Standard cellás tervezés

Hasonló dokumentumok
Mikroelektronikai tervezés tantermi gyakorlat

Integrált áramkörök/3 Digitális áramkörök/2 CMOS alapáramkörök Rencz Márta Ress Sándor

Integrált áramkörök/4 Digitális áramkörök/3 CMOS megvalósítások Rencz Márta

Irányítástechnika Elıadás. A logikai hálózatok építıelemei

1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: További logikai műveletek

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

MOS alapáramkörök. CMOS áramkörök, konstrukciós kérdések. Elektronikus Eszközök Tanszéke.

Előadó: Nagy István (A65)

1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

DIGITÁLIS TECHNIKA 7. Előadó: Dr. Oniga István

Kombinációs hálózatok és sorrendi hálózatok realizálása félvezető kapuáramkörökkel

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Mikroelektronikai tervezés

Elvonatkoztatási szintek a digitális rendszertervezésben

Integrált áramkörök/2 Digitális áramkörök/1 MOS alapáramkörök. Rencz Márta Ress Sándor Elektronikus Eszközök Tanszék

DIGITÁLIS TECHNIKA I

1. DIGITÁLIS TERVEZÉS PROGRAMOZHATÓ LOGIKAI ÁRAMKÖRÖKKEL (PLD)

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Kombinációs logikai hálózatok 1. rész

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Boole algebra, logikai kifejezések

Digitális technika házi feladat III. Megoldások

Laptop: a fekete doboz

Szekvenciális hálózatok Állapotdiagram

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 1. rész

DIGITÁLIS TECHNIKA feladatgyűjtemény

11.2. A FESZÜLTSÉGLOGIKA

10. Digitális tároló áramkörök

Áramkörök elmélete és számítása Elektromos és biológiai áramkörök. 3. heti gyakorlat anyaga. Összeállította:

Ideális műveleti erősítő

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 3. rész

Analóg áramkörök Műveleti erősítővel épített alapkapcsolások

Bevezetés az informatikába

Digitális technika II. (vimia111) 5. gyakorlat: Tervezés adatstruktúra-vezérlés szétválasztással, vezérlőegység generációk

SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK

SZÁMÍTÓGÉPES ARCHITEKTÚRÁK

Elektronika laboratóriumi mérőpanel elab panel NEM VÉGLEGES VÁLTOZAT! Óbudai Egyetem

VIII. BERENDEZÉSORIENTÁLT DIGITÁLIS INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK (ASIC)

Digitális eszközök típusai

Logikai áramkörök. Informatika alapjai-5 Logikai áramkörök 1/6

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Kombinációs logikai hálózatok 2. rész

Máté: Számítógép architektúrák

8.3. AZ ASIC TESZTELÉSE

Versenyző kódja: 7 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny.

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 4. rész

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 8

EB134 Komplex digitális áramkörök vizsgálata

Máté: Számítógép architektúrák

PAL és GAL áramkörök. Programozható logikai áramkörök. Előadó: Nagy István

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 2. rész

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Boole algebra, logikai kapuáramkörök

Kapuáramkörök működése, felépítése, gyártása

Digitális Rendszerek (BSc)

MÉRŐERŐSÍTŐK EREDŐ FESZÜLTSÉGERŐSÍTÉSE

XI. DIGITÁLIS RENDSZEREK FIZIKAI MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÉRDÉSEI Ebben a fejezetben a digitális rendszerek analóg viselkedésével kapcsolatos témákat

DIGITÁLIS TECHNIKA 8 Dr Oniga. I stván István

Elektronikai technikus Elektronikai technikus

Áramgenerátorok alapeseteinek valamint FET ekkel és FET bemenetű műveleti erősítőkkel felépített egyfokozatú erősítők vizsgálata.

5. KOMBINÁCIÓS HÁLÓZATOK LEÍRÁSÁNAK SZABÁLYAI

Máté: Számítógép architektúrák

DIGITÁLIS TECHNIKA II Dr. Lovassy Rita Dr. Pődör Bálint

Digitális technika VIMIAA01

DIGITÁLIS TECHNIKA 7-ik előadás

6. hét: A sorrendi hálózatok elemei és tervezése

Az integrált áramkörök kimenetének kialakítása

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Logikai kapuáramkörök

Máté: Számítógép architektúrák

Tájékoztató. Használható segédeszköz: számológép

ÁLTALÁNOS SZENZORINTERFACE KÉSZÍTÉSE HANGKÁRTYÁHOZ

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖZLEKEDÉSAUTOMATIKAI ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Vegyes témakörök. A KAT120B kijelző vezérlése Arduinoval

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronikai műszerész Elektronikai műszerész

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Név: Logikai kapuk. Előzetes kérdések: Mik a digitális áramkörök jellemzői az analóg áramkörökhöz képest?

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

DIGITÁLIS TECHNIKA 11. Előadás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Digitális technika VIMIAA02

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

6. LOGIKAI ÁRAMKÖRÖK

Nyomtatóport szintillesztő

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 9

3.6. HAGYOMÁNYOS SZEKVENCIÁLIS FUNKCIONÁLIS EGYSÉGEK

Funkcionális áramkörök vizsgálata

Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

PAL és s GAL áramkörök

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

D I G I T Á L I S T E C H N I K A Gyakorló feladatok 3.

