Продолжение таблицы 8.5.

Уровень компоновки i	Вар.2 (МКМ)					Вар.3 (МПП ФБ)
	, см	, см	, см	, см2	, 1/см	, см	, см	, см	, см2	, 1/см
i = 1	0,187	93,6	406,6	0,313	1852	0,187	93,6	406,6	0,313	1852
i = 2	21,12	211,2				21,12	211,2
i = 3	101,8	101,8				101,8	101,8
i = 4	3983	3983	3983	25	318,6	13880	13880	13880	306,2	90,7

8.5. Пример расчета трассировочной способности и слойности коммутационных элементов устройств эвм

Условие задачи:

Рассчитать трассировочную способность и основные компоновочные параметры коммутационных элементов (число логических слоев, шаг трассировки проводников металлизации и др.) для 3‑х вариантов конструкции устройства ЭВМ, используемых в предыдущих примерах, а именно: СБИС, МКМ на бескорпусных БИС с кремниевой подложкой и ФБ на корпусных БИС с МПП.

Дополнительные исходные данные и ограничительные условия

1. При решении задачи рекомендуется максимально использовать результаты расчетов компоновочных параметров, полученных в Примерах 8.1 – 8.4.

2. Расчет числа логических слоев производить только для конструкции МПП ФБ, используя заданные условия трассировки проводников. Для кристаллов БИС и СБИС, а также для кремниевой подложки МКМ определить шаг трассировки проводников, полагая число логических слоев в конструкции заданным и равным 2.

3. Все варианты конструкции коммутационных элементов являются симметричными (т.е. имеют квадратную форму, К_Li = 1), а внешние контакты расположены равномерно по всем 4‑м сторонам (т.е. С_xi = С_yi = 1/4).

4. Число трасс на одном слое в единичном монтажном поле МПП (t_x1i, t_y1i) должно определяться с учетом шага размещения элементов (а_i), полученного ранее в Примере 8.3 (см. табл. 8.4), а также с учетом необходимого количества переходных отверстий, минимального шага сквозных отверстий и условий трассировки соединений в конструкции МПП, т.е.:

• количество межслойных переходов должно соответствовать условию: К_отв >> 1;

• минимальный шаг сквозных отверстий: а₀ = 1,25 мм;

• условия трассировки соединений: прохождение 2‑х проводников в минимальном шаге сквозных отверстий, что при а₀ = 1,25 мм соответствует шагу трассировки, равному а_тр = 0,25 мм.

Решение

1. При решении данной задачи использовалась расчетная модель конструкции и методика расчета, приведенные в главе 6 (п.6.5).

2. В процессе расчета трассировочной способности и слойности коммутационных элементов для всех вариантов конструкции устройства использованы формулы: (5.9), (6.6), (6.14 – 6.21), приведенные в главах 5 и 6.

3. Учитывая топологические особенности в кристаллах БИС и СБИС (напр., наличие нескольких компоновочных уровней, особенность учета внешних связей и др.) по сравнению с другими коммутационными элементами, определение суммарного числа трасс в их конструкции (T^кр), а также шага размещения трасс проведено по следующей схеме:

; ; ;

; ; ;

.

По этой же схеме было определено число трасс и шаг трассировки проводников для кремниевой подложки МКМ, хотя для этой цели вполне можно использовать методику расчета, приведенную в главе 6.

4. Число логических слоев в конструкции МПП ФБ определялся с учетом заданных условий трассировки проводников и размещения сквозных отверстий, и расчет выполнялся в полном соответствии с изложенной в главе 6 методикой.

5. Основные результаты расчетов для всех 3‑х вариантов конструкции устройства приведены в таблице 8.6.

Учитывая то обстоятельство, что согласно заданию все варианты конструкций коммутационных элементов на всех уровнях компоновки являются симметричными (по отношению к расположению внешних контактов), то в таблице 8.6 приведены обозначения параметров конструкции только для одного направления проводников (X), т.к. значения параметров другого направления (Y) полностью идентичны.

Таблица 8.6.

Результаты расчета трассировочной способности и слойности коммутационных элементов для 3‑х вариантов конструкции устройства ЭВМ.

Уровень компоновки i	Вариант 1 (СБИС)
			, см	, см	, трасс.	, трасс.	, трасс.	, трасс.	, мм	, мкм
i = 1	10	0,7	5546	7922	6338	3169	177	3346	12,5	3,7
i = 2	500
i = 3	5000
i = 4	125000