Установка повторителя
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Вставка повторителя — это метод, используемый для уменьшения временных задержек, связанных с длинными проводными линиями в интегральных схемах. Этот метод предполагает разрезание длинного провода на один или несколько более коротких проводов, а затем вставку повторителя между каждой парой вновь созданных коротких проводов.
Время, необходимое сигналу для прохождения от одного конца провода к другому, называется задержкой проводной линии или просто задержкой. В интегральной схеме эта задержка характеризуется RC , сопротивлением провода ( R провода ), умноженным на емкость ( C ). Таким образом, если сопротивление провода 100 Ом , а его емкость 0,01 микрофарад (мкФ), задержка провода составит одну микросекунду (мкс).
Сопротивление провода в интегральной схеме прямо пропорционально или линейно в зависимости от длины провода. Если длина провода длиной 1 мм имеет сопротивление 100 Ом, то длина провода длиной 2 мм будет иметь сопротивление 200 Ом.
Для целей нашего сильно упрощенного обсуждения емкость провода также увеличивается линейно по его длине. Если провод длиной 1 мм имеет емкость 0,01 мкФ, провод длиной 2 мм будет иметь емкость 0,02 мкФ, провод длиной 3 мм — 0,03 мкФ и так далее.
Таким образом, временная задержка в проводе увеличивается пропорционально квадрату длины провода. В первую очередь это справедливо для любого провода, сечение которого остается постоянным по длине провода.
| Длина провода | Сопротивление | Емкость | Задержка времени |
|---|---|---|---|
| 1 мм | 100 Ом | 0,01 мкФ | 1 мкс |
| 2 мм | 200 Ом | 0,02 мкФ | 4 мкс |
| 3 мм | 300 Ом | 0,03 мкФ | 9 мкс |
Следствием такого поведения является то, что на одном проводе длиной 2 мм задержка составляет 4 мкс. Два отдельных провода диаметром 1 мм имеют задержку всего 1 мкс каждый и преодолевают одно и то же расстояние вдвое быстрее. Разрезав проволоку пополам, можно удвоить ее скорость.
Чтобы этот научный трюк работал правильно, между двумя отдельными проводами необходимо поместить активную цепь , чтобы передавать сигнал от одного к другому. Активная схема, используемая для этой цели, известна как повторитель . В интегральной схеме КМОП повторитель часто представляет собой простой инвертор.
Уменьшение задержки провода путем разрезания его пополам и установки повторителя называется вставкой повторителя . Стоимость этой процедуры — это дополнительная новая задержка через сам ретранслятор, а также стоимость электроэнергии, поскольку ретранслятор представляет собой активную цепь, на которую необходимо подать питание, тогда как простой неповторяющийся провод изначально был пассивным компонентом без питания .
Более подробную информацию см., например, в статье Аникредди и Берлесона: Вставка повторителя в КМОП субмикронного размера: аналитическая модель на основе линейного изменения и анализ чувствительности размещения, в ISCAS 2000, Международном симпозиуме IEEE по схемам и системам, 28–31 мая 2000 г., Женева, Швейцария. ( https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=856173 ).