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納米級(jí)集成電路系統(tǒng)電源完整性分析 版權(quán)信息
- ISBN:9787111569879
- 條形碼:9787111569879 ; 978-7-111-56987-9
- 裝幀:暫無(wú)
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類:>>
納米級(jí)集成電路系統(tǒng)電源完整性分析 本書(shū)特色
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),集成電路制造工藝的發(fā)展日新月異,目前已經(jīng)進(jìn)入到了前所未有的納米級(jí)階段。電源完整性作為系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)的重要課題,直接影響到集成電路的可靠性、性能以及功耗。因此,本書(shū)作者以系統(tǒng)級(jí)電源完整性為切入點(diǎn),深入探討了電源完整性的影響、時(shí)鐘產(chǎn)生及分布、輸入/輸出單元中的電源完整性設(shè)計(jì)、電源完整性建模、溫度效應(yīng)以及低功耗電源完整性設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題,并以IBMPOWER7 處理器芯片作為實(shí)例進(jìn)行分析,后針對(duì)新型碳納米管互連元件在電源完整性中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要討論。
納米級(jí)集成電路系統(tǒng)電源完整性分析 內(nèi)容簡(jiǎn)介
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),集成電路制造工藝的發(fā)展日新月異,目前已經(jīng)進(jìn)入到了前所未有的納米級(jí)階段。電源完整性作為系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)的重要課題,直接影響到集成電路的可靠性、性能以及功耗。因此,本書(shū)作者以系統(tǒng)級(jí)電源完整性為切入點(diǎn),深入探討了電源完整性的影響、時(shí)鐘產(chǎn)生及分布、輸入/輸出單元中的電源完整性設(shè)計(jì)、電源完整性建模、溫度效應(yīng)以及低功耗電源完整性設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題,并以IBMPOWER7+處理器芯片作為實(shí)例進(jìn)行分析,后針對(duì)新型碳納米管互連元件在電源完整性中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要討論。
納米級(jí)集成電路系統(tǒng)電源完整性分析 目錄
原書(shū)前言
致謝
作者簡(jiǎn)介
本書(shū)作者及分工
第1章 集成電路電源完整性的重要性1
。豹保薄【w管縮放和電源完整性退化過(guò)程1
。豹保豹保薄『愣üβ剩ǎ茫校┖秃愣üβ拭芏龋ǎ茫校模┛s放下電源完整性3
。豹保豹保病〉凸脑O(shè)計(jì)及電源完整性退化4
113 集成電路中的電源網(wǎng)格噪聲5
。豹保豹保础‰娫赐暾酝嘶瘜(duì)I/O電路及信號(hào)完整性的影響8
。豹保病‰娫赐暾詯夯囊蛩兀
。豹保勃保薄‰娫赐暾酝嘶瘜(duì)良率的影響9
。豹保勃保病p少電壓擴(kuò)展和增加功率11
。豹保勃保场≈圃旒胺庋b技術(shù)的增強(qiáng)和成本12
。豹保勃保础≡O(shè)計(jì)和驗(yàn)證成本13
125 不可持續(xù)的能源浪費(fèi)13
。豹保场⒖嘉墨I(xiàn)14
第2章 電源和襯底噪聲對(duì)電路的影響15
。勃保薄‰娫丛肼暫鸵r底噪聲15
22 路徑以及延遲單元和電源噪聲17
。勃保勃保薄÷窂窖舆t和電源噪聲之間的關(guān)系18
222 組合單元延遲22
。勃保勃保场∮|發(fā)器時(shí)間特性25
。勃保场●詈闲(yīng)電路級(jí)時(shí)序分析28
231 難點(diǎn)28
。勃保唱保病‰娫丛肼暤臅r(shí)間和空間的相關(guān)性30
233 統(tǒng)計(jì)噪聲模型32
。勃保唱保础(gè)案分析34
。勃保础∧M/射頻(RF)電路的噪聲影響37
。勃保椽保薄‰娫丛肼暎常
242 襯底噪聲39
。勃保怠×(xí)題40
。勃保丁⒖嘉墨I(xiàn)40
第3章 電源完整性中的時(shí)鐘產(chǎn)生和分布42
。唱保薄r(shí)鐘延時(shí)、偏移以及抖動(dòng)42
。唱保病∮糜跁r(shí)鐘樹(shù)的互連元件46
。唱保勃保薄』ミB元件的寄生器件46
。唱保勃保病‰姼械亩x46
323 電感提。矗
。唱保勃保础』ミB元件仿真53
325 專用的感性互連元件55
326 信號(hào)傳輸時(shí)間和電感58
。唱保场r(shí)鐘樹(shù)結(jié)構(gòu)及其仿真60
。唱保唱保薄r(shí)鐘樹(shù)結(jié)構(gòu)60
332 工業(yè)級(jí)時(shí)鐘分布網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用63
34 電源噪聲引起的時(shí)鐘偏移64
