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Projeto, fabricação e caracterização de uma matriz de portas C2L (1989)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: COSTA, TALES FERNANDES - EP
  • Unidades: EP
  • Sigla do Departamento: PEL
  • Subjects: ENGENHARIA ELÉTRICA
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho apresentamos o projeto, fabricação e caracterização de um circuito denominado de Matriz de Portas (NAPO), para utilização como base pré-fabricada para a implementação de circuitos do tipo semi-dedicados fabricados segundo o processo de fabricação C2L-LME. Inicialmente, posicionamos os circuitos do tipo semi-dedicados dentro do contexto mais amplo dos circuitos integrados em geral, classificados em função da aplicação e técnica de projeto, as principais características de cada tipo são também apresentadas. Um estudo detalhado dos circuitos integrados semi-dedicados foi realizado. Atenção especial foi dada à configuração da célula básica e organização das regiões do Núcleo e Periferia, para esse fim foi feito um levantamento, o mais abrangente possível, dos exemplos existentes na literatura. Um conjunto de parâmetros resumindo as principais características desses circuitos foi definido, a fim de servir como critérios de projeto para a definição da MAPO C2L. A seguir, apresentamos o projeto detalhado de uma Matriz de Portas usando as estruturas e regras de projeto do processo de fabricação C2L desenvolvido no LME. A configuração mais adequada para as células básicas e de periferia, projetadas para atender às características específicas das estruturas C2L, é analisada e uma solução proposta. Da mesma forma, a organização dessas células e do espaço necessário para interconexões na composição das regiões de Núcleo e Periferia é discutida. Como resultado, projetamos uma NAPO C2L composta por um Núcleo com 176 portas equivalentes e uma Periferia com 24 interfaces de E/S. Cada célula do Núcleo é composta por 2 pares de transistores P-N, e pode ser personalizada para implementação de qualquer um dos 4 primitivos lógicos: inversor(INV), porta NE de 2 entradas (NE2), porta NOU de 2 entradas (NOU2) ou porta de transmissão (PTX). Um conjunto mínimo de funções para composição de uma Biblioteca de Funções foi projetado e caracterizado através de simulações SPICE. A viabilidade da MAPO projetada para implementação de circuitos de aplicação foi verificada pela realização de testes de mapeamento de circuitos padrão TTL MSI, que demonstraram a viabilidade de taxas de utilização de até 70% das células do Núcleo. A MAPO C2L projetada foi fabricada usando o processo C2L-LME e caracterizada. Para caracterização dos componentes da MAPO adotamos uma metodologia particular, baseada na utilização do programa REG3 para extração de parâmetros por minimização de erros. Com essa metodologia evitamos a necessidade da fabricação e caracterização de estruturas específicas de caracterização de processos, utilizando exclusivamente os componentes normais da MAPO. Diversos programas foram desenvolvidos para controle dos instrumentos de medidas automáticas e armazenamento e manipulação dos dados. Graças a esses programas e aos sistemas de medidas implantados no LME foi possível realizar o grande volume de medidas necessário à caracterização do circuito fabricado, no total mais de 150.000 valores de tensão e corrente foram medidos e armazenados em arquivos. Finalmente, como resultado da caracterização realizada comprovamos o grande problema de baixo rendimento dos circuitos fabricados. Uma regra empírica para estimativa de rendimento de fabricação de circuitos em função de sua densidade foi determinada.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 05.04.1989

  • How to cite
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    • ABNT

      COSTA, Tales Fernandes; ANDRADE, Carlos Américo Morato de. Projeto, fabricação e caracterização de uma matriz de portas C2L. 1989.Universidade de São Paulo, São Paulo, 1989.
    • APA

      Costa, T. F., & Andrade, C. A. M. de. (1989). Projeto, fabricação e caracterização de uma matriz de portas C2L. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Costa TF, Andrade CAM de. Projeto, fabricação e caracterização de uma matriz de portas C2L. 1989 ;
    • Vancouver

      Costa TF, Andrade CAM de. Projeto, fabricação e caracterização de uma matriz de portas C2L. 1989 ;

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