초록
Chip 동작 주파수가 상승함에 따라, 온-칩 인터커넥에서 인덕턴스 문제 대한 우려가 증가하고 있다. 본 논문에서는 VLSI 설계에서 인덕턴스 효과가 큰 인터커넥을 선택하는 2단계의 인덕턴스 screening tool을 소개한다. Technology가 scaling함에 따라 인터커넥의 단면이 줄어들어 저항이 증가한다. 저항의 증가는 인덕턴스의 영향을 줄이는 효과가 있다. 따라서 각각 다른 CMOS 공정(0.25${\mu}m$, 0.13${\mu}m$, 90nm)을 사용하여 디자인된 칩을 개발한 tool로 실험함으로써 technology scaling에 따른 인덕턴스 영향을 분석해 보았다. 인덕턴스 screening tool의 결과는 디자인의 0.1% 이내의 net들이 작동 주파수에서 인덕턴스 문제를 보임으로써, 모든 인터커넥에 인덕턴스 모델을 추가하는 대신 인덕턴스 screening을 한 후 필요한 인터커넥에만 추가하는 것이 효율적임을 알 수 있다. 대부분 test chip들이 본래 칩 동작 주파수에서는 인덕턴스 영향이 문제되지 않았지만, 주파수를 높일 경우 문제가 되는 인터커넥들을 찾아낼 수 있었다. 본 연구에서 개발한 인덕턴스 screening tool은 회로 설계자들에게 유용한 지침을 제공할 수 있을 것이다.
As chip operating frequency increases, there is growing concern about on-chip interconnect inductance. This paper presents a two-step inductance screening tool to select interconnects with significant inductance effects in a VLSI design. Test chips designed in different CMOS technology nodes are examined. The inductance screening results show that 0.1% of the nets in a design have inductance problems with chips running at its operating frequency, supporting the necessity of a screening process instead of adding inductance model to all the nets in the design. The increase in resistance due to geometry scaling will strongly affect the significance of inductance on delay as technology and frequency scale. Since higher frequency worsens inductance problem and geometry scaling alleviates it, inductance screening tool can provide useful guidelines to circuit designers.
