
作者:桥本正德
页数:314
出版社:机械工业出版社
出版日期:2017
ISBN:9787111569879
电子书格式:pdf/epub/txt
内容简介
进入21世纪以来,集成电路制造工艺的发展日新月异,目前已经进入到了前所未有的纳米级阶段。电源完整性作为系统级芯片设计的重要课题,直接影响到集成电路的可靠性、性能以及功耗。因此,本书作者以系统级电源完整性为切入点,深入探讨了电源完整性的影响、时钟产生及分布、输入/输出单元中的电源完整性设计、电源完整性建模、温度效应以及低功耗电源完整性设计等方面的问题,并以IBMPOWER7+处理器芯片作为实例进行分析,后针对新型碳纳米管互连元件在电源完整性中的应用做了简要讨论。
作者简介
作者简介MasanoriHashimoto:分别于1997、1999和2001年在日本京都大学获得通信和计算机工程学士、硕士和博士学位。自2004年起,在日本大阪大学的信息系统工程系从事教学和科研工作,目前是副教授。他的主要研究领域为片上电源噪声和信号耦合噪声的建模和测试工作。Hashimoto博士感兴趣的研究包括时序、功耗和信号完整性分析、超低功耗设计、可靠性设计、软错误建模、物理设计的高性能优化和片上高速信号产生。Hashimoto博士已经发表了200多篇期刊和会议论文,获得2004年ASP-DAC佳论文奖和2008年ASP-DAC大规模集成电路设计竞赛特别功能奖。他是IEEE、ACM、IEICE和IPSJ成员,也是数个国际会议的技术方案委员会成员,包括DAC、ITC、ICCAD、VLSI电路讨论会、ISPD、ASP-DAC、DATE、ICCD和ISQED。
RajNair:于1986年获得印度迈索尔大学电子通信工程学士学位,于1994年获得路易斯安那州立大学电气工程硕士学位。具有超过25年的工业和学术领域科研工作经验,在工程期刊和会议上发表大量的受邀论文和简报,得到同行的广泛好评。职业生涯一直从事电子和半导体相关工作,主要关注功率和功率传送,信号和电源完整性研究。在近的20年,RajNair创办了两个创业公司,主要从事显影硅、封装方面的知识产权和电源完整性相关的电子设计自动化软件。是之前一本关于集成电路电源完整性分析和管理方面著作的合著者,拥有超过40个授权专利,是半导体业、电源完整性和超大规模/3D集成方面的专家顾问。作者简介MasanoriHashimoto:分别于1997、1999和2001年在日本京都大学获得通信和计算机工程学士、硕士和博士学位。自2004年起,在日本大阪大学的信息系统工程系从事教学和科研工作,目前是副教授。他的主要研究领域为片上电源噪声和信号耦合噪声的建模和测试工作。Hashimoto博士感兴趣的研究包括时序、功耗和信号完整性分析、超低功耗设计、可靠性设计、软错误建模、物理设计的高性能优化和片上高速信号产生。Hashimoto博士已经发表了200多篇期刊和会议论文,获得2004年ASP-DAC佳论文奖和2008年ASP-DAC大规模集成电路设计竞赛特别功能奖。他是IEEE、ACM、IEICE和IPSJ成员,也是数个国际会议的技术方案委员会成员,包括DAC、ITC、ICCAD、VLSI电路讨论会、ISPD、ASP-DAC、DATE、ICCD和ISQED。
RajNair:于1986年获得印度迈索尔大学电子通信工程学士学位,于1994年获得路易斯安那州立大学电气工程硕士学位。具有超过25年的工业和学术领域科研工作经验,在工程期刊和会议上发表大量的受邀论文和简报,得到同行的广泛好评。职业生涯一直从事电子和半导体相关工作,主要关注功率和功率传送,信号和电源完整性研究。在近的20年,RajNair创办了两个创业公司,主要从事显影硅、封装方面的知识产权和电源完整性相关的电子设计自动化软件。是之前一本关于集成电路电源完整性分析和管理方面著作的合著者,拥有超过40个授权专利,是半导体业、电源完整性和超大规模/3D集成方面的专家顾问。
本书作者及分工MohabAnis:从2010年开始作为美国大学在开罗的教职人员,2003年至2010年作为加拿大滑铁卢大学的计算机工程终身教授。他发表和出版过超过150篇论文和3本著作,是9个国际期刊的编辑。Anis博士被授予安大略湖早期研究奖,由于卓越的研究成果获得了科尔顿奖章和IEEE国际低功耗设计奖,他在2002年获得滑铁卢大学计算机工程博士学位,他主要参与本书第7章编写。
