Integrierter Schema-Ersteller. Prinzipien des Aufbaus große integrierte Schaltkreise

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INTEGRIERTER SCHALTKREIS(IP), mikroelektronisches Diagramm, das auf einer winzigen Platte (kristallinem oder "Chip") ausgebildet ist (kristallines oder "Chip") Halbleitermaterial, üblicherweise Silizium, das zur Steuerung verwendet wird elektrischer Schock Und sein Gewinn. Typische IP besteht aus mehreren miteinander verbundenen mikroelektronischen Komponenten, wie Transistoren, Widerständen, Kondensatoren und Dioden, die in der Oberflächenschicht des Kristalls hergestellt werden. Siliziumkristallabmessungen liegen im Bereich von etwa 1,3, 1,3 mm bis 13 ° 13 mm. Der Fortschritt im Bereich der integrierten Schaltkreise führte zur Entwicklung von Technologien großer und super hoher integrierter Schaltungen (BIS und SBI). Mit diesen Technologien können Sie IP empfangen, von denen jeder viele Tausende von Schemata enthält: In einem Chip können mehr als 1 Million Komponenten gezählt werden.

Integrierte Systeme haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber ihren Vorgänger - Schemata, die von einzelnen Komponenten gesammelt wurden, die auf dem Fahrgestell montiert sind. Ich rasiere kleinere größen., höhere Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit; Sie sind zusätzlich billiger und weniger Misserfolge, die durch die Auswirkungen von Vibrationen, Feuchtigkeit und Alterungen verursacht wurden.

Die Miniaturisierung elektronischer Schaltungen war aufgrund der besonderen Eigenschaften von Halbleitern möglich. Der Halbleiter ist ein Material, das eine viel größere elektrische Leitfähigkeit (Leitfähigkeit) als ein solches Dielektrikum wie Glas aufweist, aber wesentlich weniger als Leiter, beispielsweise Kupfer. In dem Kristallgitter eines solchen Halbleitermaterials, wie Silizium, ist es bei Raumtemperatur zu wenig freie Elektronen, um eine erhebliche Leitfähigkeit sicherzustellen. Daher haben reine Halbleiter eine geringe Leitfähigkeit. Die Einführung geeigneter Verunreinigungen in Silizium erhöht jedoch seine elektrische Leitfähigkeit.

Legierungsverunreinigungen werden mit zwei Methoden in Silizium injiziert. Für starke DOPING oder in Fällen, in denen eine genaue Regelung der Menge der verabreichten Verunreinigung optional ist, verwenden Sie normalerweise die Diffusionsmethode. Die Diffusion von Phosphor oder Bor wird in der Regel in der Atmosphäre von Dotierungsverunreinigungen bei Temperaturen zwischen 1000 und 1150 ° C für eine halbe Stunde bis mehrere Stunden durchgeführt. Mit Ionenimplantation wird Silizium durch Hochgeschwindigkeitsionen von Legierungsverunreinigungen bombardiert. Die Menge der implantierbaren Verunreinigung kann mit einer Genauigkeit von mehreren Prozent eingestellt werden; Die Genauigkeit ist in einigen Fällen wichtig, da die Verstärkung des Transistors von der Anzahl der mit 1 cm² implantierten Verunreinigungs-Atomen abhängt ( siehe unten).

Produktion.

Die Erstellung einer integrierten Schaltung kann bis zu zwei Monate einnehmen, da einige Halbleiterbereiche mit hoher Genauigkeit legiert werden müssen. Während des Prozesses, der als Kultivierung genannt oder ausdehnt, wird der Kristall zuerst ein hochreines zylindrisches Silizium-Leerzeichen erhalten. Von diesem Zylinder werden die Platten mit einer Dicke, beispielsweise 0,5 mm, geschnitten. Die Platte schnitt letztendlich auf Hunderten von kleinen Teilen, die als Chips genannt werden, von denen jede, von denen jedes Ergebnis des nachstehend beschriebenen technologischen Prozesses integriert ist, in eine integrierte Schaltung.

