Υλοποίηση της Διαχείρισης Πολλαπλών Ουρών σε full-custom CMOS VLSI

 

Όπως φάνηκε στο κεφάλαιο 2, η μονάδα διαχείρισης ουρών και πιστώσεων του ATLAS Ι απαιτεί αρκετές πολύπορτες μνήμες, καθώς και κάποιες που να μπορούν να προσπελασθούν βάσει περιεχομένου. Οι μνήμες CAM's και οι 3- και 4-πορτες SRAM's έπρεπε να σχεδιαστούν σε full-custom. Η σχεδίασή τους αναλύεται στο κεφάλαιο αυτό. Κατά τη διάρκεια της σχεδίασης των τμημάτων σε full-custom επικεντρωθήκαμε στην απλότητα και εξασφάλιση της ορθής λειτουργίας των κυκλωμάτων παρά στη χρήση περίπλοκων τεχνικών για επίτευξη υψηλότερης ταχύτητας ή πολύ χαμηλής κατανάλωσης ισχύος. Ο λόγος είναι ότι ο ATLAS Ι έχει σημαντική πολυπλοκότητα σε αρχιτεκτονικό επίπεδο, και συνεπώς προτιμήσαμε να ελαττώσουμε το χρόνο σχεδίασης και τους κινδύνους που ενέχει το κομμάτι full-custom. Κάτω από το ίδιο πρίσμα επιλέξαμε να μείνουμε μακρυά από οργανώσεις που θα απαιτούσαν σημαντική βετλιστοποίηση στο χρονισμό μετά το placement και το routing. Όπως αναφέρθηκε στο τμήμα 2.1, σχεδιάσαμε όλα τα κυκλώματά μας να λειτουργούν με κύκλο ρολογιού 12ns υπό τις χειρότερες συνθήκες, αν και ο ρυθμός στους συνδέσμους OC-12 των 622 Mbits/sec απαιτεί ένα κύκλο ρολογιού 20ns (ακριβέστερα : 21.44 ns). Αυτό έγινε για να έχουμε ένα καλό περιθώριο ασφαλείας από τη μιά και για να είμαστε έτοιμοι για έναν μεταγωγέα ATLAS 2 υψηλότερης ταχύτητας, από την άλλη. Σε μερικά σημεία αυτό απαιτούσε την εισαγωγή έξτρα βαθμίδων pipeline (όπως στη μετάφραση VP/VC). Θεωρούμε ότι αυτό είναι αποδεκτό για τον ATLAS I, δεδομένου ότι η καθυστέρησή του cut-through είναι πολύ μικρότερη από άλλους σύγχρονους μεταγωγείς ATM ούτως ή άλλως.

Συγκεκριμένα, όποτε κρίθηκε δυνατό χρησιμοποιήσαμε σύγχρονες (synchronous) τεχνικές σχεδίασης, οι οποίες είναι λιγότερο ευαίσθητες στις σχετικές καθυστερήσεις, είναι ευκολότερη η επαλήθευση και δεν χρειάζεται προσεκτική ρύθμιση κατά τη γέννηση των σημάτων χρονισμού. Επίσης, η εκτέλεση λογικών πράξεων μεταξύ ρολογιού και δεδομένων ή σημάτων ελέγχου περιορίστηκε στο ελάχιστο. Για τα κυκλώματα μνημών χρησιμοποιήθηκε το συμβατικό στατικό κύτταρο μνήμης CMOS, το οποίο έχει μικρότερη κατανάλωση ισχύος σε κατάσταση αναμονής και μεγαλύτερη ανοσία σε μεταβαλλόμενο θόρυβο και μεταβολές της τάσης από άλλα κύτταρα. Μεγάλα φορτία, όπως σήματα ρολογιού οδηγούνται από δέντρα με αντιστροφείς παρά από ένα μεγάλο οδηγητή ώστε να μειωθεί η κατανάλωση ισχύος. Ακόμη, οι κλάδοι των δέντρων εξισοροπήθηκαν ώστε να αποφευχθούν οι σχετικές καθυστερήσεις. Τέλος, χρησιμοποιήσαμε πολλαπλές γραμμές παροχής ισχύος ώστε να μειωθούν το πλάτος και η διάρκεια μεταβολών τάσης.




next up previous
Next: Περιγραφή του τμήματος full-custom Up: Υλοποίηση του υποσυστήματος Previous: Απαιτήσεις πορτών στις μνήμες

Giorgos &
Tue Jul 8 17:26:02 EET DST 1997