Задача №7. Правило Рента для СнК

В [1] рассматривается вопрос связи сложности цифровых интегральных микросхем (ИМС) и необходимого числа сигнальных выводов ее корпуса. Указывается, что такая эмпирическая связь существует и называется она правилом Рента:

K = C x N^r,

где: К – число сигнальных выводов, N – число логических элементов в схеме, С и r – коэффициенты Рента, обычно определяемые на основе статистики завершенных проектов. Величины коэффициентов Рента зависят от типа и внутренней структуры кристаллов ИМС. В [1] даны коэффициенты для простых цифровых автоматов (до 30 тыс. вентилей), сложных структурированных автоматов (более 30 тыс. вентилей) и микропроцессоров (данные в «недавнем» прошлом). Рассматриваются также важные вопросы влияния на число выводов К размера кристалла (рис.6), числа уровней металлизации и т.д.

Рис. 6. Размер кристалла и уровень сложности ИМС [1]

Предлагается для чипов типа систем-на-кристалле (СнК) промоделировать ситуации по расчету необходимого числа сигнальных выходов (с различными значениями коэффициентов Рента). Оценить влиянием конструкционных параметров кристаллов: площади кристалла, числа уровней металлизации[7] и т.д. [2-8].

1. https://www.electronics.ru/files/article_pdf/0/article_962_318.pdf – Адамов Д., Адамов Ю., Тишин Ю. БМК компании UniqueICs. Экономическая целесообразность и технические характеристики (Электроника НТБ, 2005, №7).

2. Бочаров Ю.И., Гуменюк А.С., Симаков А.Б., Шевченко П.А. Проектирование БИС класса «система на кристалле»: Учеб. пособие. – М.: МИФИ, 2008. – 188 с.

3. Быстродействующие матричные БИС и СБИС: Теория и проектирование / Ред.: Файзулаев Б.Н. и Шагурин И.И. – М.: Радио и связь, 1989. – 304 с.

4. Микропроцессорные системы: Учебное пособие для вузов / [Шагурин И.И. и др.]; под общ. ред. Д. В. Пузанкова. – СПб.: Политехника, 2012. – 935 с.

5. https://web.cecs.pdx.edu/~strom/nsf_workshop/butts.pdf – Butts M. How We Can Design and Debug Gigagate Chip. Architecture for Silicon Nanoelectronics and Beyond, 2005/.

6. https://cacm.acm.org/magazines/2011/5/107702-the-future-of-microprocessors/fulltext#F5 – Borcar R., Chien A. The Future of Microprocessors, 2011.

7. https://skydynamics.ru/news-of-electronics/sistemy-na-kristalle-otkry-vayut-novy-j-front-vojny-chipov-chast-1.html – Битва кристаллов, 2012.

8. https://www.electronics.ru/journal/article/829 – уникальные микросхемы от уникальной компании ООО UniqueICs (проф. Тишин Ю.И. – зав. кафедрой Микроэлектроники МФТИ).