Der Verarbeitungsprozess von Chips beginnt mit der Herstellung von Masken jeder IP-Schicht. Eine große Schablone wird durchgeführt, die eine quadratische Form einer Fläche von ca. 0,1 m 2. Auf dem Satz solcher Masken enthalten alle Komponenten der IP: Diffusionsstufen, Verbindungsstufen usw. Die gesamte erhaltene Struktur wird fotografisch auf die Kristallgröße verringert und in Schichten auf einer Glasplatte reproduziert. Eine dünne Schicht aus Siliziumdioxid wird auf der Oberfläche der Siliziumplatte gezüchtet. Jede Platte ist mit lichtempfindlichem Material (Photoresist) bedeckt und wird durch durch Masken übertragene Licht freigelegt. Verbindliche Abschnitte der lichtempfindlichen Beschichtung werden durch ein Lösungsmittel entfernt, und mit einem anderen chemischen Reagens, das Siliziumdioxid auflöst, wird dieser aus diesen Bereichen geätzt, in denen er nicht mehr durch eine lichtempfindliche Beschichtung geschützt ist. Optionen für diesen grundlegenden technologischen Prozess werden bei der Herstellung von zwei Haupttypen von Transistorstrukturen verwendet: Bipolar und Feld (MOS).

Bipolartransistor.

Dieser Transistor hat eine Typstruktur n-p-n oder viel seltener, wie p-n-p. Typischerweise beginnt der technologische Prozess mit einer Platte (Substrat) eines stark legierten Materials p.-Art. Auf der Oberfläche dieser Platte ist die epitaktisch gewachsene dünne Schicht schwach legierter Silizium n.-Art; Somit hat die gewachsene Schicht die gleiche kristalline Struktur wie das Substrat. Diese Schicht muss einen aktiven Teil des Transistors enthalten - einzelne Sammler werden darin gebildet. Die Platte wird zuerst in den Ofen mit Paaren von Bor platziert. Die Diffusion von Bor in die Siliziumplatte ist nur da, wo seine Oberfläche mit dem Ätzen behandelt wurde. Infolgedessen werden Bereiche und Fenster aus dem Material erzeugt. n.-Art. Der zweite Hochtemperaturverfahren, in dem Phosphorpaare und eine andere Maske verwendet werden, um einen Kontakt mit der Kollektorschicht zu bilden. Die leitende Bor- und Phosphordiffusion bzw. Base- und Emitter werden gebildet. Die Basisdicke ist in der Regel mehrere Mikrometer. Diese winzigen Inseln der Leitfähigkeit n.- ICH. p.-Type sind mit B verbunden. allgemeine Schema. Durch Verbindungen aus Aluminium aus Aluminium aus der Dampfphase oder im Vakuum aufgebracht. Manchmal werden für diese Zwecke solche edlen Metalle wie Platin und Gold verwendet. Transistoren und andere Schaltungselemente, wie Widerstände, Kondensatoren und Induktoren, zusammen mit den entsprechenden Verbindungen, können in der Platte mit Diffusionsverfahren während der Betriebssequenz ausgebildet sein, wodurch der fertige elektronische Schaltung erzeugt wird.

MOS-Transistor.

