بررسی و ارائه روش های بهینه سازی تأخیر انتشار و توان مصرفی اتصالات میانی سراسری در نانو سیستم ها

در این تحقیق ابتدا به معرفی روش های مختلف بافرگذاری و هم چنین روش های با سوئینگ کم در اتصالات میانی سراسری پرداخته شد. در ابتدا به بررسی روابط تأخیر خط بافرگذاری شده در حالت های بافرگذاری یکسان و افزایشی با در نظر گرفتن اندوکتانس خط پرداخته شد و نتایج بدست آمده در هر تکنولوژی با حالتی که اندوکتانس در نظر گرفته نشود مقایسه شد. در پایان با مقایسه حالت های مختلف و محاسبه تأخیرها در همه تکنولوژی های بررسی شده نشان داده شد که استفاده از روش بافرگذاری افزایشی نسبت به بافرگذاری با سایزهای یکسان از نظر تأخیر در هر دو حالت rc و rlc ارجحیت دارد. هم چنین تأخیر در حالت rlc برای هر دو نوع بافرگذاری یکسان و افزایشی نسبت به حالت rc همواره مقدار بیشتری دارد. به عبارت دیگر وقتی خط را rc در نظر می گیریم و از اندوکتانس خط صرف نظر می کنیم در واقع مقداری از تأخیر خط را در نظر نمی گیریم و بنابراین تأخیر کمتری حاصل می شود. در ادامه یک روش ترکیبی از دو روش سیگنالینگ با سوئینگ کم و بافرگذاری معرفی شد. بدیهی است با استفاده از سیستم فرستنده-گیرنده با سوئینگ کم می توان، توان مصرفی خط را کاهش داد که شبیه سازی های انجام شده نیز موید این مطلب می باشند. با شبیه سازی به کمک نرم افزار hspice نشان دادیم که استفاده از سیستم فرستنده-گیرنده با سوئینگ کم مذکور باعث کاهش توان خط نسبت به حالتی که خط به تنهایی در نظر گرفته شود می گردد. هم چنین از بافرگذاری خط برای کاهش تأخیر استفاده کردیم. به عبارت دیگر برای کاهش تأخیر مدار فرستنده-گیرنده در نظر گرفته شده، خط مابین آن ها را بافرگذاری کردیم و نشان دادیم که برای تکنولوژی های مختلف از 45 نانومتر تا 130 نانومتر، با ترکیب استفاده از فرستنده-گیرنده با سوئینگ کم و بافرگذاری خط می توان تأخیر را کاهش داد. بنابراین به طور خلاصه در همه تکنولوژی های بررسی شده، با ترکیب این دو روش توان و تأخیر کل سیستم فرستنده-گیرنده با سوئینگ کم نسبت به حالتی که خط به تنهایی در نظر گرفته شود کاهش می یابد. با مقایسه جدول های به دست آمده برای تکنولوژی های مختلف، مشاهده می شود که بهبودی حاصل ضرب تأخیر در توان سیستم برای تکنولوژی های 130 نانومتر و 45 نانومتر بیشتر و برای تکنولوژی های 90 نانومتر و 65 نانومتر کمتر می باشد. به طور خلاصه در این تحقیق همان طور که در فصل های چهارم و پنجم بحث شد در دو حوزه مختلف کارهای جدیدی انجام شد که در مقالات و کارهای قبلی دیده نمی شود که عبارتند از مدلسازی روابط تأخیر خط بافرگذاری شده در حالت های بافرگذاری یکسان و افزایشی با در نظر گرفتن اندوکتانس خط در حالی که روابط تأخیر در روش بافرگذاری، معمولاً در حالت rc در مقالات مختلف دیده می شود. در ادامه برای کاهش تأخیر و توان خط نسبت به حالتی که خط به صورت منفرد استفاده شود یک روش ترکیبی شامل بافرگذاری یکسان خط و روش سیگنالینگ با سوئینگ کم مطرح شد. با شبیه سازی های مختلف نشان دادیم که با استفاده از این روش ترکیبی علاوه بر کاهش توان خط نسبت به حالت خط منفرد که به دلیل استفاده از روش سیگنالینگ با سوئینگ کم دور از انتظار نیست با استفاده از بافرگذاری خط مابین فرستنده و گیرنده سیستم با سوئینگ کم می توان تأخیر خط را نیز کاهش داد.