Título
Analy sis of the technology scaling on the electrical features of interconnects used in 3D systems
Autor
VICTOR HUGO VEGA GONZALEZ
Colaborador
REYDEZEL TORRES TORRES (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Transmission line theory - (TEORÍA DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN) Hight requency transmission lines - (LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE ALTA EXIGENCIA) Multiconductor transmission lines - (LÍNEAS DE TRANSMISIÓN MULTICONDUCTORAS) Coupled transmission lines - (LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ACOPLADAS) Electromagnetic coupling - (ACOPLAMIENTO ELECTROMAGNÉTICO) CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA - (CTI) FÍSICA - (CTI) ELECTRÓNICA - (CTI)
Resumen o descripción
In this thesis, an exhaustive analysis for evaluating the performance of current and future high-density multi-Gb/s chip-to-chip interconnects is presented. This analysis includes simulations and experiments carried out to transmission lines fabricated on PCB and on silicon. Among the aspects considered in this work, we have the coupling between neighboring stripline and microstrip lines in single ended and differential configurations with frequency dependent parameters. Furthermore, a new method for separating the conductor and dielectric losses from the propagation constant of the lines was developed in this work. This method allows identifying the contribution of the losses in transmission lines of different dimensions and fabricated in distinct technologies. In order to obtain the system's bandwidth and the area efficiency of a given transmission line-based data bus, an exhaustive time and frequency domain analysis of downscaled versions of current 3D integrated interconnects was carried out. This analysis also allowed to find the optimal structure for given specifications (e.g. interconnects density and bandwidth). Experimentally validated 2D simulators and PDA (peak distortion analysis) tools were used in this process.
En esta tesis se presenta un exhaustivo análisis que permite evaluar el desempeño de actuales y futuras interconexiones entre circuitos integrados. Este análisis incluye simulaciones y experimentos llevados a cabo a líneas de transmisión fabricadas sobre la tarjeta de circuito impreso o sobre silicio. Entre los aspectos considerados en este trabajo se tienen el acoplamiento entre líneas de transmisión vecinas con terminación sencilla y diferencial, además de parámetros dependientes de frecuencia. Fue desarrollado un nuevo método analítico que permite separar las perdidas debidas al conductor y al dieléctrico directamente de la constante de propagación de una línea de transmisión.
Con la finalidad de determinar qué tan eficiente resulta fabricar los buses de datos con determinadas dimensiones y el ancho de banda del sistema se realizó un análisis exhaustivo en el dominio del tiempo y de la frecuencia a versiones reducidas de líneas de transmisión actualmente fabricadas con tecnología tridimensional. Este análisis también permite encontrar la estructura óptima para unas especificaciones dadas como la densidad de interconexiones y el ancho de banda del bus de datos. Simuladores validados experimentalmente y el análisis de pico de distorsión fueron utilizados en el proceso.
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
junio de 2009
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Inglés
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Vega-Gonzalez V.H.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
Descargas
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