Chung-KuanCheng:加州大学迭戈分校计算机科学与工程系教授,1991年获得加州大学迭戈分校工程学院NCR教学奖,在2000年成为IEEE会员,2004、2006和2007年获得IBM员工奖。在2013年获得加州大学迭戈分校卓越职工奖。主要参与第5~6章编写。
KianHaghdad:2011年获得加拿大滑铁卢大学电气与计算机工程博士学位,在2008年获得加拿大自然科学和工程委员会研究生奖。主要研究领域为功率和热完整性,低功耗电子学variation-tolerant设计,Haghdad博士2000年在加拿大安大略多伦多创立Hexocom公司,目前是该公司的工程师和董事长。主要参与第7章的编写。
MasanoriHashimoto:本书共同编辑,参与第1~3章和第8章的编写。
XiangHu:目前是高通公司功率完整性工程师,2010年到2013年是美国博通公司ASIC后端工程师。2012年获得圣地亚哥加利福尼亚大学计算机工程博士学位。主要研究方向包括功率分配网络的分析与优化。主要参与本书第5、6章的编写。
RajNair:本书共同编辑,主要参与第1、3和8章的编写。
MizuhisaNihei:分别于1990、1992和2006年获得日本仙台东北大学电气工程工学学士、工程硕士和博士学位。从1992年开始,在日本厚木富士通实验室工作。目前,在厚木国家先进工业科学和技术国家研究所从事石墨烯互连和热管理工艺研究。主要参与本书第10章的编写。
YasuhiroOgasahara:2008年获得日本坂田大学信息系统工程博士学位。目前在日本国家先进工业科学和技术国家研究所从事纳米电子学研究,主要从事新器件的电子集成研究工作。Ogasahara博士获得2008年ASP-DAC大学的大规模集成电路设计竞赛特别功能奖,是IEEE和IEICE成员。参与本书第3章的编写。
AmiraliShayan:2005年获得伊朗德黑兰大学电气工程学士学位,分别于2008年和2011年获得圣地亚哥加利福尼亚大学计算机工程硕士和博士学位。目前是圣地亚哥博通公司低功耗实现项目组成员,他的研究方向包括低功耗实现、管理和分配。主要参与本书第5、6章编写。
HowardH保樱恚椋簦瑁悍直鹩冢保梗福茨旰停保梗福的昊竦眯挛骼祭砉ぱг貉士和硕士学位,1984年加入IBM,从事从封装电气设计和计算机体系分析到新处理器的片上信号和电源完整性分析工作,Smith先生目前是波基普西市IBM公司系统和工艺组传感器工程师,同时作为项目组长负责高集成度CMOS电路和芯片工艺电气分析工作。主要负责本书第9章的编写工作。
NavinSrivastava:在印度理工大学获得技术学士学位,加利福尼亚大学硕士和博士学位。在俄勒冈州威尔逊维尔MentorGraphics公司工作期间主要从事VLSI寄生参数提取和互连模型工作,他在超过25个高引用率的顶 级期刊发表论文并担任多个会议论文的审稿人。负责本书第10章的编写。
ToshioSudo:分别于1973、1975和2006年获得日本东北大学学士、硕士和博士学位。在1975年加入日本东芝公司,主要从事MCM工艺研究和发展,微处理器封装,高速信号完整性设计,功率完整性设计和CMOS大规模集成系统EMC设计工作。在2007年成为日本芝浦工业大学教授,在2004年成为IEEE会员。主要负责本书第4章的编写。
本书特色
进入21世纪以来,集成电路制造工艺的发展日新月异,目前已经进入到了前所未有的纳米级阶段。电源完整性作为系统级芯片设计的重要课题,直接影响到集成电路的可靠性、性能以及功耗。因此,本书作者以系统级电源完整性为切入点,深入探讨了电源完整性的影响、时钟产生及分布、输入/输出单元中的电源完整性设计、电源完整性建模、温度效应以及低功耗电源完整性设计等方面的问题,并以IBMPOWER7 处理器芯片作为实例进行分析,后针对新型碳纳米管互连元件在电源完整性中的应用做了简要讨论。
目录
原书前言
致谢