MOS (Metalloxid-Halbleiter) erhielt die größte Verteilung - eine Struktur, bestehend aus zwei eng gelegenen Siliziumgebieten n.-Type auf dem Substrat implementiert p.-Art. Auf der Oberfläche von Silizium nimmt die Schicht ihres Dioxids und auf der Oberseite dieser Schicht (zwischen den Regionen) n.-Typ und leicht erfassen) bilden eine lokalisierte Metallschicht, die die Rolle des Verschlusses ausführt. Zwei erwähnte Bereiche n.-Typ, als Source and Drain bezeichnet, dienen als Verbindungselemente für Eingabe und Ausgabe. Durch die in Siliciumdioxid vorgesehenen Fenster werden metallische Verbindungen mit der Quelle und dem Abfluss durchgeführt. Schmaler Oberflächenkanal n.-Type verbindet die Quelle und Lager; In anderen Fällen kann der Kanal induziert werden, der unter der auf den Verschluss angewendeten Spannung erzeugt wird. Wenn dem Transistor eine positive Spannung mit einem induzierten Kanal mit einem induzierten Kanal unter dem Verschluss geliefert wird p.-Type verwandelt sich in eine Schicht n.-Typ und Strom, gesteuert und moduliert durch ein Signal, das am Verschluss ankommt, fließt von der Quelle zum Ablauf. MOS-Transistor verbraucht sehr geringe Macht; Es hat einen hohen Eingangswiderstand, der unterschiedlich ist niedriger Strom Stromkreis und sehr geringe Geräuschpegel. Da der Verschluss, Oxid und Silizium einen Kondensator bilden, wird eine solche Vorrichtung in Computerspeichersystemen häufig verwendet ( siehe unten). In ergänzenden oder CMO-Systemen werden MOS-Strukturen als Lasten verwendet und nicht mit Strom verbrauchen, wenn sich der Haupt-MOS-Transistor in einem inaktiven Zustand befindet.

Verlässlichkeit.

Die Zuverlässigkeit der integrierten Schaltung beträgt ungefähr das gleiche wie in einem separaten Siliziumtransistor, der in Form und Größe äquivaliert ist. Theoretisch können Transistoren sicher sein, Tausende von Jahren zu bedienen - eines von von wesentlichen Faktoren. Für solche Anwendungen wie Raketen- und kosmische Geräte, bei denen der einzige Fehler einen vollständigen Ausfall des Projekts bedeuten kann.

Mikroprozessoren und Minicomputer.

Diejenigen, die in den Jahren 1971 in den Jahren 1971 öffentlich präsentiert wurden, führten die meisten der Hauptfunktionen des Computers auf einem einzelnen Silizium-IP auf, der auf einem Kristall von 5 ґ5 mm in der Größe umgesetzt wurde. Dank der integrierten Systeme, die Erstellung von Minicomputer - kleiner Computer, wo alle Funktionen an einem oder mehreren großen integrierten Schaltungen durchgeführt werden. Eine solche beeindruckende Miniaturisierung führte zu einem starken Rückgang der Berechnungskosten. Der derzeit verfügbare Mini-Computer von mindestens 1000 US-Dollar ist in seiner Leistung nicht minderwertig, die ersten sehr großen Rechenmaschinen, deren Kosten in den frühen 1960er Jahren in den frühen 1960er Jahren in Höhe von 20 Millionen US-Dollar erreichten, wird in Geräten für Kommunikation, Taschenrechner verwendet, , armbanduhr, Selektoren von Fernsehkanälen, elektronischen Spielen, automatisierten Küchen- und Bankgeräten, automatischen Kraftstoffregulierungswerkzeugen sowie die Neutralisation von Abgasen in Pkw-Autos sowie in vielen anderen Geräten. Die meisten der weltweiten elektronischen Industrie, deren Umsatz von mehr als 15 Milliarden US-Dollar übersteigt, hängt von den integrierten Schaltkreisen ab. Auf der Skala der ganzen Welt werden integrierte Schaltungen in der Ausrüstung eingesetzt, deren Gesamtwert von vielen Milliarden Dollar ist.

Computerspeichergeräte.

In der Elektronik bezieht sich der Begriff "Speicher" normalerweise auf ein Gerät, das zum Speichern von Informationen in digitaler Form vorgesehen ist. In den vielen Arten von Speichergeräten (Speicher) berücksichtigen Sie den Speicher mit einer beliebigen Probe (ZUPZ), Instrumente mit Ladekrawatte (CCD) und konstantem Speicher (ROM).

