TD/TME-Simulation ´ Electrique semaine 2 Objectif(s) O Dans un premier temps, vous allez utiliser le simulateur ´electrique eldo1 et l’interface de visualisation ezwave pour observer les caract´eristiques statiques et dynamiques du transistor NMOS et de l’inverseur CMOS. O Dans un second temps vous allez ´etudier l’influce de la charge (nb de portes attaqu´ees) sur le temps de propogation d’un inverseur puis d’un inverseur suivi d’un buffer. O En dernier lieu, vous allez observer l’influence de la r´esistance des fils d’interconnexion sur les temps de propagation Pour utiliser les outils eldo1 et ezwave vous devez ˆetre loggu´e sur une machine de type Solaris (ex : rachmaninov) et avoir fait un source du fichier jeanlou/VLSI2006-2007/TD-TME/S2/eldo.sh. En r´esum´e en d´ebut de s´eance effectuez dans l’ordre :

1. Ouvrir un terminal,
2. dans ce terminal se loguer sur une machine Solaris en utilisant la commande :

   ssh <nom_de_machine>,

3. faire un source du script de configuration de l’environnement eldo.csh :

%>source jeanlou/VLSI2006-2007/TD-TME/S2/eldo.sh Exercice(s) La plupart des fichiers sont fournis, vous n’aurez que quelques modifications mineures `a effectuer. Exercice 1 – Caract´eristiques du transistor NMOS Copiez le fichier polar nmos.spi dans votre r´epertoire et lancez la simulation. Dans cette simulation la tension VDS = 3.3V et on fait varier la tension VGS de 0 V `a 3.3 V et on mesure le courant IDS. Question 1 D´eterminez la tension de seuil a partir de laquelle le transistor commence a ˆetre passant. Exercice 2 – Simulation statique de l’inverseur CMOS Copiez les fichiers mon inv.spi et inv statique.spi dans votre r´epertoire et lancez la simulation. Question 1 Qu’observez-vous, cet inverseur vous parait-il ´equilibr´e ? Justifiez votre r´eponse. 1la documentation se trouve dans le r´epertoire /users/soft/mentor/ams2004.2/documentation/, consultez le fichier eldo ur.pdf 1 UE VLSI eldo 2 – page 2/2 Question 2 Faites varier la valeur de Wp jusqu’`a ce que l’inverseur soit ´equilibr´e. Exercice 3 – Simulation dynamique de l’inverseur CMOS Copiez le fichier inv dynamique.spi dans votre r´epertoire et lancez la simulation. Question 1 Ajoutez une capacit´e de charge a la sortie de votre inverseur, faites varier la valeur de cette capacit´e de 0 pF a 100 pF. Pour chaque valeur mesurez le temps de commutation de l’inverseur et tracez la courbe. Exercice 4 – Insertion d’un buffer Copiez le fichier buf x8.spi dans votre r´epertoire et en partant du fichier inv dynamique.spi ´ecrivez le fichier invplusbuf.spi qui ajoute un buffer buf x8 entre la sortie de l’inverseur et la capacit´e de charge. Question 1 Simulez ce nouveau circuit en faisant varier la capacit´e de charge comme pour l’exercice pr´ec´edent. Question 2 A partir de quelle valeur de charge, l’insertion d’un buffer est utile au temps de propagation global ? Question 3 A combien d’inverseurs correspond cette charge ? Exercice 5 – Influence de la resistance des fils d’interconnexion Cr´eez maintenant deux nouveaux fichiers (inv dynamique resist.spi et invplusbuff resist.spi en ajoutant une r´esistance correspondant aux fils d’interconnexion reliant la sortie de l’inverseur ou du buffeur `a la capacit´e de charge. Question 1 Simulez ces nouveaux circuits en fixant la capacit´e de charge `a 90 pF qu’observez vous, proposez une explication. c 2006/2007 ( by UPMC/LMD/VLSI) 6 octobre 2006