Influência das interconexões sobre o desempenho de circuitos integrados nanoeletrônicos baseados em transistores mono-elétron

Abstract

As tecnologias básicas adotadas atualmente pela indústria semicondutora para a fabricação de memórias e processadores podem alcançar certos limites que fazem com que novas tecnologias tenham que ser estudadas e desenvolvidas. Os transistores mono-elétron, como outros dispositivos em escala nanométrica, parecem ser uma opção próspera para implementações GSI ou TSI no futuro. O desenvolvimento de arquiteturas de processador GSI e TSI, baseados em dispositivos nanoeletrônicos, está sendo feita atualmente. A abordagem adotada compreende a implementação de um núcleo de processamento extremamente paralelo e distribuído, construído com dispositivos nanoeletrônicos, organizados em células. A investigação destas arquiteturas considerou, até o presente, a utilização de interconexões ideais. Os limites das interconexões potencialmente ameaçam desacelerar ou parar o progresso histórico da indústria semicondutora. Neste trabalho, o desempenho elétrico de associações conhecidas de subcircuitos nanoeletrônicos básicos são estudados com a ajuda de um modelo de interconexão cujos parâmetros podem ser mudados. Os circuitos das associações são simulados com parâmetros do modelo variando de uma interconexão ideal até os piores casos e seus comportamentos dinâmicos são analisados. O objetivo deste estudo é determinar a influência das interconexões sobre o comportamento dos circuitos e estabelecer limites relacionados a interconexões para suas funcionalidade.As possibilidades de implementação usando novas tecnologias de interconexão, como nanotubos de carbono, são também apresentadas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The basic technologies presently adopted by the semiconductor industry for memory and processor fabrication can attain certain limits which make that new technologies have to be studied and developed. Single-electron transistors, like other nanoscale devices, seem to be a promising option for GSI or TSI implementations in the future. The development of GSI and TSI processor architectures, based upon nanoelectronic devices, is currently being done. The adopted approach comprises the implementation of a massive parallel and distributed processing core, built with nanoelectronic devices, organized in cells. The investigation on these architectures has considered, up to now, the employment of ideal interconnections. Interconnection limits potentially threaten to decelerate or halt the historical progression of the semiconductor industry. In this work, the electrical performance of known associations of basic nanoelectronic subcircuits are studied with the help of an interconnection model whose parameters can be changed. The association circuits are simulated with model parameters varying from a ideal interconnection to worst cases and their dynamic behavior are analyzed. The goal of this study is to determine the interconnection’s influence upon the circuit behavior and to establish interconnection-related limits for its functionality. The implementation possibilities using new interconnection technologies, like carbon nanotubes, are also presented.