In ZUPV ist der Zugriff auf jede auf einem Kristall befindliche Speicherzelle gleichermaßen. Solche Geräte können sich an 65.536 Bits (Binäreinheiten, üblicherweise 0 und 1), ein Bit an der Zelle, erinnern, und sind eine weit verbreitete Art von elektronischem Speicher; Bei jedem Chip haben sie ca. 150 Tausend Komponenten. Erhältlich mit einer Kapazität von 256 Kbit / s (k \u003d 2 10 \u003d 1024; 256 k \u003d 262 144). In Speichervorrichtungen mit serieller Probe erfolgt die Zirkulation des gespeicherten Bits, da es an einem geschlossenen Förderer (diese Art der Abtastung in der CCD verwendet wird). In der CCD, die die spezielle Konfiguration darstellt, Packages elektrische Ladungen Kann unter kleinen Entfernungen voneinander mit winzigen Metallplatten, die elektrisch vom Chip isoliert sind, platziert werden. Die Ladung (oder seine Abwesenheit) kann somit durch die Halbleitervorrichtung von einer Zelle zur anderen navigieren. Infolgedessen ist es möglich, Informationen in Form einer Folge von Einheiten und Nullen (Binärcode) sowie den Zugriff darauf zu speichern, wenn dies erforderlich ist. Obwohl der CCD nicht mit der SSPF-Zeit mit der Geschwindigkeit konkurrieren kann, können sie große Datenmengen zu niedrigeren Kosten verarbeiten, und sie werden verwendet, wenn der Speicher mit einer beliebigen Probe nicht erforderlich ist. Der auf einer solchen IP hergestellte COPF ist volatil, und die darin aufgezeichneten Informationen gehen verloren, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist. In der ROM werden die Informationen während eingegeben herstellungsverfahren Und ständig gelagert.

Entwicklungen und IP-IP-IP von neuen Typen werden nicht gekündigt. In der gewaschenen programmierbaren ROM (SPPU) befinden sich zwei Fensterläden übereinander. Wenn die Spannung an den oberen Verschluss angelegt wird, kann der niedriger eine Ladung erwerben, die einem 1-Binärcode entspricht, und beim Schalten (umgekehrter) Spannung kann der Verschluss seine Ladung verlieren, was dem 0-Binärcode entspricht.

INTEGRIERTER SCHALTKREIS
(IP), ein mikroelektronisches Schema, das auf einer winzigen Platte (kristallin oder "Chip") des Halbleitermaterials ausgebildet ist, üblicherweise Silizium, das zur Steuerung des elektrischen Stroms verwendet wird und es gewinnt. Typische IP besteht aus mehreren miteinander verbundenen mikroelektronischen Komponenten, wie Transistoren, Widerständen, Kondensatoren und Dioden, die in der Oberflächenschicht des Kristalls hergestellt werden. Siliziumkristallabmessungen liegen im Bereich von etwa 1,3, 1,3 mm bis 13 ° 13 mm. Der Fortschritt im Bereich der integrierten Schaltkreise führte zur Entwicklung von Technologien großer und super hoher integrierter Schaltungen (BIS und SBI). Mit diesen Technologien können Sie IP empfangen, von denen jeder viele Tausende von Schemata enthält: In einem Chip können mehr als 1 Million Komponenten gezählt werden.
siehe auch Halbleiter-elektronische Geräte. Integrierte Systeme haben eine Reihe von Vorteilen gegenüber ihren Vorgänger - Schemata, die von einzelnen Komponenten gesammelt wurden, die auf dem Fahrgestell montiert sind. IP haben kleinere Größen, höhere Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit; Sie sind zusätzlich billiger und weniger Misserfolge, die durch die Auswirkungen von Vibrationen, Feuchtigkeit und Alterungen verursacht wurden. Die Miniaturisierung elektronischer Schaltungen war aufgrund der besonderen Eigenschaften von Halbleitern möglich. Der Halbleiter ist ein Material, das eine viel größere elektrische Leitfähigkeit (Leitfähigkeit) als ein solches Dielektrikum wie Glas aufweist, aber wesentlich weniger als Leiter, beispielsweise Kupfer. In dem Kristallgitter eines solchen Halbleitermaterials, wie Silizium, ist es bei Raumtemperatur zu wenig freie Elektronen, um eine erhebliche Leitfähigkeit sicherzustellen. Daher haben reine Halbleiter eine geringe Leitfähigkeit. Die Einführung geeigneter Verunreinigungen in Silizium erhöht jedoch seine elektrische Leitfähigkeit.
siehe auch Transistor. Legierungsverunreinigungen werden mit zwei Methoden in Silizium injiziert. Für starke DOPING oder in Fällen, in denen eine genaue Regelung der Menge der verabreichten Verunreinigung optional ist, verwenden Sie normalerweise die Diffusionsmethode. Die Diffusion von Phosphor oder Bor wird in der Regel in der Atmosphäre von Dotierungsverunreinigungen bei Temperaturen zwischen 1000 und 1150 ° C für eine halbe Stunde bis mehrere Stunden durchgeführt. Mit Ionenimplantation wird Silizium durch Hochgeschwindigkeitsionen von Legierungsverunreinigungen bombardiert. Die Menge der implantierbaren Verunreinigung kann mit einer Genauigkeit von mehreren Prozent eingestellt werden; Die Genauigkeit ist in einigen Fällen wichtig, da die Verstärkung des Transistors von der Anzahl der auf 1 cm² implantierten Verunreinigungsatome abhängt (siehe unten).

