芯片的速度等級決定于芯片內(nèi)部的門延時和線延時,這兩個因素又決定于晶體管的長度L和容值C,這兩個數(shù)值的差異最終決定于芯片的生產(chǎn)工藝。怎樣的工藝導致了這一差異,我還沒找到答案。
2. 在芯片生產(chǎn)過程中,有一個階段叫做speed binning。就是采用一定的方法、按照一組標準對生產(chǎn)出來的芯片進行篩選和分類,進而劃分不同的速度等級。“測試和封裝”應該就包含這一過程。
3. 速度等級的標定不僅僅取決于芯片本身的品質(zhì),還與芯片的市場定位有很大關(guān)系,返修概率和成本也是因素之一。
4. 芯片的等級可以在測試后加以具體調(diào)整和改善,在存儲器芯片的生產(chǎn)中這一技術(shù)應用很廣泛。
5. 芯片生產(chǎn)的過程是充滿各種變數(shù)的,生產(chǎn)過程可以得到控制,但是控制不可能精確到一個分子、一個原子,產(chǎn)品質(zhì)量只能是一個統(tǒng)計目標。同一個wafer上的芯片會有差異,即使是同一芯片的不同部分也是有差異的。速度等級是一個統(tǒng)計數(shù)字,反映了一批芯片的某些共同特性,不代表個別芯片的質(zhì)量。而且由于某些芯片的測試是抽樣進行的,也不排除個別芯片的個別性能會低于標定的速度等級。不過,據(jù)說FPGA的測試是極嚴格的,很可能我們拿到手的芯片個個都經(jīng)過了詳盡的測試。這也是FPGA芯片價格高于普通芯片的原因。
6. 同一等級的芯片中的絕大多數(shù),其性能應該高于該速度等級的劃分標準。這也是為什么在FPGA設(shè)計中,有少許時序分析違規(guī)的設(shè)計下載到芯片中仍然能夠正常運行的原因(時序分析采用的模型參數(shù)是芯片的統(tǒng)計參數(shù),是最保守也是最安全的)。不過,由于同一等級的芯片仍然存在性能差異,存在時序違規(guī)但是單次測試成功的FPGA設(shè)計不能確保在量產(chǎn)時不在個別芯片上出現(xiàn)問題(出了問題就要返修或現(xiàn)場調(diào)查,成本一下子就上去了)。所以,還是要把時序收斂了才能放心量產(chǎn),這就是工程標準對產(chǎn)品質(zhì)量的保證。
7. 概率和統(tǒng)計學源于工程實踐,對工程實踐又起到了巨大的指導作用。工程實踐中的標準都是前人經(jīng)驗教訓的積累,是人類社會的寶貴精神財富。
8. 現(xiàn)實世界是模擬的,不是數(shù)字的。在考察現(xiàn)實問題時,我們這些數(shù)字工程師和軟件工程師應該拋棄“一是一、〇是〇”的觀念,用連續(xù)的眼光看待這個連續(xù)變化的真實世界。
9. 芯片生產(chǎn)過程中的不確定性導致了芯片的性能差異,這一差異影響了芯片的價格,價格和性能的折中又影響了我們這些FPGA設(shè)計工程師在器件選型、設(shè)計方法上的決策,我們生產(chǎn)的產(chǎn)品的性價比決定了產(chǎn)品的銷售,產(chǎn)品的銷量又決定了芯片的采購量,采購量又影響了芯片的采購價格...。原子、分子級別上的差異,就這樣一級一級地傳遞和放大。