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穿越铁轨的旅行

FloTHERM-IC简化了封装特性

180 mA。

简单。一个数字。180.

双极技术PAL16L8A在20针CERDIP或塑料SKINNY-DIP封装中的最大电流在商业运行范围内。

你想知道需要多少电流吗?很简单,180毫安。时期。

啊,那些日子。那时候我们是那么的无辜。在此过程中,某个营销人员注意到,特别是采用了新颖的CMOS技术,PLD功耗随着设备的模式而变化。这就是滑坡的开始。

我们从“这是保证的数字”一直到“我们不知道,我们不保证任何东西,现在你已经喊了足够长的时间,我们有点像一种工具,可以让你估计你的设计的当前,但我们仍然不保证任何东西,你是自己的,所以如果你的系统爆炸了,不要来找我们。”

FPGA供应商完全摆脱了困境。我的筹码能取多少钱?“这要看情况了。”好了。

大多数芯片设计师就没那么幸运了,但即便如此,复杂的集成电路有许多可能的场景(用营销术语来说就是“模式”或“用例”),要确切地说出一个芯片应该消耗多少能量仍然很难。

这就引出了一个问题,是什么决定了应该允许多大的电流?当然,在这个时代,电池寿命胜过一切。能够把你的标志涂成绿色也很有用(而且,最重要的是,节省能源是一个额外的好处)。但是,还有其他更古老而不那么时髦的原因限制了权力,这些可以追溯到两极分化的时代或更早的时代。

比如,你不想融化塑料包装。

比如,如果你超出了芯片设计的工作条件,那么你的里程可能会有所不同。

比如,你不想过早加速芯片的磨损,从而导致可靠性问题。

那么我们怎么算出来呢?好吧,这把我们带到了轨道的另一边,那里的世界只是有点肮脏,而且,嗯,真实。机械工程师的世界。然而,在许多方面,它与我们自己的并不像我们想象的那么不同。

在过去,任何设计师或产品工程师都很容易了解电力预算的基础知识,但是,考虑到项目的规模和专业化水平,许多工程师可能从来都不需要深入研究热机械领域。

这里有一些基本知识。你的芯片会产生热量。热量通过包裹传递到外界。它可能只是通过塑料,也可能有热扩散器或其他内部小工具的帮助,以补充塑料的导电性。或者你可能有一种比塑料更导电的材料。

一旦到达包装的边缘,热量必须转移到某个地方,否则它就会停止流动。它可能只是从包装上飘到周围的环境中,或者你可能需要一些更激进的东西,比如散热器,以更快地将热量从包装中抽出,或者可能移动空气甚至液体,以尽可能快地将热量从包装中带走。

问题是,你需要多少这种物质你允许在你的芯片中产生多少热量?显然,冷却装置越精致,你的芯片就越昂贵。

这就是世界融合的地方:热特性被建模为电路。电流和热流之间有一个类比;电压和温度之间(或者,更准确地说,温差);在电阻和热阻之间。热阻的含义不难想象;例如,塑料的电阻比金属高。

封装的特点是从一点到另一点的各种热阻。电阻用希腊字母theta表示,例如硅结(J)和封装箱(C)之间的电阻为ΘJC.在过去,所有的表征都是用探头和热电偶来完成的,这样就可以测量散热。当你可以依靠一些简单的配置,比如在角落的引脚上安装电源,左边输入,右边输出时,需要考虑的配置数量并不是特别令人生畏。

对于现在包裹着我们千兆级婴儿的千兆级庞然大物来说,就没那么容易了。包装组件配置和组合的数量也有了大幅增长。而且,如果这还不够,可能会有引脚敏感性-特别是当你开始依赖引脚将热量从芯片中吸走时。

这里,我们的世界又开始变得相似了:热学人员现在使用复杂的建模工具模拟包。当然,虽然这比实际进行物理测量要容易得多,但为进行彻底的包模拟而精心创建和组装所有必要的模型仍然是一个耗时的过程。就像电路模拟一样。

所以你可以想象它会变得很乏味描述模拟实验室,每个人和他们的叔叔打电话来询问各种口味和不同包装的热特性。

问题是,有描述要求,还有特殊的描述要求。JEDEC提供了各种“已批准的”包。曾几何时,这就足以进行测量并简单地发布数字了。但即使在标准包中,也有许多方法来组装和组合组成部分,所以没有人测量过所有可能的配置。许多请求只是要求对JEDEC标准组件进行不同的排列。

Mentor认为这是一个机会。通过购买Flomerics,他们获得了一个名为FloTHERM的工具,这是一个完整的热模拟器,任何包(或其他物理实体)都可以被表征。但是为了简化那些涉及jedec批准的不同排列的特征描述请求,他们已经分离出一个名为FloTHERM-IC的单独工具。他们已经建立了一个现有结果的数据库;这与它们的求解器相结合,允许计算JEDEC度量和模型,以及它们支持的JEDEC批准的包元素的任何组合的灵敏度分析。

您不必费力地创建和模拟包模型,而是得到一个向导,该向导指导您使用受支持的组件库配置包。然后,您可以请求关于该包的信息,而无需进行完整的模拟。

该工具的一个不同寻常之处在于它是基于网络的:该业务是在软件即服务(SaaS)的基础上运行的,尽管从目前大多数人使用的术语来看,它与云计算还有一点差距。该服务托管在两个Mentor服务器上,每个请求都需要用到这些服务器。一个服务器保存数据库;另一个运行求解器。这是一个双服务器私有云。用户按年订阅。

因此,现在可以快速处理那些更常规的请求,为那些特殊的自定义包请求或当您试图做一些不想让JEDEC知道的事情时,节省了令人痛苦的模拟。

所有这些努力都是为了你。这样你就能得到你的电力预算。这个预算你可能不会再向你的客户保证了。

所有这些工作都是为了让营销人员说:“视情况而定。”

为什么,在我那个年代,我们保证会有一个数字。数字是180…

更多信息:FloTHERM-IC

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