3D集成电路设计——EDA、设计和微体系结构

　本书全面地介绍了3D集成电路设计相关的前沿技术，章节之间有侧重也有联系。第1章首先通过处理器与存储器速度差异造成的访问速度问题，引入了3D集成电路产生的原因和存在的问题。第2章介绍了3D集成电路制造相关的基本工艺问题。针对3D集成电路远比平面集成电路严重的散热问题，在第3章总结了相关的热分析和电源传输设计方法，简述了解决相关瓶颈问题的方案。随后，本书走向设计层面，在第4章介绍了带有2D块和3D块的3D布局规划算法。在第5章介绍了几种基于热分析的3D全局布局技术，并通过实验结果比较了多种3D布局技术。第6章针对的是3D集成电路的布线，介绍了基于热分析的3D布线和热通孔插入技术。第7章介绍了重排传统的2D微处理器模块的方法，对不同设计技术、方法进行了讨论。接下来，本书继续提升设计层次，在第8章讨论了3DNoC的设计，包括多种网络拓扑结构和3D片上路由器设计。第9章介绍了高能效服务器设计的3D架构研究。第10章对3D集成电路技术潜在的成本优势进行了系统级分析与设计探索。 
　　
　　译者序
　　
　　原书序
　　
　　原书前言
　　
　　第1章介绍1
　　
　　参考文献11
　　
　　第2章3D集成电路工艺考量12
　　
　　2.1介绍12
　　
　　2.2背景:3D集成技术的初期需求13
　　
　　2.3影响3D设计艺术状态的工艺因素14
　　
　　2.3.1各层的堆叠方向:正面对背面与正面对正面14
　　
　　2.3.2层间对准:层间互连误差15
　　
　　2.3.3键合界面设计17
　　
　　2.3.4硅通孔维度:设计点选择19
　　
　　2.3.5通孔工艺集成和通孔类型的重新分类21
　　
　　2.4总结23
　　
　　参考文献24
　　
　　第3章三维（3D）芯片的热和电源传输挑战26
　　
　　3.1介绍26
　　
　　3.2三维集成电路中的热问题27
　　
　　3.2.1热PDE27
　　
　　3.2.2稳态热分析算法28
　　
　　3.2.3有限元法（FEM）30
　　
　　3.2.4三维电路热优化33
　　
　　3.3三维芯片中的电源传输34
　　
　　3.3.1电源传输基础34
　　
　　3.3.2三维芯片电源传输:模型和挑战35
　　
　　3.3.3控制PSN噪声的设计技术39
　　
　　3.3.4控制PSN噪声的CAD技术43
　　
　　3.4结论46
　　
　　参考文献46
　　
　　第4章热敏感3D布局规划50
　　
　　4.1介绍50
　　
　　4.2问题说明51
　　
　　4.2.1含二维块的三维布局规划51
　　
　　4.2.2含三维块的三维布局规划52
　　
　　4.3含二维块的三维布局规划表示法53
　　
　　4.3.1二维表示法的基本表示53
　　
　　4.3.2不同表示法的分析57
　　
　　4.4含三维块的三维布局规划表示法61
　　
　　4.4.1三维切片树61
　　
　　4.4.2三维CBL61
　　
　　4.4.3三元序列63
　　
　　4.4.4多种表示法的分析65
　　
　　4.5优化技术66
　　
　　4.5.1模拟退火66
　　
　　4.5.2基于SA的含二维块的三维布局规划66
　　
　　4.5.3基于SA的含三维块的三维布局规划68
　　
　　4.5.4解析方法70
　　
　　4.6多种三维布局规划技术的影响72
　　
　　4.6.1含二维块的三维布局规划影响72
　　
　　4.6.2含三维块的三维布局规划的影响74
　　
　　4.7总结和结论76
　　
　　附录折叠3D元件设计77
　　
　　参考文献80
　　
　　第5章热敏感三维（3D）布局83
　　
　　5.1介绍83
　　
　　5.1.1问题建模83
　　
　　5.1.2现有三维布局技术总览85
　　
　　5.2基于分块的技术86
　　
　　5.3二次均匀建模技术88
　　
　　5.3.1线网长度目标函数89
　　
　　5.3.2单元排布成本函数90
　　
　　5.3.3热分布成本函数91
　　
　　5.4多层布局技术92
　　
　　5.4.1三维布局流程92
　　
　　5.4.2解析布局引擎92
　　
　　5.4.3多层架构96
　　
　　5.5基于变换的技术97
　　
　　5.5.1本地堆叠转换方法98
　　
　　5.5.2折叠转换方法98
　　
　　5.5.3基于窗口的堆叠/折叠转换方法99
　　
　　5.6合法化和详细布局技术100
　　
　　5.6.1粗合法化100
　　
　　5.6.2详细合法化101
　　
　　5.6.3通过RCN图的层指定103
　　
　　5.7三维布局流程104
　　
　　5.8多种三维布局技术的影响104
　　
　　5.8.1线网长度和TSV数目的折中105
　　
　　5.8.2热优化的影响110
　　
　　5.9三维布局对线网长度和中继器使用的影响111
　　
　　5.9.1二维/三维布局器和中继器估计112
　　
　　5.9.2实验设置和结果112
　　