。唱保椽保薄〈须娐分械碾娫丛肼暎叮
。唱保椽保病≡肼暶舾械臅r(shí)鐘分布網(wǎng)絡(luò)仿真65
343 在電壓V和溫度T變化的情況下,時(shí)鐘偏移分析的實(shí)例66
。唱保椽保础∨c時(shí)鐘偏移和電源噪聲有關(guān)的其他工作71
35 時(shí)鐘產(chǎn)生71
351 對(duì)與電源完整性有關(guān)的鎖相環(huán)和延遲鎖相環(huán)的討論72
352 鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)73
353 準(zhǔn)則1:將鎖相環(huán)與噪聲進(jìn)行隔離74
354 準(zhǔn)則2:將單端電路以及物理版圖設(shè)計(jì)為差分形式76
355 準(zhǔn)則3:環(huán)路濾波器、偏置產(chǎn)生電路和壓控振蕩器的電源抑制比、
噪聲設(shè)計(jì)78
36 數(shù)據(jù)通信的時(shí)鐘提。福
361 開(kāi)關(guān)式鑒相器80
。唱保丢保病(shù)據(jù)恢復(fù)延遲鎖相環(huán)和相位插值器81
。唱保贰】偨Y(jié)81
。唱保浮⒖嘉墨I(xiàn)81
第4章 I/O電路中的信號(hào)及電源完整性設(shè)計(jì)83
41 引言83
42 單端I/O電路設(shè)計(jì)84
目 錄Ⅺ
421 同步開(kāi)關(guān)輸出噪聲84
。椽保勃保病y(cè)量的同步開(kāi)關(guān)輸出噪聲與仿真值的相關(guān)性87
423 片上電源分布網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量以及全局電源分布網(wǎng)絡(luò)中的反諧振峰值89
424 信號(hào)完整性和電源完整性的聯(lián)合仿真89
。椽保勃保怠膶S眉呻娐沸酒兴(jiàn)的整體電源分布網(wǎng)絡(luò)阻抗93
。椽保勃保丁☆l域內(nèi)的目標(biāo)阻抗95
。椽保勃保贰〔捎靡蕾囉陬l率目標(biāo)阻抗的信號(hào)衰減估計(jì)98
43 差分I/O設(shè)計(jì)99
431 差分I/O電路的信號(hào)完整性建模99
。椽保唱保病〔罘謧鬏斁、串?dāng)_噪聲和通孔的影響100
。椽保唱保场C(jī)織玻璃纖維的共模轉(zhuǎn)換101
。椽保础∪S系統(tǒng)級(jí)封裝中的電源完整性設(shè)計(jì)和評(píng)估105
441 寬總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)106
。椽保椽保病∪N層疊芯片和三維系統(tǒng)級(jí)封裝配置107
。椽保椽保场⊥暾碾娫捶植季W(wǎng)絡(luò)阻抗及其對(duì)同步開(kāi)關(guān)輸出噪聲的影響113
45 總結(jié)118
。椽保丁⒖嘉墨I(xiàn)119
第5章 電源完整性退化及建模121
。氮保薄”尘埃保玻
52 電源完整性建模123
。氮保勃保薄“寮(jí)電源完整性123
。氮保勃保病》庋b管殼的電源完整性124
。氮保勃保场∑想娫淳W(wǎng)格完整性124
。氮保场‰娫赐暾苑治觯保玻
54 頻域分析125
。氮保怠r(shí)域分析128
。氮保丁∧繕(biāo)阻抗背景129
。氮保贰(wèn)題公式化130
。氮保浮*壞情況電源分布網(wǎng)絡(luò)輸出電壓噪聲130
59 無(wú)可實(shí)現(xiàn)性限制的阻抗131
。氮保保啊【哂锌蓪(shí)現(xiàn)性限制的阻抗133
。氮保保蔼保薄∫浑A阻抗133
5102 二階阻抗134
。氮保保薄(shí)際電源分布網(wǎng)絡(luò)139
5111 無(wú)等效串聯(lián)電阻的理想LC結(jié)構(gòu)140
納米級(jí)集成電路系統(tǒng)電源完整性分析 作者簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介MasanoriHashimoto:分別于1997、1999和2001年在日本京都大學(xué)獲得通信和計(jì)算機(jī)工程學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。自2004年起,在日本大阪大學(xué)的信息系統(tǒng)工程系從事教學(xué)和科研工作,目前是副教授。他的主要研究領(lǐng)域?yàn)槠想娫丛肼暫托盘?hào)耦合噪聲的建模和測(cè)試工作。Hashimoto博士感興趣的研究包括時(shí)序、功耗和信號(hào)完整性分析、超低功耗設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、軟錯(cuò)誤建模、物理設(shè)計(jì)的高性能優(yōu)化和片上高速信號(hào)產(chǎn)生。Hashimoto博士已經(jīng)發(fā)表了200多篇期刊和會(huì)議論文,獲得2004年ASP-DAC佳論文獎(jiǎng)和2008年ASP-DAC大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽特別功能獎(jiǎng)。他是IEEE、ACM、IEICE和IPSJ成員,也是數(shù)個(gè)國(guó)際會(huì)議的技術(shù)方案委員會(huì)成員,包括DAC、ITC、ICCAD、VLSI電路討論會(huì)、ISPD、ASP-DAC、DATE、ICCD和ISQED。
