高速互连线间的串扰规律研究

信号完整性中的串扰问题是目前高速电路设计中的难点和重点问题.利用高速电路仿真软件HSPICE和MATLAB软件,对高速电路中的互连线串扰模型进行了仿真分析,总结了三种变化因素下互连线问的串扰规律,对部分串扰规律进行了探索性的研究.     

若干因素下的高速互连线间的串扰规律研究

信号完整性中的串扰问题是目前高速电路设计中的难点和重点问题。利用高速电路仿真软件HSPICE和MATLAB软件对高速电路中的互连线串扰模型进行了仿真分析,总结了三种变化因素下互连线间的串扰规律,对部分串扰规律进行了探索性的研究。     

互连线串扰耦合噪声的ABCD矩阵模型

高频互连线间的相互耦合和相互感应是产生串扰的一个重要因素。已有文献利用二端口网络ABCD矩阵从理论上求出了耦合互连线阶跃响应,但该方法对互感描述不准确,导致计算复杂,且对串扰耦合噪声的估计不够准确。该文根据互感的基本定义,修改了原模型中互感的表示方法,提出了一个新的ABCD矩阵级联模型,对LTCC工艺互连线的串扰耦合噪声进行分析,并将得到的ABCD模型分析结果与ADS软件的仿真结果对比,验证了改进的ABCD模型的准确性。     

互连线间容性串扰对延迟的影响

集成电路的性能越来越受到互连线间寄生效应的影响,特别是耦合电容的容性串扰,容性串扰引起互连线跳变模式相关的延迟。文中从E lm ore de lay定义的角度推导了互连线受同时跳变的阶跃信号激励时开关因子的大小,分析了互连线受非同时跳变的阶跃信号激励时耦合电容对互连线延迟的影响,给出了不同激励时的受害线延迟计算方法。分析表明,开关因子为0和2不能描述耦合电容对受害线延迟影响的下上限。H sp ice模拟结果证明了分析计算的准确性。     

碳纳米材料互连线的单粒子串扰特性研究

碳纳米材料互连线由于其良好的电学、热学和力学特性,成为研究热点.随着技术节点的缩减,串扰效应对电路的影响愈加显著.本文针对单壁碳纳米管束（Single Walled Carbon Nanotube Bundles,SWCNT）、多壁碳纳米管束（Multi Walled Carbon Nanotube Bundles,MWCNT）、单层石墨烯（Single Layer Graphene Nano-Ribbon,SLGNR）及多层石墨烯（Multi Layer Graphene Nano-Ribbon,MGLNR）的互连线,研究了统一的等效RLC模型,并构建了单粒子串扰（SEC）的等效电路,对比分析了四种互连线在32 nm,21 nm和14 nm技术节点下的SEC峰值电压和脉冲宽度.结果表明,与铜互连线相比,碳纳米材料互连线的SEC较弱,但对传输信号的衰减作用较大,综合信号衰减和耦合作用程度,SWCNT和MLGNR更能有效抑制SEC的传播和影响.最后,本文利用灰色理论,分析了SEC与RLC参数之间的潜在关联性.     

串扰噪声及串扰噪声模型的分析

随着集成电路设计到达深亚微米领域,互连线间的串扰噪声影响越来越大,日益成为与功耗、速度、面积等一样重要的影响因素,目前已发展出多个精确度和时间复杂度不同的串扰噪声模型.本文在对串扰噪声和现有串扰噪声模型深入理解的基础上,提出了三个新的串扰噪声模型,并将它们与现有的串扰噪声模型进行分析比较,指出它们各自的优缺点及适用范围,从而为选择高精确度、良好一致性、时间复杂度低的模型提供参考.     

串扰噪声约束下的过点分配算法

提出了一种在过点分配阶段解决噪声耦合效应问题的算法.该算法采用优先队列同拆线重布策略相结合的方法,控制由互连线耦合电容引起的串扰噪声.算法中,首先按照线长和约束限制,将线网划分到若干个优先队列中.然后,将每个优先队列的过点分配问题转换为线性分配问题.在完成一个线网队列的分配后,通过过点分配后处理过程检查串扰约束满足情况,对违反约束的线网对进行拆除,放入后续线网队列进行重新分配.实验数据表明,该算法能够取得好的效果.     

串扰约束下超深亚微米顶层互连线性能的优化设计

优化顶层互连线性能已成为超深亚微米片上系统(SOC)设计的关键.本文提出了适用于多个工艺节点的串扰约束下顶层互连线性能的优化方法.该方法由基于分布RLC连线模型的延迟串扰解析公式所推得.通过HSPICE仿真验证,对当前主流工艺(90nm),此优化方法可令与芯片边长等长的顶层互连线(23.9mm)的延时减小到182ps,数据总线带宽达到1.43 GHz/ μ m,近邻连线峰值串扰电压控制在0.096V_dd左右.通过由本方法所确定的各工艺节点下的截面参数和性能指标,可合理预测未来超深亚微米工艺条件下顶层互连线优化设计的发展趋势.     

深亚微米工艺下互连线串扰问题的研究与进展

集成电路工艺发展到深亚微米技术后,互连线串扰问题变得越来越严重,尤其在千兆赫兹的设计中,耦合电感的影响不能忽略.插入屏蔽的操作成为减小耦合电感噪声的有效方法.文中首先介绍共面、微带状线和带状线三种互连结构下的电感耦合特性,然后分别介绍了基于共面互连结构的用于计算互连线噪声的Keff模型和RLC精确噪声模型.实验表明两种模型都有很高的精确度,在解决互连线串扰的物理设计中有广泛的应用.     

