Macの奴隷臍茶な話
渡邊鼎の!言いたい放談!
 
31:冷却-高速化手法:その11:ノイズ


高速化したときのさらなる問題点の考察:3・高速化に伴う、信号路のリンギングと誤動作:ノイズ

CPUなど信号をドライブするICが高速化すると、どういうことがおきるかというと、アドレスバスとか、データバスなどの信号が高速に立ち上がり、立ち下がるようになります。なぜかってーと、もともとCMOS-FETで出来ており、信号の出力バッファーのトランジスターもFETです。これが3Vとか0Vとかに信号線を引っ張るわけで、FETがONになったときの抵抗値はゼロじゃなく、数10〜100?オームとか、ある程度の抵抗があります。低温にしたりしての高速化というのはこのON抵抗が小さくなるって事でやってるわけです。この抵抗値で信号線を3Vなどに引っ張り上げる。このとき信号線には、浮遊容量ってーのがくっついてるわけで、無くならないわけで、この容量(コンデンサー)を充電しないと高い電圧にならないわけですね。だから抵抗値が小さい方が速く立ち上がる=速く動ける、と言うわけです。

で、速く立ち上がり立ち下がりで信号が動くと、信号路のインピーダンスにあった終端などをしていないとリンギングが起きるわけです。ある程度の対策はしてあっても、とりあえず今までの周波数では動いていただけなのかも知れません。こういうとき、高速化したら、より、リンギングが出るようになります。そして、その影響で、信号が時々間違って受け取られるようなことがあるかも知れません。時々データが化けるとか、そうすると、暴走しますよね。

またより速いICは、リンギングが出やすくなる事以外に、逆にそういうノイズ信号に対する感度が高くなるようです。リンギングは例えば0V以下に数V出ることもありますし、5Vなど電源電圧より数V高い電圧パルスを出すこともあります。一般にCMOS-ICはこういう大きい電圧を入出力端子などに与えると、ラッチアップという現象が起き、破壊することがあります。でも破壊にまで至らなくても、これよりある程度小さいパルスでIC自身の動作が異常になることが時々あります。これはDRAMでもLSIでも、いろんな症状が出ます。普通、この程度の対策はされていると思うので、あまり関係ないと思うのですが、

ま、でも、これらに対する対処は、我々では何もできないため、そのままにします。長時間いろいろ作動させてみて、限界よりちょっと落とした周波数で、余裕を持って使うというやり方しかありません

以下次号を待て!

 


[Home] [Linkし放題] [Fleamarket]