Földzaj. Földzaj problémák a nagy meghajtó képességű IC-knél

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Bevezetés a CMOS logikai áramkörök alkalmazás-technikájába

Békéscsabai Kemény Gábor Logisztikai és Közlekedési Szakközépiskola "Az új szakképzés bevezetése a Keményben" TÁMOP

Összeadás BCD számokkal

Átírás:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Standard cellás tervezés A tanszéken rendelkezésre álló CENSORED technológia bemutatás és esettanulmány

Figyelmeztetés! Ez a bemutató a tervezőrendszer nélkül használhatatlan. Jogi okok miatt sem kapcsolási rajz, sem layout nem szerepelhet benne. Megérteni csak akkor lehet, ha a tervezőrendszerben a megfelelő cellák nézetét párhuzamosan megnyitjuk és együtt nézzük. A laborban az asztalról elindítva a tervezőrendszert, a Library managert kell használni. A standard cellák a CORELIB-ben találhatók. A kapcsolási rajzon található elemek tulajdonságait kijelölés után a q gyorsbillentyűvel lehet megtekinteni. 2

A standard könyvtár névkonvenciója Funkció, bemenetek száma, meghajtóképesség Pl. NAND32 három bemenetű kétszeres meghajtóképességű NAND kapu. A 0 a 0,5 meghajtóképességet jelenti. Az alapinverter méretei (a továbbiakban minden W/L, μmben értve.) nmos titok! pmos titok! Meg kell nézni az INV1-et! A kapuk méretezése általában követi az elmondottakat Emlékeztetőül: a sorba kapcsolt tranzisztorok eredője ki kell,hogy adja az adott meghajtóképesságű inverter tranzisztorának áramát, azaz n sorba kapcsolt tranzisztor esetén a méret n Pl. NAND32 méretei pmos tranzisztorok: az alapinverter pmos tranzisztorának 2 nmos tranzisztorok: az alapinverter nmos tranzisztorának 6 3

A cella fizikai felépítése Rögzített távolság a táp és föld között A szélesség mindig egy egység egész számszorosa A szélesség változik A pontos méret titok, de megnézhető a tervezőrendszerben Belső huzalozás csak az 1. fémrétegen van. Az n-zseb helye is rögzített 4

A cellakönyvtár tartalma Inverterek Különböző meghajtóképességekkel 0.5,1,2,3,4, 6, 8, 10, 12, 15 Layout kis inverter ahogy a pálcikadiagramon rajzoltuk INV2, INV3 megjelenik az aktív zónában megtört gate (így a W/L arány nagyobb lesz.) INV4 párhuzamosan kapcsolt tranzisztorok (W/L összeadódik ) Bufferek Két inverter egymás után. A W/L arány 4 (a bemenet kapacitív terhelése kicsi legyen ) 5

Alapkapuk (NAND / NOR) Különböző bemenetszámban és meghajtóképességgel 2 bemenet, max. 8 3 bemenet, max. 4 4 bemenet, max. 3 a cellaméret és a szubsztrát hatás korlátoz Layout NAND20 ahogy a pálcikadiagram NAND22 az NMOS megvalósítás trükkös NAND23 áthúzás a POLY1-en (ez általában kerülendő, hiszen a polisi ellenállása nagy de valószínűleg muszáj volt ) NAND24 párhuzamos ágak: a nagyméretű tranzisztor két párhuzamos kisebb tranzisztorból van összerakva. A belső összeköttetés nem kell, nincs megvalósítva. NAND33 elfektetett kígyózó gate, trükkös szubsztrát és zseb lekötés 6

Komplex kapuk OAI or-and-invert Pl. OAI21 Y = A + B C OAI22 Y = A + B (C + D) OAI31 Y = A + B + C D OAI211 Y = A + B CD Layout OAI220 mintha az előadásból lépett volna ki Egy aktív zóna + huzalozás Talán a legjobb példa a pálcikadiagram használatára AOI and-or-invert Hasonlóan, mint az OAI kapuk Pl. AOI211 Y = AB + C + D 7

Egyéb logikai áramkörök Invertáló és neminvertáló multiplexerek Órajel vezérelt inverter az alapja. Több bemenetűnél transzfer gate-ek Layout IMUX2 A select inverzét helyben állítja elő Trükkös a POLY1 huzalozás XOR / NXOR kapuk Komplex kapuból származnak Pl. kétbemenetű XOR kapu: AOI21 + NOR2 Y = AB + A + B = A + B A + B = A B + AB Layout: XOR21 jellegzetes XOR41 VISSZAFEJTÉS: HÁZI FELADAT 8

Latchek D-latch Alapja a szokásos, transzfer kapuval megvalósított megoldás Az elején egy minimál inverterrel indul, hogy a meghajtás felé kapacitív bemenet legyen... Egy egy erősítő inverter a kimeneteken. A engedélyezés invertálása belső Különböző változatok Negált kimenettel, vagy anélkül Clear/preset minden variációban. Egy-egy NAND kapuval kiegészítve 9

Flip-flop-ok D F/F Két D latch, master-slave elrendezésben. Reset, enable, preset verziókban Layout Meglehetősen komplex Nagyon gyakran használt, ezért kell az igen kompakt layout. JK ill. T F/F A D tárolót egészítik ki egy-két komplex kapuval 10

A cellák használata - esettanulmány 6502 processzor mag, OpenCores-ról letöltve Nem állítom, hogy reprezentatív a minta De egy processzor jellegű alkalmazást talán lefed Logikai szintézis, RTL compiler, alapbeállításokkal. 1679 cella, kb. 0,14mm 2, 12088 db. tranzisztor 1% 2% 2% 23% 37% Komplex kapuk Alapkapuk 7% Inverterek Regiszterek multiplexer 27% XOR Összeadók 11