Produktion. Die Erstellung einer integrierten Schaltung kann bis zu zwei Monate einnehmen, da einige Halbleiterbereiche mit hoher Genauigkeit legiert werden müssen. Während des Prozesses, der als Kultivierung genannt oder ausdehnt, wird der Kristall zuerst ein hochreines zylindrisches Silizium-Leerzeichen erhalten. Von diesem Zylinder werden die Platten mit einer Dicke, beispielsweise 0,5 mm, geschnitten. Die Platte schnitt letztendlich auf Hunderten von kleinen Teilen, die als Chips genannt werden, von denen jede, von denen jedes Ergebnis des nachstehend beschriebenen technologischen Prozesses integriert ist, in eine integrierte Schaltung. Der Verarbeitungsprozess von Chips beginnt mit der Herstellung von Masken jeder IP-Schicht. Eine große Schablone wird durchgeführt, die eine quadratische Form einer Fläche von ca. 0,1 m2. Auf dem Satz solcher Masken enthalten alle Komponenten der IP: Diffusionsstufen, Verbindungsstufen usw. Die gesamte erhaltene Struktur wird fotografisch auf die Kristallgröße verringert und in Schichten auf einer Glasplatte reproduziert. Eine dünne Schicht aus Siliziumdioxid wird auf der Oberfläche der Siliziumplatte gezüchtet. Jede Platte ist mit lichtempfindlichem Material (Photoresist) bedeckt und wird durch durch Masken übertragene Licht freigelegt. Verbindliche Abschnitte der lichtempfindlichen Beschichtung werden durch ein Lösungsmittel entfernt, und mit einem anderen chemischen Reagens, das Siliziumdioxid auflöst, wird dieser aus diesen Bereichen geätzt, in denen er nicht mehr durch eine lichtempfindliche Beschichtung geschützt ist. Optionen für diesen grundlegenden technologischen Prozess werden bei der Herstellung von zwei Haupttypen von Transistorstrukturen verwendet: Bipolar und Feld (MOS).
Bipolartransistor. Ein solcher Transistor hat eine n-p-n oder viel weniger häufig, typ p-n-p. Typischerweise beginnt der technologische Prozess mit einer Platte (Substrat) eines stark legierten p-Typs. Auf der Oberfläche dieser Platte wird eine dünne Schicht aus schwachem legiertem Silizium-N-Typ auf das Epitaxie aufgewachsen; Somit hat die gewachsene Schicht die gleiche kristalline Struktur wie das Substrat. Diese Schicht muss einen aktiven Teil des Transistors enthalten - einzelne Sammler werden darin gebildet. Die Platte wird zuerst in den Ofen mit Paaren von Bor platziert. Die Diffusion von Bor in die Siliziumplatte ist nur da, wo seine Oberfläche mit dem Ätzen behandelt wurde. Infolgedessen werden Bereiche und Fenster aus n-Typ-Material gebildet. Der zweite Hochtemperaturverfahren, in dem Phosphorpaare und eine andere Maske verwendet werden, um einen Kontakt mit der Kollektorschicht zu bilden. Die leitende Bor- und Phosphordiffusion bzw. Base- und Emitter werden gebildet. Die Basisdicke ist in der Regel mehrere Mikrometer. Diese winzigen Inseln von N-und p-Leiter vom N-und p-Typ sind mit dem allgemeinen Schema verbunden, indem miteinander verbundene Verbindungen aus Aluminium aus der Dampfphase ausgefällt oder im Vakuum aufgebracht werden. Manchmal werden für diese Zwecke solche edlen Metalle wie Platin und Gold verwendet. Transistoren und andere Schaltungselemente, wie Widerstände, Kondensatoren und Induktoren, zusammen mit den entsprechenden Verbindungen, können in der Platte mit Diffusionsverfahren während der Betriebssequenz ausgebildet sein, wodurch der fertige elektronische Schaltung erzeugt wird. Siehe auch Transistor.
MOS-Transistor. MOP (Metal-Oxid-Halbleiter) war die größte Verteilung - eine Struktur, die aus zwei in den N-Siliziumbereichen auf n-Typ-Bereiche besteht, die auf einem p-Typ-Substrat implementiert sind. Eine Schicht seines Dioxids nimmt auf der Siliziumoberfläche zu, und auf der Oberseite dieser Schicht (zwischen den Bereichen des N-Typs und der geringfügigen Erfassung) ist eine lokalisierte Metallschicht ausgebildet, die die Rolle des Verschlusses durchführt. Die beiden genannten N-Typ-Bereiche, die Source und Drain genannt werden, dienen als Verbindungselemente für Eingabe und Ausgabe. Durch die in Siliciumdioxid vorgesehenen Fenster werden metallische Verbindungen mit der Quelle und dem Abfluss durchgeführt. Der schmale Oberflächenkanal aus dem N-Typ-Material verbindet die Quelle und Lager; In anderen Fällen kann der Kanal induziert werden, der unter der auf den Verschluss angewendeten Spannung erzeugt wird. Wenn ein Transistor mit einem induzierten Kanal zugeführt wird, wird eine positive Spannung zugeführt, die unter dem Verschluss der p-Schicht angeordnet ist, in eine N-Typ-Schicht, und der Strom, gesteuert und moduliert wird, indem das Signal, das in den Verschluss eintritt, strömt, fließt aus die Quelle zum Abfluss. MOS-Transistor verbraucht sehr geringe Macht; Es hat einen hohen Eingangswiderstand, unterscheidet sich durch niedrige Strömungskette und ein sehr geringes Rauschen. Da der Verschluss, Oxid und Silizium einen Kondensator bilden, wird eine solche Vorrichtung in Computerspeichersystemen weit verbreitet (siehe unten). In ergänzenden oder CMO-Systemen werden MOS-Strukturen als Lasten verwendet und nicht mit Strom verbrauchen, wenn sich der Haupt-MOS-Transistor in einem inaktiven Zustand befindet.

