Продолжение таблицы 8.4.

Уровень компоновки i	Вар.1 (СБИС)			Вар.2 (МКМ)			Вар.3 (ФБ с МПП)
	ai, мм	lсвi, мм	lцi, мм	ai, мм	lсвi, мм	lцi, мм	ai, мм	lсвi, мм	lцi, мм
i = 1	0,025	0,036	0,089	0,054	0,078	0,193	0,054	0,078	0,193
i = 2	0,097	0,24	0,878	0,21	0,519	1,9	0,21	0,519	1,9
i = 3	0,754	0,95	1,606	1,69	2,13	3,6	1,69	2,13	3,6
i = 4	2,5	4,11	7,356	10,0	16,5	29,4	35,0	57,5	103,0

8.4. Пример расчета суммарной длины связей и плотности трасс в конструкциях коммутационных элементов устройств эвм

Условие задачи:

На основе результатов расчета, полученных в Примерах 8.1, 8.2 и 8.3 для заданных 3‑х вариантов построения устройства ЭВМ, определить расчетные значения суммарных длин связей и плотности трасс в конструкциях коммутационных элементов этих устройств.

Решение

1. Суммарные длины связей в конструкциях коммутационных элементов (кристаллах БИС и СБИС, кремниевой подложке МКМ и МПП ФБ) определялись в отдельности для каждого уровня компоновки устройства (L_свi) по приведенной в главе 6 формуле (6.9) и затем суммировались по коммутационному элементу в целом .

Однако для некоторых коммутационных элементов, в частности, кристаллов БИС и СБИС, характеризующихся наличием ряда компоновочных уровней, суммирование длин связей имеет свои особенности, связанные с учетом (или не учетом) числа внешних связей, количества видов уровней и их входимости в компоновочные уровни более высокого ранга.

Учет числа внешних связей во внутренних уровнях компоновки (напр., в случае СБИС – это уровни i = 1, 2, 3, а в случае БИС – это уровни i = 1, 2) не требуется, т.к. он обеспечивается на последних, завершающих уровнях.

При решении данной задачи суммарная длина связей на i‑м уровне компоновки определялась с использованием выражений:

L_свi = l_свi N_свi – для внутренних уровней БИС и СБИС;

L_свi = l_свi N_свi – для внешних уровней БИС (i = 3) и СБИС (i = 4).

2. Определение суммарной длины связей для каждого отдельного i‑го уровня компоновки в объеме всего коммутационного элемента (в данном случае в объеме всего кристалла) проведено с использованием выражения:

.

3. Общее суммирование длин связей устройства по всем уровням компоновки в объеме всего коммутационного элемента выполнено в соответствии с выражением:

.

4. При определении плотности трасс в коммутационных элементах учитывались следующие значения эффективности их использования (Э_i) в конструкциях:

Э_i = 0,7 – в кристаллах БИС и СБИС;

Э_i = 0,5 – в кремниевой подложке МКМ и МПП ФБ.

5. Плотность трасс в конструкциях коммутационных элементов ( ) определялась по формулам (6.10) и (6.11) с учетом общей суммарной длины связей в коммутационном элементе, его площади и принятой эффективности использования трасс.

6. Результаты расчетов приведены в таблице 8.5.

Таблица 8.5.

Результаты расчета суммарных длин связей и плотности трасс в конструкциях коммутационных элементов применительно к 3‑м вариантам построения обрабатывающего устройства ЭВМ.

Уровень компоновки i	Max интегр.				Вар.1 (СБИС)
					, см	, см	, см	, см2	, 1/см
i = 1	15	15	35	24	0,086	1080	5546	1,56	5070
i = 2	900	60	467	407	9,768	2442
i = 3	10000	11	478	312	29,64	741
i = 4	250000	25	3121	2414	1283	1283