Роль транзисторов и диодов в компьютерах

[Munin]

Dmitriy40 в сообщении #1418191 писал(а):

UPD. В англовики
вроде неплохо написано.

А, ну понятно. Cc - коллекторы, ee - эмиттеры, bb - базы - это для ЭСЛ и ТТЛ логики. А "перевёрнутые" ss и dd идут со времён $n$-МОП. Постараюсь запомнить. (Вообще в английском языке повтор буквы для множественного числа нередко встречается. Да и у нас: годы - "гг.")

Dmitriy40 в сообщении #1418191 писал(а):

Если слоёв металлизации мало (до 4-5), то вперемешку с сигналами, если много (6 и более), то можно и отдельными слоями. В современных процессорах кажется порядка 12 слоёв (8-9 было в 2010г., сколько сейчас не нашёл), так что могут и отдельными.

Ну разумеется, я спрашивал про случай, когда слоёв много. Кстати, а не делают такие маски "более грубыми", по более крупной технологической норме, раз от них всё равно высокой точности не требуется? Удешевило бы.

Dmitriy40 в сообщении #1418226 писал(а):

Но к управлению производительностью это имеет косвенное отношение: при увеличении производительности напряжения надо повышать. Но само по себе повышение напряжения ничего не ускорит, надо ещё и у тактовых сигналов менять частоту (ну или множитель у PLL).

Обычно это излагают наоборот: если понижать напряжение, то завалятся фронты, растянутся тайминги, и без ошибок тайминга та же схема будет держать только более низкую частоту. Ну, наверное, с точки зрения оверклокера действительно так (точнее, его цель как раз в повышении частоты, но чтобы не было ошибок, он повышает и напряжение, и делает теплоотвод).

[Emergency]

Munin в сообщении #1418282 писал(а):

а не делают такие маски "более грубыми", по более крупной технологической норме, раз от них всё равно высокой точности не требуется? Удешевило бы.

Слои питания/земли часто делают сплошными. Это полезно не только в плане нагрузочной способности, но и в плане экранирования сигнальных слоев.

[Dmitriy40]

Munin в сообщении #1418282 писал(а):

Кстати, а не делают такие маски "более грубыми", по более крупной технологической норме, раз от них всё равно высокой точности не требуется? Удешевило бы.

Таких тонкостей я уже не знаю. Могут быть неочевидные постороннему нюансы (навскидку - отсутствие свободных дешевых станков по крупным нормам). Собственно шаг металла и так вчетверо больше тех.нормы, может быть они и так (относительно) дешевые.

[Munin]

Ну это шаг. А норма маски задаётся точностью, с которой надо совмещать пины с предыдущим и последующим слоем.

[Xey]

Emergency в сообщении #1418353 писал(а):

Это полезно

Это же увеличит ёмкости сигнальных дорожек?

[Emergency]

Xey в сообщении #1418400 писал(а):

Это же увеличит ёмкости сигнальных дорожек?

Ну уменьшится их волновое сопротивление... И что?
А если не экранировать, то наводки на сигнальных и адресных входах повысят уровень шумов и снизят рабочую частоту.

[Munin]

Xey в сообщении #1418400 писал(а):

Это же увеличит ёмкости сигнальных дорожек?

Не сильно. А вот наводки (crosstalks) погасит.

[Dmitriy40]

Мне кажется наоборот, наводок и так в цепях межсоединений логики мало, а в шинах ёмкость увеличится значительно. Не в шинах же редко встречаются длинные параллельные дорожки (которые разводят очень внимательно), а в коротких или непараллельных наводки слёзные. В общем польза именно экранирования сомнительна. Хотя конечно надо считать.

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1418419 писал(а):

в шинах ёмкость увеличится значительно

Если вы держали в руках сигнальные кабели осциллографов или хотя бы смотрели на телевизионный кабель, то могли заметить, что они экранированные. При этом качество сигнала, передаваемого по экранированному проводу, гораздо выше чем по не экранированному. При этом телевизионный кабель имеет волновое сопротивление 75 Ом, а кабель от осциллографа - 50 Ом, то есть его погонная емкость выше, чем у телевизионного. О причинах пока говорить не будем.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1418509 писал(а):

а кабель от осциллографа - 50 Ом

Для снижения ёмкости щупа в осциллографических кабелях применяют специальные коаксиалы с очень тонкой внутренней жилой и, соответственно, большим волновым сопротивлением.

-- 01.10.2019, 15:04 --

Xey в сообщении #1418400 писал(а):

Это же увеличит ёмкости сигнальных дорожек?

Главное, что это уменьшит их индуктивность, как собственную, так и взаимную.

