Certains processeurs sont-ils implémentés dans des cellules standard et d'autres sont-ils personnalisés?

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En expliquant davantage la question, je vois des images de die qui implémentent un Cortex-M0, avec Bluetooth LE et ainsi de suite, selon la fonctionnalité de la puce, et apparaissent comme ceci (nRF51822):

nRF51822

Sur les processeurs plus anciens, je ne vois pas beaucoup d'implémentation de logique numérique "floue", comme ceci (AMD386):

AMD386

Après avoir googlé un peu, il semble que les implémentations ARM d'aujourd'hui soient faites avec des cellules standard (créant les formes amorphes sur la matrice). Je peux donc dire que l'implémentation "floue" sur la première image est le Cortex lui-même.

Je comprends que toutes les formes régulières peuvent être des souvenirs et toutes les parties "dessinées à la main" sont analogiques. Je me demande donc, dans le passé, les concepteurs analogiques devaient-ils implémenter les parties numériques sous le guide des gars numériques qui définissaient l'architecture?

Qu'est-ce que je rate?

thexeno
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Il convient de souligner qu'il est difficile de comparer ces deux matrices pour diverses raisons: processus (AM386 était à 800 nm, M0 est probablement <100 nm), type (CPU vs micro - les mémoires sont très différentes), génération (1991 vs 2009 - outils très différents) etc.
awjlogan
Pour faire valoir votre argument, il m'a également été difficile de trouver une image de matrice moderne équivalente non dans des cellules standard, si elle existait.
thexeno

Réponses:

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Non, les concepteurs de circuits intégrés analogiques ne créaient pas de microprocesseurs sous la direction d'architectes numériques. Il est plus juste de dire que les concepteurs de circuits intégrés numériques devaient en savoir un peu plus sur le comportement réel des transistors.

Le choix de savoir si une partie particulière d'un CI numérique sera fabriquée à l'aide de cellules standard ou de circuits dessinés à la main est simplement une question économique. Pour les structures denses et hautement répétitives comme les mémoires (cache, ROM à microcode, fichier de registre), il était logique d'investir du temps dans la fabrication manuelle des quelques cellules de base qui seraient assemblées ... le résultat était beaucoup plus petit et plus rapide qu'un circuit équivalent fabriqué à partir de cellules standard.

Des blocs de «logique aléatoire» tels que des machines à états et de petits compteurs ont été créés à l'aide de cellules standard et d'outils de CAO. La création de dispositions artisanales pour ces blocs aurait pris énormément de temps et aurait apporté peu d'avantages. Au lieu de cela, les gens ont travaillé pour améliorer les outils de CAO et les bibliothèques de cellules.

Elliot Alderson
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L'aspect "flou" que vous voyez dans la première microphotographie est en effet le résultat d'un algorithme automatique de localisation et d'itinéraire synthétisant une conception à l'aide d'une bibliothèque de cellules standard.

Les parties plus anciennes, comme l'AMD386 dans la deuxième image, sont antérieures à l'existence de ces algorithmes. L'ensemble du design a été soigneusement placé et acheminé à la main, ce qui explique son apparence plus ordonnée. (D'un autre côté, l'absence d'un processus unique produisant la mise en page explique les vastes zones d'interconnexions requises sur le 386 - un algorithme PAR aurait probablement pu produire une mise en page beaucoup plus efficace.)

Notez que cela ne signifie pas qu'il y ait quelque chose d'analogue dans l'AMD386. C'est une partie entièrement numérique! Les composants analogiques dans les conceptions de puces modernes semblent souvent plus "ordonnés" car ils contiennent des pièces physiquement grandes qui doivent être espacées des autres logiques, comme les inductances circulaires en bas à droite du nRF51822.

duskwuff -inactif-
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"AMD386. C'est une partie entièrement numérique!" - Je voudrais faire une remarque sur une chose: au moins les pads IO et des choses comme ça (en supposant qu'il n'y ait pas de régulateurs internes, d'oscillateurs et autres), ils doivent être analogiques. Il existe des diodes de protection, des diodes de protection inverse peut-être, différents transistors des onduleurs pour le fan-out / in. Et qui sait ce qui me manque. Je ne suis pas sûr qu'il existe même un circuit intégré numérique pur dans les mondes, composé uniquement de cellules standard et de quelques lignes VDD / GND.
thexeno