Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen.

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1 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Wettbewerbs-Finale – UMC 18 Layout 10 Bit Multiplizierer Enrico Heinrich

2 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Aufgabe Beschreibung eines 10 x 10 bit breiten Multiplizierers in VHDL ohne Multiplikationszeichen Multiplikation in einem Taktzyklus Layout in UMC 18 Arbeitsschritte

3 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Arbeitsschritte Xilinx FPGA geeignet für ersten Test des Designs Synopsys Synthese auf UMC 18 Silicon Ensemble Layout Aufbau

4 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Aufbau des Multiplizierers Beispiel: 1010101010 x 1111111111 0000000000 1 010101010 0000000001 0 101010100 0000000010 1 010101000 0000000101 0 101010000 0000001010 1 010100000 0000010101 0 101000000 0000101010 1 010000000 0001010101 0 100000000 0010101010 1 000000000 0101010101 0 000000000 1010101001 0 101010110 Aufbau Erstellen der Partialprodukte unbesetzte Stellen werden mit NULLEN aufgefüllt es entstehen 10 Partialprodukte, die jeweils 20 bit breit sind diese müssen möglichst effektiv zusammenaddiert werden

5 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Aufbau des Multiplizierers Aufbau Beispiel: 1010101010 x 1111111111 0000000000 1 010101010 0000000001 0 101010100 0000000010 1 010101000 0000000101 0 101010000 0000001010 1 010100000 0000010101 0 101000000 0000101010 1 010000000 0001010101 0 100000000 0010101010 1 000000000 0101010101 0 000000000 1010101001 0 101010110

6 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Aufbau des Multiplizierers Jeder Block enthält eine Baumstruktur mit einer Tiefe von 5 Volladdierern Input: 20 x 10 Bit Out: 20 Bit Carry Save Zahl Layout

7 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Power Layout

8 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Ergebnisse Power

9 Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Rostock Spezielle Anwendungen des VLSI-Entwurfs Auflistung der Vergleichsparameter Design- bezeichnung min. Perioden- dauer (Timing Analyse) max. Frequenz f max (Timing Analysis) Verlustleistung bei f max (Synopsys nach Layout) Errechnetes Power-Delay- Produkt Verlustleistung bei 100 MHz (Synopsys nach Layout) Errechnetes Power-Delay- Produkt Fläche Stat.Dyn.GesamtStat.Dyn.Gesamt [ns][MHz][mW] [pJ][mW] [pJ][mm²] B++3.452904.2874.5078.78271.784.2825.7830.06300.600.0246 WertDesignbezeichnung Beste Frequenz:3.45ns B++ Bestes Power-Delay-Produkt:271.78pJ B++ Beste Verlustleistung bei 100 MHz:30.06mW B++ Designername: Enrico Heinrich