Electronica digital

Curso Máster:

Microelectrónica Digital
Tema 2

Leopoldo García Franquelo Departamento de Tecnología Electrónica.

.

Dispositivos Programables por el usuario (I)

Introducción a los Dispositivos Programables por el Usuario
Circuitos Completamente a medida

Células Estándar (Fab. Predifundidos (Fab. Todas las máscaras) Últimas máscaras) Dispositivos Programables por el usuario25/10/2006 Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II 2

Tipos de dispositivos programables por el usuario

SPLD
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CPLD
Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

FPGA
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Modelo de FPGAs
Bloques Lógicos Bloques de Entrada/Salida

Programabilidad

Recursos de Conexionado
25/10/2006 Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II 4

Programación: SRAMProceso CMOS Estándar Volátil (ROM ext.) (reprogramable) Area!

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: SRAM
Vcc 47k 47k NC 47k NC
DOUT M M1 0 M2 DIN DOUT

47k

47k
M0 M1 M2 DIN CCLK

47k
PWRDN DOUT

M0 M1 M2

XC4000E/X MASTER SERIAL
CCLK DIN PROGRAM DONE LDC INIT

Vcc 47k Vcc
CLK

CCLK

XC1700D

VPP

DA TA CE RESET/O E CEOXC4000E/X, XC5500 SLAVE
PROGRA M DONE INIT

XC3100A SLAVE
RE SET D/P INIT

P GRAM RO

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Modo de Configuración

D

Q

D

Q

Funcionamiento Normal
CCLK

D

Q

D

Q

CCLK

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: ANTIFUSIBLES (1)
OXIDO SILICIO AM ORFO M ETAL2VIALINK
M ETAL1

OXIDO DIELECTRICO ONO

POLISILICIO

PLICE
DIFUSION n+

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: ANTIFUSIBLES (2)
METAL2 METAL1

PLICE:
Programable Low Impedance Circuit Element

ANTIFUSIBLE

POLISILICIO DIFUSION n+

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Resistencia de programación deun antifusible
Resistencia del antifusible en Kohms

Sin programar: 1 GigaOhm
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Corriente de programación en mA
25/10/2006 Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II 10

Características del antifusible
n n n

Se programa cada antifusible mediante la aplicación de una tensión de 16V durante 1ms. Se añaden tres capas en el procesode fabricación CMOS estándar. Durabilidad de 40 años

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: EPROM (1)

Óxido Metal Línea de palabra Puerta de control Puerta Flotante Difusión n

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: EPROM (2)
Característica de transferencia con la puerta flotante descargada

iDCaracterística de transferencia con la puerta flotante cargada
DVT

DVT=-Q/CFC VT0 5V
25/10/2006 Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II 13

VT

VG

Programación: FLASH (1)
Puerta de control
A B’

Contacto Drenador

Oxido inter-poly Oxido de Puerta
A’

Puerta de control Puerta Flotante Fuente Drenad.

Puerta Flotante Contacto Fuente Puerta de control
B

Sustratop Sección BB’
Puerta Flotante Oxido inter-poly

Oxido de Puerta

Sustrato p Sección AA’

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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

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Programación: FLASH (2)

12 V GND 5V 12 V

GND Flotante

Fuente

Drenador

Fuente

Drenador

Sustrato p

Sustrato p

Programación: inyección de electrones desde el drenador
25/10/2006

Borrado: EfectoFowlerNordheim (Túnel) hacia la fuente
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Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II

Programación: EPROM (2)
linea de selección RESISTENCIA PULL-UP

+5 V

linea de bit

PUERTA DE SELECCION

PUERTA FLOTANTE
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gnd TRANSISTOR EPROM
Curso Master: Microelectrónica Digital. Tema II 16

Programación: EPROM (2)
linea de selección RESISTENCIA PULL-UP

+5 V

linea de bit...