Alcune CPU sono implementate in celle standard e altre sono personalizzate?


11

Spiegando meglio la domanda, vedo alcune immagini che stanno implementando un Cortex-M0, con Bluetooth LE e così via, a seconda della funzionalità del chip, e appaiono così (nRF51822):

nRF51822

Mentre su CPU più vecchie non vedo molte implementazioni logiche "fuzzy" digitali, come questa (AMD386):

AMD386

Dopo aver cercato su Google un po ', sembra che le attuali implementazioni ARM siano realizzate con celle standard (creando le forme amorfe sullo stampo). Quindi posso dire che l'implementazione "fuzzy" nella prima immagine è la stessa Cortex.

Capisco che tutte le forme regolari possono essere ricordi e tutte le parti "disegnate a mano" sono analogiche. Quindi mi chiedo, in passato i progettisti analogici dovevano implementare le parti digitali sotto la guida di ragazzi digitali che stavano definendo l'architettura?

Cosa mi sto perdendo?


12
Vale la pena sottolineare che è difficile confrontare questi due stampi per una serie di motivi: processo (AM386 era 800 nm, M0 probabilmente <100 nm), tipo (CPU vs micro - memorie sono molto diverse), generazione (1991 vs 2009 - attrezzature molto diverse) ecc.
awjlogan,

Per far valere il tuo punto, è stato anche difficile per me trovare un'immagine moderna equivalente non disponibile in celle standard, se del tutto esistente.
thexeno,

Risposte:


19

No, i progettisti di circuiti integrati analogici non stavano creando microprocessori sotto la direzione di architetti digitali. È più corretto affermare che i progettisti di circuiti integrati digitali dovevano sapere un po 'di come si comportavano effettivamente i transistor.

La scelta se una parte particolare di un circuito integrato digitale verrà realizzata utilizzando celle standard o circuiti disegnati a mano è semplicemente una questione di economia. Per strutture dense e altamente ripetitive come memorie (cache, microcodice ROM, file di registro) aveva senso investire tempo nella realizzazione manuale delle poche celle di base che sarebbero state affiancate ... il risultato era molto più piccolo e più veloce di un circuito equivalente realizzato da celle standard.

Blocchi di "logica casuale" come macchine a stati e piccoli contatori sono stati creati utilizzando celle standard e strumenti CAD. La creazione di layout realizzati a mano per questi blocchi avrebbe richiesto un'enorme quantità di tempo e fornito pochi vantaggi. Invece, le persone hanno lavorato per migliorare gli strumenti CAD e le librerie di celle.


16

L'aspetto "sfocato" che stai vedendo nella prima microfotografia è in effetti il ​​risultato di un algoritmo di localizzazione automatica che sintetizza un progetto usando una libreria di celle standard.

Parti precedenti, come l'AMD386 nella seconda immagine, precedono l'esistenza di questi algoritmi. L'intero design è stato accuratamente posizionato e instradato a mano, tenendo conto del suo aspetto più ordinato. (D'altra parte, la mancanza di un singolo processo che produce i conti di layout per le grandi aree di interconnessioni richieste sul 386 - un algoritmo PAR probabilmente avrebbe potuto produrre un layout molto più efficiente.)

Nota che questo non significa che ci sia qualcosa di analogo nell'AMD386. È una parte interamente digitale! I componenti analogici nei moderni chip design sembrano spesso più "ordinati" perché contengono parti fisicamente grandi che devono essere distanziate da altre logiche, come gli induttori circolari nella parte inferiore destra dell'nRF51822.


"AMD386. È una parte interamente digitale!" - Vorrei prendere nota di una cosa: almeno gli IO pad e cose del genere (supponendo che non vi siano regolatori interni, oscillatori e simili), devono essere analogici. Ci sono diodi di protezione, forse diodi di protezione inversa, diversi transistor degli inverter per il fan-out / in. E chissà cosa mi sto perdendo. Non sono sicuro che esista persino un IC digitale puro nei mondi, fatto solo di celle standard e un paio di linee VDD / GND.
thexeno,
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.