Nach Abschluss der Verarbeitung wird die Platte in Teile geschnitten. Der Schneidvorgang wird von einer Scheibensäge mit Diamantkanten ausgeführt. Jeder kristalline (Chip oder IP) ist dann in das Gehäuse eines von mehreren Arten in das Gehäuse. Um die Komponenten der IP an den Rahmen der Körperschlussfolgerungen anzuschließen, wird der goldene Draht mit einer Dicke von 25 μm verwendet. Schlussfolgerungen von dickeren Rahmen können Sie die Quelle an das elektronische Gerät anschließen, in dem er funktioniert.
Verlässlichkeit. Die Zuverlässigkeit der integrierten Schaltung beträgt ungefähr das gleiche wie in einem separaten Siliziumtransistor, der in Form und Größe äquivaliert ist. Theoretisch können Transistoren sicher sein, Tausende von Jahren zu dienen - einer der wichtigsten Faktoren für Anwendungen wie Raketen- und kosmische Geräte, bei denen der einzige Versagen einen vollständigen Ausfall des Projekts bedeuten kann.
Mikroprozessoren und Minicomputer. Diejenigen, die in den Jahren 1971 in den Jahren 1971 öffentlich präsentiert wurden, führten die meisten der Hauptfunktionen des Computers auf einem einzelnen Silizium-IP auf, der auf einem Kristall von 5 ґ5 mm in der Größe umgesetzt wurde. Dank der integrierten Systeme, die Erstellung von Minicomputer - kleiner Computer, wo alle Funktionen an einem oder mehreren großen integrierten Schaltungen durchgeführt werden. Eine solche beeindruckende Miniaturisierung führte zu einem starken Rückgang der Berechnungskosten. Die derzeitigen Mini-Computer kostet weniger als 1000 US-Dollar in ihrer Leistung, die ersten sehr großen Rechenmaschinen, deren Kosten, deren Kosten in den frühen 1960er Jahren 20 Millionen Dollar erreichten. Mikroprozessoren werden in Geräten für Kommunikation, Taschenrechner, Handgelenkstunden verwendet. , Selektoren von Fernsehkanälen, elektronischen Spielen, automatisierten Küchen- und Bankgeräten, automatischen Kraftstoffregulierungswerkzeugen sowie die Neutralisation von Abgasen in Pkw-Autos sowie in vielen anderen Geräten. Die meisten der weltweiten elektronischen Industrie, deren Umsatz von mehr als 15 Milliarden US-Dollar übersteigt, hängt von den integrierten Schaltkreisen ab. Auf der Skala der ganzen Welt werden integrierte Schaltungen in der Ausrüstung eingesetzt, deren Gesamtwert von vielen Milliarden Dollar ist.
Computerspeichergeräte. In der Elektronik bezieht sich der Begriff "Speicher" normalerweise auf ein beliebiges Gerät, das zum Speichern von Informationen in digitaler Form vorgesehen ist. In den vielen Arten von Speichergeräten (Speicher) berücksichtigen Sie den Speicher mit einer beliebigen Probe (ZUPZ), Instrumente mit Ladekrawatte (CCD) und konstantem Speicher (ROM). In ZUPV ist der Zugriff auf jede auf einem Kristall befindliche Speicherzelle gleichermaßen. Solche Geräte können sich an 65.536 Bits (Binäreinheiten, üblicherweise 0 und 1), ein Bit an der Zelle, erinnern, und sind eine weit verbreitete Art von elektronischem Speicher; Bei jedem Chip haben sie ca. 150 Tausend Komponenten. Erhältlich mit einer Kapazität von 256 Kbit / s (k \u003d 210 \u003d 1024; 256 k \u003d 262 144). In Speichervorrichtungen mit serieller Probe erfolgt die Zirkulation des gespeicherten Bits, da es an einem geschlossenen Förderer (diese Art der Abtastung in der CCD verwendet wird). In der CCD, die eine spezielle Konfiguration ist, können elektrische Ladepakete mit kleinen Abständen voneinander mit winzigen Metallplatten mit elektrisch vom Chip isolierter Metallplatten platziert werden. Die Ladung (oder seine Abwesenheit) kann somit durch die Halbleitervorrichtung von einer Zelle zur anderen navigieren. Infolgedessen ist es möglich, Informationen in Form einer Folge von Einheiten und Nullen (Binärcode) sowie den Zugriff darauf zu speichern, wenn dies erforderlich ist. Obwohl der CCD nicht mit der SSPF-Zeit mit der Geschwindigkeit konkurrieren kann, können sie große Datenmengen zu niedrigeren Kosten verarbeiten, und sie werden verwendet, wenn der Speicher mit einer beliebigen Probe nicht erforderlich ist. Der auf einer solchen IP hergestellte COPF ist volatil, und die darin aufgezeichneten Informationen gehen verloren, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist. Die Informationen werden während des Produktionsprozesses an das ROM eingereicht und ständig aufbewahrt. Entwicklungen und IP-IP-IP von neuen Typen werden nicht gekündigt. In der gewaschenen programmierbaren ROM (SPPU) befinden sich zwei Fensterläden übereinander. Wenn die Spannung an den oberen Verschluss angelegt wird, kann der niedriger eine Ladung erwerben, die einem 1-Binärcode entspricht, und beim Schalten (umgekehrter) Spannung kann der Verschluss seine Ladung verlieren, was dem 0-Binärcode entspricht.
siehe auch
Büroausstattung und Schreibwaren;
COMPUTER ;
Elektronische Kommunikation;
Informationsansammlung und -suche.
LITERATUR
Mezda F. Integrierte Systeme: Technologie und Anwendungen. M., 1981 S. Physik von Halbleitergeräten. M., 1984 SBS-Technologie. M., 1986 Maler R., KAMEMIN C. Elemente integrierter Schaltungen. M., 1989 Shur M.s. Physik-Halbleitergeräte. M., 1992.

