Diseño de celdas estándar y celdas I/O para código abierto

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dc.contributor.advisorMoya Baquero, Juan Sebastián
dc.contributor.advisorBarrero Pérez, Jaime Guillermo
dc.contributor.authorRodríguez Sierra, Nelson José
dc.contributor.authorPinto Hernández, Jhon Steven
dc.contributor.evaluatorRuega Gómez, Sergio Andrés
dc.contributor.evaluatorDovale Vargas, Luisa Fernanda
dc.date.accessioned2023-05-30T13:08:15Z
dc.date.available2023-05-30T13:08:15Z
dc.date.created2023-05-29
dc.date.issued2023-05-29
dc.description.abstractDesde la publicación del kit de diseño de procesos (PDK) de código abierto SkyWater “Sky130”, un gran número de proyectos han repercutido positivamente en la democratización del conocimiento sobre semiconductores. Sin embargo, dentro de este inmenso volumen de contribuciones, algunas áreas de diseño como el diseño físico digital y analógico no han sido explotadas debido a la falta de información en sus metodologías de diseño motivada por acuerdos de no divulgación (NDA). Para superar esta dificultad, en este proyecto de investigación, utilizando el PDK de código abierto “Sky130”, se implementó una metodología de código abierto que se aplica al diseño y caracterización de 10 celdas estándar con una altura fija de 12 pistas para aplicaciones de alta velocidad. Esta metodología obtiene las anchuras WN = 0, 88[µm] y WP = 2, 81[µm] como las dimensiones óptimas para que una celda inversora de 12 pistas cumpla la especificación de tr /tf = 1 bajo varios corners de proceso. Asimismo, se presenta una metodología de diseño y caracterización de código abierto para celdas de pad de señal analógica, celdas de relleno y celdas de corte en las que se consideran diodos duales como protección ESD. Esta metodología de caracterización implica la determinación del modelo electromagnético de la celda de pad de señal como circuito RC y considera el compromiso entre ancho de banda, densidad de corriente entre capas metálicas y área. El diseño óptimo elegido para la celda de pad corresponde a una celda con 12 diodos y nodos ïnçon tamaños de 6µm × 7µm.
dc.description.abstractenglishSince the release of the open-source SkyWater Sky130 Process Design Kit (PDK) a large number of projects have impacted positively the democratization of semiconductor knowledge. However, within this immense volume of contributions, some design areas like physical digital and analog design have not been exploited due to the lack of information in their design methodologies driven by nondisclosure agreements (NDA). To overcome this difficulty, in this research project, we implement using the open-source Sky130 PDK, a fully open-source methodology that is applied to the design and characterization of 10 standard cells with a fixed 12-track height for high-speed applications. This methodology obtains the widths WN = 0.88[µm] and WP = 2.81[µm] as the optimal dimensions for a 12-track inverter cell to meet the specification of tr /tf = 1 under several process corners. Also, a fully open-source design and characterization methodology is presented for analog signal pad cells, filler cells, and cut-off cells in which dual diodes as ESD protection are considered. This characterization methodology involves the determination of the electromagnetic model of the signal pad cell as an RC circuit and considers the tradeoff between bandwidth, current density between metal layers, and area. The optimal design chosen for the pad cell corresponds to a cell with 12 diodes and ïn"nodes with sizes of 6µm × 7µm.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14449
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectSKY130
dc.subjectLIBRERÍA DE CELDAS ESTÁNDAR
dc.subjectANILLO DE POTENCIA
dc.subject.keywordSKY130
dc.subject.keywordSTANDARD CELL LIBRARY
dc.subject.keywordI/O RING
dc.titleDiseño de celdas estándar y celdas I/O para código abierto
dc.title.englishOpen-source standard cell and I/O cell design
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Electrónica