-- 01.10.2019, 15:06 --

Munin в сообщении #1418405 писал(а):

А вот наводки (crosstalks) погасит.

"Сrosstalk" нормально переводится как "перекрёстные помехи".

-- 01.10.2019, 15:11 --

Dmitriy40 в сообщении #1418419 писал(а):

Не в шинах же редко встречаются длинные параллельные дорожки

Если в слое выбрано преимущественное одно направление разводки дорожек, то как раз рядом окажутся длинные параллельные участки различных цепей.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1418511 писал(а):

Для снижения ёмкости щупа в осциллографических кабелях применяют специальные коаксиалы с очень тонкой внутренней жилой и, соответственно, большим волновым сопротивлением.

Я работал со старым импедансметром (насколько помню, частота до 3 ГГц). У него вообще был активный щуп, по виду как толстый фломастер, и толстый кабель. Но какое у него было волновое сопротивление я не знаю.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1418513 писал(а):

Я работал со старым импедансметром (насколько помню, частота до 3 ГГц). У него вообще был активный щуп, по виду как толстый фломастер, и толстый кабель. Но какое у него было волновое сопротивление я не знаю.

И для осциллографов существуют активные щупы. У активных щупов кабель - обычный 50-омный коаксиал. Вход осциллографа нужно переключать с мегаома на 50 ом, если он не переключается автоматически. Равно, нужно вход переключать и при подаче на вход осциллографа сигнала через 50-омный коаксиал с выхода другого прибора. А стандартные пассивные щупы 1:10 устроены немного иначе и работают на 1-мегаомный вход осциллографа.

[Dmitriy40]

realeugene в сообщении #1418511 писал(а):

Dmitriy40 в сообщении #1418419 писал(а):

Не в шинах же редко встречаются длинные параллельные дорожки

Если в слое выбрано преимущественное одно направление разводки дорожек, то как раз рядом окажутся длинные параллельные участки различных цепей.

Я как раз сомневаюсь что в чипе будут длинные дорожки кроме как в шинах, обычно сигналы далеко не уходят (несколько всем известных исключений разводятся специально), а в локальной окрестности они идут не все строем, а в достаточно разных направлениях.

И потом, речь ведь не про наводки в одном слое, а про влияние сигналов в разных слоях! И необходимость/полезность слоёв экрана. Так что Ваше замечание вообще ни о чём. В одном слое никто не мешает все важные сигналы разделить земляными дорожками, плотность разводки и размещения вентилей это вполне позволяет - вентили обычно работают друг на друга, все рядом, наружу из блоков вентилей выходят или шины, или малое количество сигналов (по отношению к площади блока вентилей).

-- 01.10.2019, 16:53 --

Emergency в сообщении #1418509 писал(а):

Если вы держали в руках сигнальные кабели осциллографов или хотя бы смотрели на телевизионный кабель, то могли заметить, что они экранированные.

Если Вы держали в руках телевизор или осциллограф или любой другой измерительный прибор, то могли заметить, что на входах у них аналоговые сигналы, для которых важны и шум, и наводки, и всё прочее. В цифровой технике многое из этого влияние не оказывает (например выбором порогов переключений вентилей шум эффективно исключается). Кроме того, в чипе обычно не стоит задача передать сигнал относительно далеко (за некоторыми исключениями типа клоков и шин, которые разводятся специально), а на малую длину все паразитные наводки соответственно меньше.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1418522 писал(а):

В цифровой технике многое из этого влияние не оказывает (например выбором порогов переключений вентилей шум эффективно исключается).

Речь не про шум, а про помехи. И проверка signal integrity - это отдельная задача моделирования цифровых схем. Которая становится критически важной для высокочастотных схем, для которых перекрёстные помехи сильны, а запас для защиты от помех мал. И, особенно, в тех же шинах параллельное переключение группы проводов может дать слишком большую помеху на сигнал управления в той же шине. Да и отдельных отдельных длинных проводников вне шин хоть и немного по сравнению с локальными соединениями, но помеха, наведённая на любой из них соседями при их переключении, может привести к сбою в работе всего чипа.

Да, а плоскости питания важны для снижения индуктивностей цепей питания, которые, по факту, включаются последовательно со всеми сигнальными цепями, и по которым, при этом, протекают сильные токи переключения.

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1418522 писал(а):

а на малую длину все паразитные наводки соответственно меньше

Если оценивать по отношению длины проводника к длине такта, то мы запросто можем получить четвертьволновой вибратор и давать хорошую наводку не только на соседние линии, но и на отдаленные.
Конечно, проектировщики об этом знают и борются с этим, но речь не о их борьбе, а о наводках.
А еще, многослойные печатные платы - одна их тем моей специальности (не в плане проектирования, а в плане изготовления).