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Circuiti logici dedicati

Circuiti logici dedicati. Sviluppo di logica, dedicata ad una specifica applicazione. Electronic Components. Logic. Standard Logic. ASIC. CPLDs. Common Resources Configurable Logic Blocks (CLB) Memory Look-Up Table AND-OR planes Simple gates Input / Output Blocks (IOB)

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Circuiti logici dedicati

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Presentation Transcript

  1. Circuiti logici dedicati Sviluppo di logica, dedicata ad una specifica applicazione

  2. Electronic Components Logic Standard Logic ASIC CPLDs Common Resources Configurable Logic Blocks (CLB) • Memory Look-Up Table • AND-OR planes • Simple gates Input / Output Blocks (IOB) • Bidirectional, latches, inverters, pullup/pulldowns Interconnect or Routing • Local, internal feedback, and global Source: Dataquest Programmable Logic Devices (PLDs) Gate Arrays Cell-Based ICs Full Custom ICs SPLDs (PALs) FPGAs Acronyms ASIC = Application Specific IC SPLD = Simple Prog. Logic Device PAL = Prog. Array of Logic CPLD = Complex PLD FPGA = Field Prog. Gate Array

  3. Parametri fondamentali • Numero di pezzi da produrre • Costo del prototipo • Costo del chip in produzione • Prestazioni • Area occupata • Frequenza di lavoro • Potenza dissipata • Time to Market

  4. Logica sparsa • Oramai improponibile per qualunque circuito che non sia puramente didattico o estremamente semplice • Costo elevato • Prestazioni scadenti • Area elevatissima • Potenza dissipata elevatissima

  5. Full Custom • Ottime prestazioni • Altissimo costo prototipale • Basso costo per la produzione in serie • Progetto molto complesso e laborioso (richiede un gruppo di specialisti occupati per diverso tempo) • Tempi lunghi prima di avere il prodotto finito • Progetto • Passaggio per la fonderia • Testing

  6. MOS transistor

  7. Layout layers representation

  8. MOS transistor representation

  9. Design rules (layout rules)

  10. CMOS inverter layout Tipico layout a cella standard (standard cell)

  11. Full custom

  12. Semi Custom - CELLS based • Prestazioni elevate • Alto costo prototipale • Basso costo per la produzione in serie • Progetto abbastanza complesso (richiede pochi specialisti occupati per un certo tempo) • Tempi lunghi prima di avere il prodotto finito • Progetto • Passaggio per la fonderia • Testing

  13. 4-input NAND Gate Layout Vdd Out GND In1 In2 In3 In4

  14. Standard Cell Layout M Olivieri, Elementi di progettazione dei sistemi VLSI – vol 2

  15. Standard Cell — Example

  16. Gate Array • Prestazioni discrete • Medio costo prototipale • Medio costo per la produzione in serie • Progetto mediamente complesso • Tempi medi prima di avere il prodotto finito • Progetto • Passaggio per la fonderia • Testing

  17. Gate Array

  18. Gate Array

  19. Circuiti programmabili • Prestazioni buone-discrete • Basso costo prototipale • Costo medio-alto per la produzione in serie • Progetto poco complesso • Tempi rapidissimi per avere il prodotto finito • Progetto • Programmazione • Testing

  20. Conclusioni • Il Gap tra dispositivi programmabili e ASIC si sta chiudendo grazie a • Introduzione di FPGA very low cost. • Introduzione di FPGA dalle prestazioni molto spinte. • Eventuale possibilita’ di rendere una FPGA configurabile tramite maschere in fonderia • Il mercato e la produzione di FPGA e’ in continua crescita.

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