Analytical logical effort formulation for local sizing

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Alegretti, Caio Graco Prates
• Orientador(a): Reis, Andre Inacio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Microeletrônica; Cmos
• Palavras-chave em Inglês: Subcircuit sizing; Active area minimization; Design constraints; Logical effort
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/97867

A indústria de microeletrônica tem recorrido cada vez mais à metodologia de projeto baseado em células para fazer frente à crescente complexidade dos projetos de circuitos integrados digitais, uma vez que circuitos baseados em células são projetados mais rápida e economicamente que circuitos full-custom. Entretanto, apesar do progresso ocorrido na área de Electronic Design Automation, circuitos digitais baseados em células apresentam desempenho inferior ao de circuitos full-custom. Assim, torna-se interessante encontrar maneiras de se fazer com que circuitos baseados em células tenham desempenho próximo ao de circuitos full-custom, sem que isso implique elevação significativa nos custos do projeto. Com tal objetivo em vista, esta tese apresenta contribuições para um fluxo automático de otimização local para circuitos digitais baseados em células. Por otimização local se entende a otimização do circuito em pequenas janelas de contexto, onde são feitas otimizações considerando o contexto global. Deste modo, a otimização local pode incluir a detecção e isolamento de regiões críticas do circuito e a geração de redes lógicas e de redes de transistores de diferentes topologias que são dimensionadas de acordo com as restrições de projeto em questão. Como as otimizações locais atuam em um contexto reduzido, várias soluções podem ser obtidas considerando as restrições locais, entre as quais se escolhe a mais adequada para substituir o subcircuito (região crítica) original. A contribuição específica desta tese é o desenvolvimento de um método de dimensionamento de subcircuitos capaz de obter soluções com área ativa mínima, respeitando a capacitância máxima de entrada, a carga a ser acionada, e a restrição de atraso imposta. O método é baseado em uma formulação de logical effort, e a principal contribuição é calcular analiticamente a derivada da área para obter área mínima, ao invés de fazer a derivada do atraso para obter o atraso mínimo, como é feito na formulação tradicional do logical effort. Simulações elétricas mostram que o modelo proposto é muito preciso para uma abordagem de primeira ordem, uma vez que apresenta erros médios de 1,48% para dissipação de potência, 2,28% para atraso de propagação e 6,5% para os tamanhos dos transistores.