Változtatható frekvenciájú lokális órajelelosztó központok áramkörei

TDK munkámban az órajel elosztó hálózatok egyik legfontosabb részáramkörének, egy újszerű lokális órajel elosztó központi áramkör kutatásával és fejlesztésével foglalkoztam. A mai nagy bonyolultságú integrált áramkörök szinkron eszközök, ezért biztosítanunk kell számukra a pontos órajel-ellátást. A modern UVLSI áramkörök ma már igen nagy frekvencián üzemelnek (több GHz), valamint méretük eléri a néhány cm2-t is, ezért komoly problémát jelent az órajel felfutó élét minden regiszterhez egyszerre eljuttatni. Ha ez nem történik meg, akkor funkcionális hiba lép fel. A technológiai méretek csökkentésével a késleltetés tovább növekszik, hiszen a vezetékezésen nagyobb oldalfal kapacitás alakul ki, így növekszik annak T=RC időállandója. Ennek a problémának a megoldására a fizikai szintézis során fokozott figyelmet kell fordítani az egy áramköri részegységet alkotó cellák (ALU áramkörök, vezérlő áramkörök, stb.) minél közelebbi elhelyezésére és az ún. órajel elosztó hálózat kiépítésére. Sokféle megoldás született az évek folyamán az órajel megfelelő szétosztására. Dolgozatomban részletesen bemutatom a modern VLSI áramkörökben (processzorok, DSP) és System-on-Chip (SoC) rendszerekben alkalmazott órajel elosztó hálózatok (clock distribution networks) felépítését. Az új áramkör működése egy analóg frekvenciaosztó áramkörre épül, aminek alapját egy ILO (Injection Locked Oscillator - külső jellel befogott oszcillátor) adja. Dolgozatom második felében bemutatom a frekvenciaosztó áramkörök felépítését és működését valamint az Injection Locking jelenségét. Továbbiakban áttekintem és részletesen ismertetem a cél áramkör alapvető megvalósítási lehetőségeit valamint bemutatom az általam készített újszerű megvalósítás tervezésének lépéseit, szimulációs eredményeit. Az áramkört Cadence IC 6.1 integrált áramkör tervező rendszerrel és AMS 0,35um CMOS technológiára terveztem. Helyes funkcionális működését pedig szimulációkkal igazoltam.

Kutató fejlesztő munkám eredményeként előállított új áramkör egy alacsony fogyasztású, állítható frekvenciájú, a központi órajelre szinkronizálni képes áramkör, mely széleskörűen alkalmazható.

szerző

• 
  Riedl Tamás
  villamosmérnöki
  nappali

konzulens

• 
  Dr. Bognár György
  egyetemi docens, Elektronikus Eszközök Tanszék

helyezés