An Analysis Technique for Interconnect Circuits with Multiple Driving Gates in Deep Submicron CMOS ASICs

Deep Submicron CMOS ASIC에서 다중 구동 게이트를 갖는 배선회로 해석 기법

The timing characteristics of an ASIC are analyzed based on the propagation delays of each gate and interconnect wire. The gate delay can be modeled using the two-dimensional delay table whose index variables are the input transition time and the output load capacitance. The AWE technique can be adopted as an algorithm to compute the interconnect delay. Since these delays are affected by the interaction to the two-dimensional delay table and the AWE technique. A method to model this effect has been proposed through the effective capacitance and the gate driver model under the assumption of single driving gate. This paper presents a new technique to handle the multiple CMOS gates driving interconnect wire by extending previous approach. This technique has been implemented in C language and applied to several interconnect circuits driven by multiple CMOS gates. In most cases, we found a few tens of speed-up and only a few percents of errors in computing both of gate and interconnect delays, compared to SPICE.

ASIC의 타이밍 특성 분석은 회로를 구성하는 게이트와 이들을 연결하는 배선의 지연 시간을 바탕으로 이루어진다. 게이트의 지연 시간은 입력에 인가된 파형의 천이 시간과 출력에 연결된 부하 커패시턴스를 변수로 하는 이차원 테이블로 모델링할 수 있다. 배선의 지연 시간은 배선에서 추출한 저항, 커패시턴스 등으로 구성된 배선회로에 AWE 기법을 적용하여 계산할 수 있다. 그러나 이들 지연 시간은 구동 게이트와 배선의 상호 작용의 영향을 받으므로 이 효과를 반영하여 이차원 테이블 모델과 AWE 기법을 사용하여야 한다. 배선을 구동하는 게이트가 한 개라는 가정 하에서 유효 커패시턴스와 게이트 구동 모델을 통하여 상호 작용을 고려하는 기법이 제안된 바 있다. 본 논문은 이를 확장하여 병렬로 연결된 여러 개의 CMOS 게이트가 동시에 배선을 구동하는 경우를 다룰 수 있는 기법을 제시하고 있다. 이 기법을 C 프로그램으로 구현하여 CMOS ASIC 제품에 적용한 결과 , 게이트와 배선의 지연 시간을 SPICE와 비교하여 수 십 배 이상 빠른 속도와 수 % 이내의 오차로 분석하였다.