heydari, "Ground Bounce in Digital VLSI Circuits", IEEE Transaction on Very Large Scale Integration Systems, VOL. 11, NO. 2, April 2003 

  2. Yi-Shing Chang, Sandeep K. Gupta, "Analysis of Ground Bounce in Deep Sub-Micron Circuits", IEEE 15th VLSI Test Symposium, 1997 

  3. A. K. Stamper, J. E. Heidenreich, "Damascene Copper Integration", 4th International Symposium on Plasma Process-Induced Damage, 1999 

  4. Kenneth L. Shepard, Vinod Narayanan, "Noise in Deep Submicron Digital Design", IEEE/ACM InternationalComputer-Aided Design, November 1996 

  5. Howard H. Chen, "Minimizing Chip-Level Simultaneous Switching Noise for High- Performance Microprocessor Design", IEEE International Symposium on Circuit and Systems, VOL. 4, May 1996 

  6. Linda Milor, Larry Yu, Bill Liu, "Logic Product Speed Evaluation and Forecasting During The Early Phases of Process Technology Development Using Ring Oscillator Data", 2nd International Workshop on Statistical Metrology, 1997 

  7. E.Kreyszig,"Advanced Engineering Mathematics 8th edition", WILEY, pp. 848-850, 1999 

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