3차원 연결선 모형의 효율적인 커패시턴스 추출 방법

Efficient Capacitance Extraction Method for 3D Interconnect Models

  • 김정학 (숭실대학교 대학원 컴퓨터학과) ;
  • 성윤모 (숭실대학교 대학원 컴퓨터학과) ;
  • 김석윤 (숭실대학교 대학원 컴퓨터학과)
  • 발행 : 2004.11.01

초록

본 논문은 3차원 연결선 모형을 이용하여 효율적으로 회로 연결선에 기생하는 커패시턴스 성분을 추출하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 경험식에 의한 방법 중 2차원 연결선 모형의 커패시턴스를 추출하는 알고리즘을 이용하여 수행시간을 개선하였고, 정확도의 오차를 줄이기 위하여 3차원 커패시턴스 추출에서 이용되는 모형화 방법을 적용하였다. 이 방법은 FastCap을 이용하여 실험한 결과와 비교하면 1.8%의 오차 범위에서 952배의 시간 이득을 얻을 수 있다. 제안한 방법은 VLSI 시스템의 칩 내 외부 연결선의 전기적 변수 추출에 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

This paper proposes an efficient method for computing the 3-dimensional capacitance of complex structures. The proposed method is based on applying numerical 2-dimensional capacitance extraction formula for 3-dimensional interconnect models. This method improves the extraction efficiency 952 times while compromising the accuracy within 1.8 percentage of maximal relative error, compared with the results of Fastcap program for various 3-D models. The proposed method can be used efficiently to extract electrical parameters of on/off-chip interconnects in VLSI systems.

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참고문헌

  1. J. Quin. S. Pullela, and L. Pillage, 'Modeling the Effective Capacitance for the RC interconnect of CMOS Gates,' IEEE Trans. on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 13, no. 12, Dec. 1994 https://doi.org/10.1109/43.331409
  2. A. Seidl, M. Svoboda, J. Obemdorfer, and W. Rosner, 'CAPCAL- A 3D Capacitance Solver for Support CAD systems,' IEEE Trans. Computer -Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 7, pp, 549-556, 1988 https://doi.org/10.1109/43.3192
  3. P. Benedeck, 'Capacitances of a Planar Multconductor Configuration a Dielectric Substrate by a Mixed Order Finite-element Method,' IEEE Trans. Circuit & Syst., vol. CAS-23, pp. 279 -283, 1976 https://doi.org/10.1109/TCS.1976.1084207
  4. Q. Ning, P. M. Dewilde, and F. L. Neerhoff, 'Capacitance Coefficients for VLSI Multilevel Metallization lines,' IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-34, pp. 644-649, 1987 https://doi.org/10.1109/T-ED.1987.22975
  5. K. Nabors and J. White, 'FastCap: A Multipole Accelerated 3-D Capacitance Extraction Program,' IEEE Trans. on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 10, no. 11, Nov. 1991 https://doi.org/10.1109/43.97624
  6. N. D. Llanda and M. Richardson, 'Modeling and Extraction of Interconnect Capacitance for Multilayer VLSI Circuits,' IEEE Trans. Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 15, pp.58-67, Jan. 1996 https://doi.org/10.1109/43.486272
  7. Jue-Hsien Chern, Jean Huang, 'Multilevel Metal Capacitance Models For CAD Design Synthesis Systems,' IEEE Electron Device Letters, vol. 13, no. 1, Jan. 1992 https://doi.org/10.1109/55.144942