Chapter 1 Introduction to IC

• 前55页 PPT 没啥重点，主要是 IC 领域的历史，之前在 ICCAD 课程中也有涉及

• 核心掌握芯片成本、良率、功耗、门再生性、噪声、扇入扇出、延时、一阶RC网络的延时等基本概念

• 集成电路成本：1. 固定成本（NRE cost） 2. 可变成本

• 固定成本与产品销售量无关，在当前的固定成本中，劳动力成本 > IP Licence > 掩膜成本

• 可变成本是指直接用于制造产品的费用，与产品产量、芯片面积成正比

• 芯片面积影响 芯片良率 和 每个芯片的成本 。芯片面积较小，芯片良率越高，成本越低。

  • 芯片成本大致与面积的四次方成正比

  • 芯片面积是设计者能够直接控制的因素

• $V_M$$V_M$ 开关阈值电压，定义为在 VTC 曲线上输入和输出相等的位置

• $V_{IL}$$V_{IL}$与$V_{IH}$$V_{IH}$ 之间的区域称为未定义区，也可以称为过渡宽度（Transition Width，TW）

• 再生性 Regenerative 保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平（0或1）中的一个（即使是错误的）。

• 在不具备可再生性的门后面加一个反相器可以变成可再生的门（存疑

• 具有可再生性的条件：

  • 一个反相器的 VTC 具有增益绝对值大于1的过渡区（不确定区）

  • 合法区域的增益要小于1

• 增加一个门的扇出会影响它的逻辑输出电平、且让动态特性变差。如何减小这种影响？让负载门的输入电阻大、驱动门的输出电阻小。

• 理想反相器的特性

• 注意: 上升时间 $t_r$$t_r$ 和 $t_f$$t_f$ 用来衡量单个信号波形而不是针对门的。定义为信号的 10% 和90%点之间的时间

• 一阶RC网络的传播延时需要记忆

• 一个门的传播延时和功耗有关。对于给定的工艺和门的拓补结构，功耗和延时的乘积是一个常数，称为 功耗——延时积，PDP。

• 一阶RC网络的能量损耗

• 观察到，对于一个阶跃输入，使电容从 0 充电至 V 信号源传输的能量是电容大小和阶跃电压的函数，而与电阻的值无关，且过渡结束时存储在电容中的能量正好是信号源传输的一半。