Вставка репитера
 | В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
Вставка повторителя — это метод, используемый для сокращения временных задержек, связанных с длинными проводными линиями в интегральных схемах. Этот метод включает в себя разрезание длинного провода на один или несколько более коротких проводов, а затем вставку повторителя между каждой парой вновь созданных коротких проводов. [1]
Время, необходимое для прохождения сигнала от одного конца провода до другого конца, известно как задержка проводной линии или просто задержка. В интегральной схеме эта задержка характеризуется RC , сопротивлением провода ( R ), умноженным на емкость провода ( C ). Таким образом, если сопротивление провода составляет 100 Ом , а его емкость составляет 0,01 микрофарад (мкФ), задержка провода составляет одну микросекунду (мкс). [2]
Сопротивление провода на интегральной схеме прямо пропорционально или линейно в зависимости от длины провода. Если длина провода 1 мм имеет сопротивление 100 Ом, то длина провода 2 мм будет иметь сопротивление 200 Ом. [3]
Для целей нашего максимально упрощенного обсуждения емкость провода также линейно увеличивается по его длине. Если длина провода 1 мм имеет емкость 0,01 мкФ, длина провода 2 мм будет иметь 0,02 мкФ, длина провода 3 мм будет иметь 0,03 мкФ и т. д.
Таким образом, задержка времени через провод увеличивается пропорционально квадрату длины провода. Это справедливо, в первом приближении, для любого провода, поперечное сечение которого остается постоянным по всей длине провода.
| Длина провода | Сопротивление | Емкость | Задержка времени |
|---|---|---|---|
| 1 мм | 100 Ом | 0,01 мкФ | 1 мкс |
| 2 мм | 200 Ом | 0,02 мкФ | 4 мкс |
| 3 мм | 300 Ом | 0,03 мкФ | 9 мкс |
Следствием такого поведения является то, что, в то время как один провод длиной 2 мм имеет задержку 4 мкс. Два отдельных провода длиной 1 мм имеют задержку только 1 мкс каждый и покрывают то же расстояние за половину времени. Разрезав провод пополам, можно удвоить его скорость. [4]
Чтобы этот научный трюк сработал как следует, между двумя отдельными проводами необходимо разместить активную схему , чтобы переместить сигнал с одного на другой. Активная схема, используемая для этой цели, называется повторителем . В интегральной схеме КМОП повторитель часто представляет собой простой инвертор.
Уменьшение задержки провода путем разрезания его пополам и вставки повторителя известно как вставка повторителя . Стоимость этой процедуры — это дополнительная новая задержка через сам повторитель, плюс стоимость питания, поскольку повторитель — это активная схема, которая должна быть запитана, тогда как простой неповторяющийся провод изначально был пассивным компонентом без питания. [5]
Более подробную информацию см., например, в статье Аникредди и Берлесона « Вставка повторителя в глубокую субмикронную КМОП-структуру: аналитическая модель на основе рампы и анализ чувствительности к размещению» в ISCAS 2000, Международном симпозиуме IEEE по схемам и системам, 28–31 мая 2000 г., Женева, Швейцария (https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=856173).
Ссылки
- ^ Deutsch, A.; Kopcsay, GV; Restle, PJ; Smith, HH; Katopis, G.; Becker, WD; Coteus, PW; Surovic, CW; Rubin, BJ; Dunne, RP; Gallo, T.; Jenkins, KA; Terman, LM; Dennard, RH; Sai-Halasz, GA (1997). «Когда эффекты линии передачи важны для соединений на кристалле?». IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 45 (10): 1836– 1846. doi :10.1109/22.641781. ISSN 0018-9480.
- ^ Дхиман, Рохит; Чандел, Радживан (2016-09-09). «Анализ задержки субпороговых межсоединений с буферной вставкой». Аналоговые интегральные схемы и обработка сигналов . 90 (2): 435– 445. doi :10.1007/s10470-016-0860-8. ISSN 0925-1030.
- ^ "3 Интерфейс между цифровыми логическими схемами", Цифровые интегральные схемы , CRC Press, стр. 501–528 , 2003-12-15, doi :10.1201/b12491-15, ISBN 978-0-203-48690-0, получено 2024-09-16
- ^ MOORE, PHILLIP W.; VEnayagamoorthy, GANESH K. (июнь 2006 г.). «Развитие цифровых схем с использованием оптимизации гибридного роя частиц и дифференциальной эволюции». International Journal of Neural Systems . 16 (3): 163– 177. doi :10.1142/s0129065706000585. ISSN 0129-0657.
- ^ Эль-Мурси, Магди А.; Фридман, Эби Г. (июль 2007 г.). «Формирование проводов в межсоединениях RLC». Интеграция . 40 (4): 461– 472. doi :10.1016/j.vlsi.2006.06.002. ISSN 0167-9260.
