Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Ցածր հզորությամբ ենթամիկրոնային կոմպլեմենտար մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդիչ օպերատիվ հիշող սարքերի մշակումը և հետազոտումը

Ավդալյան, Նարեկ Բենյամինի (2015) Ցածր հզորությամբ ենթամիկրոնային կոմպլեմենտար մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդիչ օպերատիվ հիշող սարքերի մշակումը և հետազոտումը. PhD thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (5Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1254Kb) | Preview

      Abstract

      Актуальность темы. С переходом транзисторов на субмикронные размеры и увеличением частоты процессоров все более возрастают требования к характеристикам статических оперативных запоминающих устройств (СОЗУ) сверхбольших интегральных схем (СБИС), а также к их критическим узлам, таким как запоминающие ячейки (ЗЯ), усилители считывания и адресные дешифраторы (ДШ). Развитие информационных технологий и телекоммуникационных систем выдвигает качественно новые требования перед разработчиками СБИС, в том числе СОЗУ, что обусловлено уменьшением технологических норм и разработкой элементной базы СБИС с низким напряжением питания. СОЗУ имеют широкое применение в различных областях: при создании электронной и вычислительной техники, контрольно-измерительных приборов, а также в системах обработки данных. По этой причине возрастают требования к их техническим, конструктивно–технологическим параметрам и характеристикам. При создании высокоэффективных СОЗУ обычно требуется учет ряда взаимно противоречивых требований: с одной стороны, необходимо обеспечить максимальную информационную емкость, а с другой - минимальную рассеиваемую мощность и площадь кристалла, а также максимальное быстродействие. В настоящее время выпускаются СОЗУ, разработанные и реализованные на основе различных схемотехнических и конструктивно–технологических решений, параметры которых изменяются быстрыми темпами в широких пределах. Исходя из вышесказанного, в современных СБИС стратегия управления мощностью, включающая архитектуру системы, их схемотехнические и конструктивно–технологические решения, является насущной и актуальной задачей. Постоянный рост интеграции и быстродействия СБИС привел к возникновению серьезных проблем, связанных с теплоотдачей, решение которых является важнейшей задачей проектирования современных интегральных схем. В настоящее время сверхзадачей является разработка СОЗУ с низкой рассеиваемой мощностью, доля которых в общем производстве современных СБИС составляет почти 60%. Следовательно, перед специалистами-проектировщиками СОЗУ выдвигаются новые задачи, важнейшими из которых являются: исследование источников рассеиваемой мощности СБИС со структурой комплементарных металл-оксид-полупроводников (КМОП) и анализ методов их минимизации, разработка нового обобщенного метода минимизации рассеиваемой мощности СОЗУ и его апробация на основе схем с заданной функцией и основных узлов СОЗУ, разработка быстродействующих ЗЯ и усилителя считывания с низкой рассеиваемой мощностью, а также программного средства на основе метода минимизации рассеиваемой мощности. Решение вышеупомянутых задач требует комплексного подхода архитектурных и схемотехнических решений, обеспечивающих высокие технико–экономические показатели и эксплуатационные характеристики. С этой точки зрения тема диссертации актуальна и соответствует современным требованиям. Целью диссертационной работы является разработка и исследование субмикронных КМОП оперативных запоминающих устройств с низкой мощностью, исследование методов минимизации рассеиваемой мощности, а также разработка обобщенного метода минимизации рассеиваемой мощности и его апробация на основе логических схем с заданной функцией и ДШ СОЗУ. Տրանզիստորների սուբմիկրոնային չափերին անցման և պրոցեսորների հաճախականությունների բարձրացման հետևանքով խիստ պահանջներ են առաջադրվում գերմեծ ինտեգրալ սխեմաների (ԳՄԻՍ) ստատիկ օպերատիվ հիշող սարքերի (ՍՕՀՍ) և դրանց կրիտիկական տարրերի՝ հիշող բջիջներ, ընթերցման ուժեղարարներ, հասցեների վերծանիչներ, պարամետրերի և բնութագրերի նկատմամբ: Ին‎ֆորմացիոն տեխնոլոգիաների և հեռահաղորդակցության համակարգերի աննախադեպ զարգացումը նոր պահանջներ է ներկայացնում ԳՄԻՍ-երին, այդ թվում նաև՝ ՍՕՀՍ-երի նախագծողներին՝ կապված նախագծման տեխնոլոգիական նորմերի փոքրացման և ցածր սնուցման լարմամբ ԳՄԻՍ-երի տարրային բազայի մշակման հետ: Կառավարման պարզ սկզբունքի շնորհիվ, ՍՕՀՍ-երի դերն անընդհատ մեծանում է, իսկ վերջին տարիների կիրառության ոլորտները՝ կենցաղային ու ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկա, ավելի են ընդարձակում դրանց գործնական նշանակությունը, որի պատճառով մեծանում են դրանց տեխնիկական և կոնստրուկտիվ-տեխնոլոգիական պարամետրերի և բնութագրերի նկատմամբ պահանջները: Ըստ ՍՕՀՍ-երի բնութագրերին ներկայացվող պահանջների աճի՝ մեծ արդիականություն են ձեռքբերում բարձր արդյունավետությամբ ՍՕՀՍ-երի ստեղծման աշխատանքները, որը բերում է մի շարք իրարամերժ պահանջների հաշվառման: Մի կողմից անհրաժեշտ է ապահովել կուտակչի առավելագույն ինֆորմացիոն ունակություն, մյուս կողմից` բյուրեղի նվազագույն մակերես և ցրման հզորություն՝ առավելագույն արագագործության դեպքում: Արդյունաբերության կողմից արտադրվող ՍՕՀՍ-երի պարամետրերը փոփոխվում են լայն սահմաններում: Այդ պատճառով ԳՄԻՍ-երում հզորության կառավարման ռազմավարությունը, որը ներառում է համակարգի ճարտարապետությունը, դրա սխեմատեխնիկական և կոնստրուկտիվ-տեխնոլոգիական լուծումները, դարձել է արդիական խնդիր: ԳՄԻՍ-երի ինտեգրացիայի և արագագործության անընդհատ աճը հանգեցրել է ջերմահեռացման լուրջ խնդիրների առաջացման, որոնց լուծումը դարձել է ԻՍ-երի նախագծման կարևորագույն խնդիրներից մեկը: Այսօր գերխնդիր է ցածր ցրման հզորությամբ ՍՕՀՍ-երի նախագծումը, որոնց բաժինը ժամանակակից ԳՄԻՍ-երի արտադրությունում մոտ 60% է: As a result of the transition to the submicron sizes of transistors and increasing frequency of processors, strict requirements are set for VLSI-s SRAM-s and their critical components (memory cells, sens amplifiers, addresses decoders) parameters and characteristics. The unprecedented development of information technologies and telecommunication systems sets new requirements for the given VLSI-s, including designers of SRAMs, in connection with the decrease in the technological norms of designing and processing ordinary databases of VLSI-s with low power voltage supply. Thanks to simple governance principles, the role of SRAMs is constantly growing and in the last few years the application areas (household and auto electronics) have been expanding their practical importance, that is why the requirements to their technical and constructive-technological parameters and characteristics are growing. According to the growth of the requirements to characteristics of SRAMs, the work on the creation of high performance SRAMs acquires greater urgency, which leads to the consideration of a number of conflicting requirements. On the one hand, it is necessary to provide maximum information memory capacity of the accumulator, and, on the other hand, a minimal surface area and dissipation power of crystal in case of maximum speed. The parameters of SRAMs produced by industrial plants vary in a wide range. Therefore VLSI-s governance capacity management strategy that includes the architecture of the system, its schematic-technical and constructive-technological solutions, has become an urgent problem. The ongoing growth of VLSI-s integration and high speed have led to serious problems in heat rejection, the solution of which has become one of the most important issues in designing ICs. The design of SRAMs with low dissipation power, which comprises about 60% of the production of modern VLSI-s has become a top priority.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Ցածր հզորությամբ ենթամիկրոնային կոմպլեմենտար մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդիչ օպերատիվ հիշող սարքերի մշակումը և հետազոտումը: Elaboration and investigation of low – power submicron complementary metal-oxide semiconductor operative storage devices.
      Uncontrolled Keywords: Ավդալյան նարեկ Բենյամինի, Avdalyan Narek Benjamin
      Subjects: Electrical and Power Engineering
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 07 Sep 2016 14:17
      Last Modified: 08 Dec 2016 12:19
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3380

      Actions (login required)

      View Item