RajNair:于1986年獲得印度邁索爾大學(xué)電子通信工程學(xué)士學(xué)位,于1994年獲得路易斯安那州立大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位。具有超過(guò)25年的工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域科研工作經(jīng)驗(yàn),在工程期刊和會(huì)議上發(fā)表大量的受邀論文和簡(jiǎn)報(bào),得到同行的廣泛好評(píng)。職業(yè)生涯一直從事電子和半導(dǎo)體相關(guān)工作,主要關(guān)注功率和功率傳送,信號(hào)和電源完整性研究。在近的20年,RajNair創(chuàng)辦了兩個(gè)創(chuàng)業(yè)公司,主要從事顯影硅、封裝方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和電源完整性相關(guān)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。是之前一本關(guān)于集成電路電源完整性分析和管理方面著作的合著者,擁有超過(guò)40個(gè)授權(quán)專利,是半導(dǎo)體業(yè)、電源完整性和超大規(guī)模/3D集成方面的專家顧問(wèn)。作者簡(jiǎn)介MasanoriHashimoto:分別于1997、1999和2001年在日本京都大學(xué)獲得通信和計(jì)算機(jī)工程學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。自2004年起,在日本大阪大學(xué)的信息系統(tǒng)工程系從事教學(xué)和科研工作,目前是副教授。他的主要研究領(lǐng)域?yàn)槠想娫丛肼暫托盘?hào)耦合噪聲的建模和測(cè)試工作。Hashimoto博士感興趣的研究包括時(shí)序、功耗和信號(hào)完整性分析、超低功耗設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、軟錯(cuò)誤建模、物理設(shè)計(jì)的高性能優(yōu)化和片上高速信號(hào)產(chǎn)生。Hashimoto博士已經(jīng)發(fā)表了200多篇期刊和會(huì)議論文,獲得2004年ASP-DAC佳論文獎(jiǎng)和2008年ASP-DAC大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽特別功能獎(jiǎng)。他是IEEE、ACM、IEICE和IPSJ成員,也是數(shù)個(gè)國(guó)際會(huì)議的技術(shù)方案委員會(huì)成員,包括DAC、ITC、ICCAD、VLSI電路討論會(huì)、ISPD、ASP-DAC、DATE、ICCD和ISQED。
RajNair:于1986年獲得印度邁索爾大學(xué)電子通信工程學(xué)士學(xué)位,于1994年獲得路易斯安那州立大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位。具有超過(guò)25年的工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域科研工作經(jīng)驗(yàn),在工程期刊和會(huì)議上發(fā)表大量的受邀論文和簡(jiǎn)報(bào),得到同行的廣泛好評(píng)。職業(yè)生涯一直從事電子和半導(dǎo)體相關(guān)工作,主要關(guān)注功率和功率傳送,信號(hào)和電源完整性研究。在近的20年,RajNair創(chuàng)辦了兩個(gè)創(chuàng)業(yè)公司,主要從事顯影硅、封裝方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和電源完整性相關(guān)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。是之前一本關(guān)于集成電路電源完整性分析和管理方面著作的合著者,擁有超過(guò)40個(gè)授權(quán)專利,是半導(dǎo)體業(yè)、電源完整性和超大規(guī)模/3D集成方面的專家顧問(wèn)。
本書(shū)作者及分工MohabAnis:從2010年開(kāi)始作為美國(guó)大學(xué)在開(kāi)羅的教職人員,2003年至2010年作為加拿大滑鐵盧大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程終身教授。他發(fā)表和出版過(guò)超過(guò)150篇論文和3本著作,是9個(gè)國(guó)際期刊的編輯。Anis博士被授予安大略湖早期研究獎(jiǎng),由于卓越的研究成果獲得了科爾頓獎(jiǎng)?wù)潞停桑牛牛艊?guó)際低功耗設(shè)計(jì)獎(jiǎng),他在2002年獲得滑鐵盧大學(xué)計(jì)算機(jī)工程博士學(xué)位,他主要參與本書(shū)第7章編寫(xiě)。