作者简介
本书作者及分工
第1章 集成电路电源完整性的重要性1
1保薄【体管缩放和电源完整性退化过程1
1保豹保薄『愣üβ剩ǎ茫校┖秃愣üβ拭芏龋ǎ茫校模┧醴畔碌缭赐暾性3
1保豹保病〉凸耗设计及电源完整性退化4
1保豹保场〖成电路中的电源网格噪声5
1保豹保础〉缭赐暾性退化对I/O电路及信号完整性的影响8
1保病〉缭赐暾性恶化的因素9
1保勃保薄〉缭赐暾性退化对良率的影响9
1保勃保病〖跎俚缪估┱购驮黾庸β剩保
1保勃保场≈圃旒胺庾凹际醯脑銮亢统杀荆保
1保勃保础∩杓坪脱橹こ杀荆保
1保勃保怠〔豢沙中的能源浪费13
1保场〔慰嘉南祝保
第2章 电源和衬底噪声对电路的影响15
2保薄〉缭丛肷和衬底噪声15
2保病÷肪兑约把映俚ピ和电源噪声17
2保勃保薄÷肪堆映俸偷缭丛肷之间的关系18
2保勃保病∽楹系ピ延迟22
2保勃保场〈シ⑵魇奔涮匦裕玻
2保场●詈闲вΦ缏芳妒毙蚍治觯玻
2保唱保薄∧训悖玻
2保唱保病〉缭丛肷的时间和空间的相关性30
2保唱保场⊥臣圃肷模型32
2保唱保础「霭阜治觯常
2保础∧D猓射频(RF)电路的噪声影响37
2保椽保薄〉缭丛肷37
2保椽保病〕牡自肷39
2保怠∠疤猓矗
2保丁〔慰嘉南祝矗
第3章 电源完整性中的时钟产生和分布42
3保薄∈敝友邮薄⑵移以及抖动42
3保病∮糜谑敝邮鞯幕チ元件46
3保勃保薄』チ元件的寄生器件46
3保勃保病〉绺械亩ㄒ澹矗
3保勃保场〉绺刑崛。矗
3保勃保础』チ元件仿真53
3保勃保怠∽ㄓ玫母行曰チ元件55
3保勃保丁⌒藕糯输时间和电感58
3保场∈敝邮鹘峁辜捌浞抡妫叮
3保唱保薄∈敝邮鹘峁梗叮
3保唱保病」ひ导妒敝臃植纪络应用63
3保础〉缭丛肷引起的时钟偏移64
3保椽保薄〈行电路中的电源噪声64
3保椽保病≡肷敏感的时钟分布网络仿真65
3保椽保场≡诘缪梗趾臀露龋员浠的情况下,时钟偏移分析的实例66
3保椽保础∮胧敝悠移和电源噪声有关的其他工作71
3保怠∈敝硬生71
3保氮保薄《杂氲缭赐暾性有关的锁相环和延迟锁相环的讨论72
3保氮保病∷相环结构73
3保氮保场∽荚颍保航锁相环与噪声进行隔离74
3保氮保础∽荚颍玻航单端电路以及物理版图设计为差分形式76
3保氮保怠∽荚颍常夯仿仿瞬ㄆ鳌⑵置产生电路和压控振荡器的电源抑制比、
噪声设计78
3保丁∈据通信的时钟提取80
3保丢保薄】关式鉴相器80
3保丢保病∈据恢复延迟锁相环和相位插值器81
3保贰∽芙幔福
3保浮〔慰嘉南祝福
第4章 I/O电路中的信号及电源完整性设计83
4保薄∫言83
4保病〉ザ耍桑O电路设计84
目 录Ⅺ
4保勃保薄⊥步开关输出噪声84
4保勃保病〔饬康耐步开关输出噪声与仿真值的相关性87
4保勃保场∑上电源分布网络的测量以及全局电源分布网络中的反谐振峰值89
4保勃保础⌒藕磐暾性和电源完整性的联合仿真89
4保勃保怠〈幼ㄓ眉成电路芯片中所见的整体电源分布网络阻抗93
4保勃保丁∑涤蚰诘哪勘曜杩梗梗
4保勃保贰〔捎靡览涤谄德誓勘曜杩沟男藕潘ゼ豕兰疲梗
4保场〔罘郑桑O设计99
4保唱保薄〔罘郑桑O电路的信号完整性建模99
4保唱保病〔罘执输线、串扰噪声和通孔的影响100
4保唱保场』织玻璃纤维的共模转换101
4保础∪维系统级封装中的电源完整性设计和评估105
4保椽保薄】碜芟呓峁沟挠攀疲保埃
4保椽保病∪种层叠芯片和三维系统级封装配置107
4保椽保场⊥暾的电源分布网络阻抗及其对同步开关输出噪声的影响113
4保怠∽芙幔保保
4保丁〔慰嘉南祝保保
第5章 电源完整性退化及建模121
5保薄”尘埃保玻
5保病〉缭赐暾性建模123
5保勃保薄“寮兜缭赐暾性123
5保勃保病》庾肮芸堑牡缭赐暾性124
5保勃保场∑上电源网格完整性124
5保场〉缭赐暾性分析125
5保础∑涤蚍治觯保玻
5保怠∈庇蚍治觯保玻
5保丁∧勘曜杩贡尘埃保玻
5保贰∥侍夤式化130
5保浮最坏情况电源分布网络输出电压噪声130
5保埂∥蘅墒迪中韵拗频淖杩梗保常
5保保啊【哂锌墒迪中韵拗频淖杩梗保常
5保保蔼保薄∫唤鬃杩梗保常
5保保蔼保病《阶阻抗134
5保保薄∈导实缭捶植纪络139
5保保豹保薄∥薜刃Т联电阻的理想LC结构140















