Simultaneous Switching Characteristic Analysis and Design Methodology of High-Speed & High-Density CMOS IC Package

고밀도 고속 CMOS 집적회로에서 동시 스위칭에 의한 패키지 영향해석 및 패키지 설계방법

A new CMOS If Package design methodology is presented, analyzing the electrical characteristics of a package and its effects on the CMOS digital circuits. An analytical investigation of the package noise effects due to the simultaneous switching of the gates within a chip, i.e., simultaneous switching noise (SSN) is performed. Then not only are novel design formula to meet electrical constraints of the Package derived, but also package design methodology based on the formula is proposed. Further, in order to demonstrate the Proposed design methodology, the design results are compared with HSPICE (a general purpose circuit simulator) simulation for $0.3\mu\textrm{m}$-based CMOS circuits. According to the proposed design procedures, it is shown that the results have excellent agreements with those of HSPICE simulation.

본 논문에서는 패키지의 전기적 특성이 CMOS 디지틀 회로에 미치는 영향을 해석하고 패키지 특성을 고려한 새로운 CMOS It 패키지 설계방법을 보인다. 집적회로 내의 게이트들이 동시에 스위칭 할 때 패키지에 기인한 동시 스위칭 노이즈 (Simultaneous Switching Noise: SSN)가 시스템의 성능에 미치는 영향에 대하여 해석적으로 고찰하여 패키지의 전기적 특성에 의한 제약조건을 만족시키면서 집적회로 패키지를 설계 할 수 있는 새로운 설계 식을 유도하고 이들 식을 이용한 설계방법을 제시한다. 또한 제시된 패키지 설계방 법의 타당성을 검증하기 위하여 0.3㎛ CMOS 회로에 대하여 범용회로 시뮬레이터인 HSPICE 시뮬레이션 결과와 본 논문에서 제시한 해석적 설계 방법에 따른 결과가 일치한다는 것을 보인다.