Chung-KuanCheng:加州大學(xué)迭戈分校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授,1991年獲得加州大學(xué)迭戈分校工程學(xué)院NCR教學(xué)獎(jiǎng),在2000年成為IEEE會(huì)員,2004、2006和2007年獲得IBM員工獎(jiǎng)。在2013年獲得加州大學(xué)迭戈分校卓越職工獎(jiǎng)。主要參與第5~6章編寫(xiě)。
KianHaghdad:2011年獲得加拿大滑鐵盧大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程博士學(xué)位,在2008年獲得加拿大自然科學(xué)和工程委員會(huì)研究生獎(jiǎng)。主要研究領(lǐng)域?yàn)楣β屎蜔嵬暾,低功耗電子學(xué)variation-tolerant設(shè)計(jì),Haghdad博士2000年在加拿大安大略多倫多創(chuàng)立Hexocom公司,目前是該公司的工程師和董事長(zhǎng)。主要參與第7章的編寫(xiě)。
MasanoriHashimoto:本書(shū)共同編輯,參與第1~3章和第8章的編寫(xiě)。
XiangHu:目前是高通公司功率完整性工程師,2010年到2013年是美國(guó)博通公司ASIC后端工程師。2012年獲得圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)工程博士學(xué)位。主要研究方向包括功率分配網(wǎng)絡(luò)的分析與優(yōu)化。主要參與本書(shū)第5、6章的編寫(xiě)。
RajNair:本書(shū)共同編輯,主要參與第1、3和8章的編寫(xiě)。
MizuhisaNihei:分別于1990、1992和2006年獲得日本仙臺(tái)東北大學(xué)電氣工程工學(xué)學(xué)士、工程碩士和博士學(xué)位。從1992年開(kāi)始,在日本厚木富士通實(shí)驗(yàn)室工作。目前,在厚木國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)和技術(shù)國(guó)家研究所從事石墨烯互連和熱管理工藝研究。主要參與本書(shū)第10章的編寫(xiě)。
YasuhiroOgasahara:2008年獲得日本坂田大學(xué)信息系統(tǒng)工程博士學(xué)位。目前在日本國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)和技術(shù)國(guó)家研究所從事納米電子學(xué)研究,主要從事新器件的電子集成研究工作。Ogasahara博士獲得2008年ASP-DAC大學(xué)的大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽特別功能獎(jiǎng),是IEEE和IEICE成員。參與本書(shū)第3章的編寫(xiě)。
AmiraliShayan:2005年獲得伊朗德黑蘭大學(xué)電氣工程學(xué)士學(xué)位,分別于2008年和2011年獲得圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)工程碩士和博士學(xué)位。目前是圣地亞哥博通公司低功耗實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目組成員,他的研究方向包括低功耗實(shí)現(xiàn)、管理和分配。主要參與本書(shū)第5、6章編寫(xiě)。
HowardHSmith:分別于1984年和1985年獲得新西蘭理工學(xué)院學(xué)士和碩士學(xué)位,1984年加入IBM,從事從封裝電氣設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)體系分析到新處理器的片上信號(hào)和電源完整性分析工作,Smith先生目前是波基普西市IBM公司系統(tǒng)和工藝組傳感器工程師,同時(shí)作為項(xiàng)目組長(zhǎng)負(fù)責(zé)高集成度CMOS電路和芯片工藝電氣分析工作。主要負(fù)責(zé)本書(shū)第9章的編寫(xiě)工作。
NavinSrivastava:在印度理工大學(xué)獲得技術(shù)學(xué)士學(xué)位,加利福尼亞大學(xué)碩士和博士學(xué)位。在俄勒岡州威爾遜維爾MentorGraphics公司工作期間主要從事VLSI寄生參數(shù)提取和互連模型工作,他在超過(guò)25個(gè)高引用率的頂 級(jí)期刊發(fā)表論文并擔(dān)任多個(gè)會(huì)議論文的審稿人。負(fù)責(zé)本書(shū)第10章的編寫(xiě)。
ToshioSudo:分別于1973、1975和2006年獲得日本東北大學(xué)學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。在1975年加入日本東芝公司,主要從事MCM工藝研究和發(fā)展,微處理器封裝,高速信號(hào)完整性設(shè)計(jì),功率完整性設(shè)計(jì)和CMOS大規(guī)模集成系統(tǒng)EMC設(shè)計(jì)工作。在2007年成為日本芝浦工業(yè)大學(xué)教授,在2004年成為IEEE會(huì)員。主要負(fù)責(zé)本書(shū)第4章的編寫(xiě)。
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