Deliverables and Services - IHP Microelectronics

A U S G E w ä H L T E P R O J E K T E – S E L E C T E d P R O J E C T S
ECL/CML-Bibliothek für Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen
Zukünftige serielle Kommunikation mit extrem hohen
Datenraten erfordert Digitalschaltungen, die mit
Taktfrequenzen von 5 GHz und mehr arbeiten können.
Da in jüngster Zeit gerade dieser Anwendungssektor
schnell wächst und die Entwicklung der Taktraten bei
CMOS-Prozessoren seit längerem stagniert, wird eine
auf Stromschaltern basierende Logik (Current Mode Logic,
CML), bzw. die bipolare Variante (Emitter Coupled
Logic, ECL) in einer wachsenden Anzahl von Bereichen
zum Einsatz kommen. Solche Schaltungen können
Funktionen in einem Taktbereich übernehmen, der mit
reiner CMOS-Technik nicht mehr realisierbar ist, wie Serialisierung
und Deserialisierung sehr schneller Datenströme
(SERDES), PLL-Taktteiler, weiträumige Taktverteilungen,
asynchrone Datenübergabe zwischen lokal
synchron arbeitenden Blöcken (Globally Asynchronous
Locally Synchronous, GALS), usw.
Die Hochleistungstransistoren der IHP-BiCMOS-Technologien
sind sehr gut für eine solche Schaltungstechnik
geeignet. Daher wurde am IHP mit Hilfe der Partner FH
Brandenburg und advICo microelectronics eine ECL Zellbibliothek
entwickelt, die sich auf alle BiCMOS-Technologien
des IHP übertragen läßt. Gegenüber der CMOS-
Technologie ist damit ein drei- bis zehnfacher Gewinn
an Taktrate möglich. Erste Versionen sind für die IHP-
Technologien SGB25VD (bis ca. 16 GHz Taktrate) und
SG25H1 (bis ca. 35 GHz) verfügbar.
Darüber hinaus entwickelt das IHP gemeinsam mit der
Humboldt-Universität zu Berlin eine weltweit einmalige
ECL Synthesebibliothek zur Verwendung moderner Synthesewerkzeuge
(Synopsys bzw. Mentor) zur Synthese
von komplexen ECL-Schaltungen und gemischten ECL-
CMOS-Schaltungen aus HDL-Verhaltensbeschreibungen,
derzeit bis ca. 10 GHz.
ECL / CML Library for High Speed digital
Circuits
Future serial communication at extremely high data
rates requires digital circuits with clock rates of 5 GHz
or higher. Although the interest in this application
field is growing rapidly, recent progress of the maximum
clock rates of CMoS processors has been quite
limited. thus, a logic based on current switches (Current
Mode logic, CMl) or the bipolar variant (emitter
Coupled logic, eCl) will be applied in a growing
number of applications. Such circuits can cover logic
functions at very high clock rates that would not be
realizable with CMoS. examples are serialization and
deserialization of high speed data streams (SeRDeS),
pll clock dividers, wide-ranging clock distribution,
fast asynchronous data exchange between locally
synchronous blocks (Globally Asynchronous locally
Synchronous, GAlS), etc.
For this field of application the high-performance
transistors of the IHp BiCMoS technologies are wellqualified.
thus an eCl cell library was developed at
the IHp with the partners FH Brandenburg and advICo
microelectronics which can be transferred to all
BiCMoS technologies of the IHp. In comparison with
CMoS, a three to ten times higher clock rate can
be achieved. First versions for the IHp technology
SGB25VD (up to approx. 16 GHz clock rate) and
SG25H1 (up to approx. 35 GHz) are available.
In addition, IHp and the Humboldt-university Berlin
are developing an eCl synthesis library for use with
modern hardware description based (HDl) synthesistools
(Synopsys, Mentor) to synthesize more complex
eCl circuits or mixed eCl and CMoS circuits, currently
up to about 10 GHz. this eCl synthesis library is
unique in the world.
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