Tài liệu Thiết kế vi mạch VLSI ASIC (P2) pdf

Chuén mach Transistor MOS mocha nnel tranastor ochannel tranastor 4" z off ee | Thái nguyên 08/2008 Thiết kê vi mạch VLSI - ASIC - FPGA... Logic CMOS - Mạch chốt: latch is tanspare

Chương 2: Cong nghe CMOS

- Câu trúc của p-mos và n-mos

n* poly p™ poly

** oxide °° `

silicide SY ` silicide silicide silicide

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 31

2.1 Chuén mach Transistor MOS

mocha nnel tranastor ochannel tranastor

4" z off

ee

|

Thái nguyên 08/2008 Thiết kê vi mạch VLSI - ASIC - FPGA

2.2 Logic CMOS

1' T8"

‘

- he ND or Os "]ạm GND or

- Công đảo:

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 33

2.2 Logic CMOS

- Nguyên tắc ghep công CMOS

„ Nguyên tắc mắc song song cho logic OR

„ Nguyên tắc mắc nỗi tiễp cho logic AND

- Nguyên tắc thiét ke mach CMOS

„ Việt ham cho F (dùng bìa cacno nhóm phân

CD

= Viét ham cho F” (dùng bìa cacno nhóm phan

tử 0, hoặc lây đảo của F)

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 34

2.2 Logic CMOS

- Thiết kê công AND hai đầu vào

rs

F=a.b

b

F = a.b {dùng mạch nỗi tiếp}

F’ = a’ + b’ {dung mach song song}

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 35

2.2 Logic CMOS

* Thiét ké cOng AND hai dau vao

VDD

a

a

—

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 36

2.2 Logic CMOS

- Cổng NAND 2 đầu vào: Va F=ab

„ Xây dựng: Bảng chân lý

„ Sơ đỒ mạch:

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 37

2.2 Logic CMOS

- Công OR 2 đâu vào:

> F= a+b

Thái nguyên 08/2008 Thiết kê vi mạch VLSI - ASIC - FPGA

2.2 Logic CMOS

*Céng NOR2dauvao:

„ Xây dựng: Bảng chân lý :

„ Sơ đỒ mạch:

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 39

2.2 Logic CMOS

“ bai tập

„ Thiết ké mạch thực hiện hàm logic sau sử dụng phân tử cơ bản CMOS

F = a.b.c // phân tử and 3 đâu vào

F =a+b +c// phân tử or 3 đâu vào

F=ab.cta.dte

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 40

2.2 Logic CMOS

- Mạch chốt:

latch is tansparent

CL KN CL KF

\_

(a)

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 41

2.2 Logic CMOS

master

CL KH

ofa yf

* Flip-Flop: cit ba

CL KN CL KF

load master

CLK=0

load master load dave load master load dave

M

#—decision wind ow

DUA?

2.2 Cdng truyén CMOS

- Công truyên:

S'

×~—é“ ra ey £ ''

[Ese 1 | “sis

5

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 43

2.2 Cdng truyén CMOS

: Bộ ghép kénh CMOS 2 dau vao:

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA

2.2 Cdng truyén CMOS

- Bộ ghép kênh CMOS 2 đâu vào:

- MUX là phân tử cơ bản tạo ra các khôi logic

trong thiệt kê cho ASIC

„ MUX con được dùng đề thiết kê ra các phân

tu logic co’ ban va cac mach logic (sé duoc chi tiêt ở chương 4)

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 45

Chương 3: Cac ASIC lập trình được

Thái nguyên 08/2008 Thiết kê vi mạch VLSI - ASIC - FPGA

Liên két lap trình được

- ASIC/FPGA được câu tạo từ các phân tử

hoặc các khôi logic cơ bản

- Các khôi này được liên kết với nhau một

cách toàn diện, tức là mợi tiêp điêm déu

được liên kêt với nhau

- Các liên kết này sẽ trở nên dẫn khi khi

được lập trình, gọi là antifuse — phản câu

ia

Thai nguyén 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA

3.1 Phan cau tri (antifuse)

- Trái ngược với câu trì, phản câu trì có điện trở rât lớn, tương đương với một

mạch hở

I=>0

mm

c

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 48

n+ antifuse diffusion antifuse antifuse u antifuse

ONO dielectric link icon antifuse polysilicon

_Jj\ a

antifuse polysilicon

oxide-nitride-oxide

(ONO) dielectric

> +

nt antifuse diffusion n+ antifuse

Hình 4.1: Phản cầu chì của Actel (a) Mặt cắt ngang (b) Bản vẽ đã được đơn giản

Điện môi ONO (oxide-nitride-oxide) có bé dày nhỏ hơn 10 nm, nên giản đỏ này

không cần định tỉ lệ (e) Phản cầu chì có kích thước xấp xỉ một tiếp xúc

Thái nguyên 08/2008 Thiét ké vi mach VLSI - ASIC - FPGA Slide 49

3.1 Phan cau tri (antifuse)

* Khi có 1 dòng điện lập trinh khoang smA

chạy qua, phản câu trì sẽ trở lên dân điện

HC

mm

|

Thái nguyên 08/2008 Thiết kê vi mạch VLSI - ASIC - FPGA