大规模集成电路互连线的串扰估计

建立了一个基于电阻和电容的串扰分析模型,给出了干扰信号为线性倾斜信号时串扰的时域响应公式,得出了串扰峰值的估计公式,明确了干扰信号上升沿、互连线的电阻和耦合电容等对串扰的影响,并且利用Hyperlynx软件包进行仿真,仿真结果证明了理论分析的正确性.     

深亚微米工艺下互连线串扰问题的研究与进展

集成电路工艺发展到深亚微米技术后,互连线串扰问题变得越来越严重,尤其在千兆赫兹的设计中,耦合电感的影响不能忽略.插入屏蔽的操作成为减小耦合电感噪声的有效方法.文中首先介绍共面、微带状线和带状线三种互连结构下的电感耦合特性,然后分别介绍了基于共面互连结构的用于计算互连线噪声的Keff模型和RL C精确噪声模型.实验表明两种模型都有很高的精确度,在解决互连线串扰的物理设计中有广泛的应用     

集成电路互连线串扰的模型与分析

针对集成电路中互连线之间的串扰问题,建立了一个基于电阻和电容的串扰分析模型,给出了干扰信号为线性倾斜信号时串扰的时域响应公式,并得出了串扰峰值的估算公式,明确了干扰信号上升沿对串扰的影响。利用该公式,能对全局互连性能的影响做出正确的估计,在互连布局前预先进行路由规划和资源选择。     

一种65nm CMOS互连线串扰分布式RLC解析模型

基于65nm CMOS工艺,综合考虑电容耦合与电感耦合效应,提出了一种互连线耦合串扰分布式RLC解析模型.采用函数逼近理论与降阶技术,在斜阶跃输入信号下,提出了被干扰线远端的串扰数值表达式.基于65nm CMOS工艺,对不同的互连耦合尺寸下的分布式RLC串扰解析模型和Hspice仿真结果进行了比较,误差绝对值都在2.50%内,能应用于纳米级SOC的计算机辅助设计.     

WDM动态光学交叉互连中同源串扰的研究

研究了在波分复用（ＷＤＭ）全光网中,串扰对动态路由光交叉互连（ＯＸＣ）性能的影响。理论分析指出,在动态路由的ＯＸＣ中,由于信号光泄漏后经过不同的光路而造成的同源串扰对系统性能的影响要比其他类型的串扰影响大。还提出了一种新的解决方案。理论计算表明,这种优化后的ＯＸＣ结构能够有效地减小同源串扰的影响,从而以很小的硬件成本提高ＯＸＣ的性能。     

互连线延时和串扰的估算方法

本文综述了集成电路中互连线的延时和串扰的估算方法，分析了各种估算方法的精度和复杂度，同时提出了今后互连线延时和串扰估算所需要解决的新问题。     

微米级平行互连线的测试结构设计

研究分析无串扰传输理想模型的条件,根据高速高密度电路板中微米级、亚毫米级互连线电磁串扰特性研究需要,首次提出微米级平行互连线的测试结构设计。经射频电路理论分析推导了测试结构对系统串扰没有影响。构建了有、无测试结构的微米级平行互连线物理模型,仿真分析后,加工制作有测试结构的微米级平行互连线电路板。研究结果表明,当数字基带信号传输频率在0~3 GHz 范围时,无测试结构仿真电路模型、有测试结构仿真电路模型、有测试结构的实验电路板,三者串扰特性吻合;微米级平行互连线的测试结构设计合理,具有工程参 考价值。     

超深亚微米高速互连的信号串扰研究

探讨了超深亚微米设计中的高速互连线串扰产生机制,提出了一种描述高速互连串扰的电容、电感耦合模型,通过频域变换方法对模型的有效性进行了理论分析。针对0.18μm工艺条件提出了该模型的测试结构,进行了流片和测量。实测结果表明,该模型能够较好地表征超深亚微米电路的高速互连串扰效应,能够定量计算片上互连线间的耦合串扰,给出不同工艺的互连线长度的优化值。     

基于Hyperlynx对串扰的研究

随着电路的互连已进入GHz时代,串扰问题在MHz时代不明显的问题变得越来越明显.基于Hyperlynx软件,分别对近端串扰和远端串扰进行仿真实验,期望找到合理处理串扰问题的解决方案.由实验得到,缩短耦合长度可以使近端串扰成正比减小的结论;在微带线条件下,通过缩短耦合长度或者延长上升时间分别可以使远端串扰成正比和成反比减小的结论.     

两相邻耦合RC互连的串扰效应及其抑制

随着深亚微米设计的发展,互连线串扰变得更加严重.文中分析了深亚微米集成电路设计中对两相 邻耦合RC互连串扰的成因,论述了在设计中抑制串扰一般方法.     

高速电路非均匀互连线间电磁干扰分析

根据高速电路中线宽发生变化的非均匀互连线结构特点,利用分段线性和等效电路摸型的方法,结合HSPICE电路分析软件,提出了适用于任意条数的非均匀互连线的多导体等效电路模型及仿真模型,从倾斜角度、非均匀互连线长度和信号上升时间几个特殊因素方面,对高速电路中非均匀互连线间的电磁干扰规律进行了分析和总结。