　　5.10总结和结论114
　　
　　参考文献115
　　
　　第6章三维（3D）集成电路中的热通孔插入和热敏感布线118
　　
　　6.1介绍118
　　
　　6.2热通孔118
　　
　　6.3把热通孔插入到布局后的设计120
　　
　　6.4布线算法123
　　
　　6.4.1多层方式124
　　
　　6.4.2使用线性编程的两段方法126
　　
　　6.5结论129
　　
　　参考文献129
　　
　　第7章三维（3D）微处理器设计131
　　
　　7.1介绍131
　　
　　7.2堆叠完整模块132
　　
　　7.2.1三维堆叠式缓存132
　　
　　7.2.2可选功能135
　　
　　7.2.3系统级集成139
　　
　　7.3堆叠功能单元模块139
　　
　　7.3.1移除互连线139
　　
　　7.3.2对硅通孔的要求141
　　
　　7.3.3设计局限问题142
　　
　　7.4拆分功能单元模块143
　　
　　7.4.1三维缓存结构的折中143
　　
　　7.4.2运算单元的三维分拆148
　　
　　7.4.3三维加法器148
　　
　　7.4.4接口单元150
　　
　　7.5结论151
　　
　　参考文献153
　　
　　第8章三维（3D）片上网络架构155
　　
　　8.1介绍155
　　
　　8.2片上网络的简要介绍156
　　
　　8.2.1NoC拓扑156
　　
　　8.2.2NoC路由设计158
　　
　　8.2.3NoC设计的更多信息158
　　
　　8.3三维NoC架构159
　　
　　8.3.1对称的NoC路由设计159
　　
　　8.3.2三维（3D）NoC总线混合路由设计161
　　
　　8.3.3真三维（3D）路由设计162
　　
　　8.3.4按维度分解NoC路由设计164
　　
　　8.3.5多层三维NoC路由设计164
　　
　　8.3.6三维NoC拓扑设计165
　　
　　8.3.7三维工艺对NoC设计的影响166
　　
　　8.4使用三维NoC架构的多处理器芯片设计166
　　
　　8.4.1三维二级缓存在CMP架构上的堆叠167
　　
　　8.4.2dTDMA总线作为通信支柱168
　　
　　8.4.3三维（3D）NoC总线混合路由架构169
　　
　　8.4.4处理器和二级缓存组织170
　　
　　8.4.5缓存管理策略170
　　
　　8.4.6方法学172
　　
　　8.4.7结果173
　　
　　8.5结论176
　　
　　参考文献176
　　
　　第9章PicoServer:使用三维（3D）堆叠技术建立能源效率服务器179
　　
　　9.1介绍179
　　
　　9.2背景182
　　
　　9.2.1服务器平台182
　　
　　9.2.2三维堆叠技术184
　　
　　9.2.3DRAM技术186
　　
　　9.3方法186
　　
　　9.3.1仿真研究186
　　
　　9.3.2估算功率及面积189
　　
　　9.4PicoSever架构191
　　
　　9.4.1核心架构和多线程的影响192
　　
　　9.4.2宽共享总线架构193
　　
　　9.4.3片上DRAM架构194
　　
　　9.4.4一个CMP架构的多NIC需求198
　　
　　9.4.5在三维堆叠中的热考虑198
　　
　　9.4.6将闪存集成到PicoServer的影响200
　　
　　9.5结果205
　　
　　9.5.1整体表现205
　　
　　9.5.2总体功率208
　　
　　9.5.3能源效率的帕累托（Pareto）图209
　　
　　9.6结论212
　　
　　参考文献212
　　
　　第10章系统级三维（3D）集成电路成本分析与设计探索216
　　
　　10.1介绍216
　　
　　10.2三维集成电路的早期设计评估217
　　
　　10.2.1“兰特规则”的初探217
　　
　　10.2.2芯片面积和金属层估计218
　　
　　10.2.3TSV技术的影响219
　　
　　10.3三维（3D）成本模型220
　　
　　10.4系统级三维IC设计探索223
　　
　　10.4.1评估TSV对芯片面积的影响223
　　
　　10.4.2三维（3D）IC中减少金属层的潜力223
　　
　　10.4.3键合工艺:D2W或W2W224
　　
　　10.4.4成本与三维层数225
　　
　　10.4.5异构堆叠226
　　
　　10.5成本驱动型的三维设计流程227
　　
　　10.5.1案例分析:两层OpenSPARCT1三维处理器229
　　
　　10.6交互对称设计的三维掩膜版的重复使用230
　　
　　10.7结论231
　　
　　参考文献231 

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ISBN：978-7-111-52605-6   出版社：机械工业出版社     出版日期：2016-3-30  装帧：平装    定价：￥79.00   类别：集成电路