Die Enzyklopädie des Colley. - offene Gesellschaft.. 2000 .

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- (IP, Integralchip, Mikroschirmen), mikrominidieren elektronische Vorrichtung, deren Elemente in einem einzigen technologischen Zyklus hergestellt sind und untrennbar (kombiniert) strukturell und elektrisch verknüpft sind. Integrierte Systeme sind in ... Enzyklopädisch Wörterbuch

Integrierte Schaltung (Mikroschaltung) - Miniatur-elektronisches Gerät, bestehend aus große Zahl Radioelektronische Elemente, strukturell und elektrisch miteinander verbunden. Normalerweise wird die integrierte Schaltung erstellt, um eine bestimmte Funktion auszuführen. In der Tat kombiniert der Mikroschirmen eine elektronische Schaltung, in der alle Elemente (Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren) und elektrische Verbindungen zwischen ihnen strukturell auf einem Kristall ausgeführt werden. Da die Abmessungen einzelner Komponenten sehr klein sind (Mikro und Nanometer), dann auf einem Kristall, wenn moderne Entwicklung Technologien können mehr als eine Million elektronische Komponenten platziert werden.

Das Konzept der integrierten Schaltung hat mehrere Synonyme: Mikroschaltung, Mikrochip, Chip. Trotz einiger Merkmal der Definition dieser Bedingungen und der Unterschied zwischen ihnen werden alle zur Bezeichnung der integrierten Schaltung verwendet. In modern elektronische Geräte Die meisten unterschiedlichen Anwendungen beginnen ab haushaltsgeräte Das Ende mit komplexen medizinischen und wissenschaftlichen elektrischen Geräten ist schwierig, ein Gerät zu finden, in dem integrierte Schaltungen nicht verwendet werden. Manchmal führt ein Mikroschirmen fast alle Funktionen im elektronischen Gerät aus.

Integrierte Systeme sind in Gruppen mehrerer Kriterien unterteilt. Entsprechend dem Integrationsgrad - die Anzahl der Elemente, die auf dem Kristall platziert sind. Nach Art des Signaltyps: Digital, Analog und Analog-Digital. Entsprechend der Technologie ihrer Herstellung und verwendeten Materialien - Halbleiter, Film usw.

Bis heute ist das Niveau der Technologieentwicklung bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen sehr hohes Level. Verbesserung des Integrationsgrades, die Verbesserung der Parameter integrierter Schaltungen wird durch nichttechnologische Einschränkungen gehemmt, jedoch durch Prozesse, die auf dem molekularen Niveau in den für die Produktion verwendeten Materialien (normalerweise Halbleiter) auftreten. Daher werden Studien von Herstellern und Mikrochip-Entwicklern zur Suche nach neuen Materialien durchgeführt, die ersetzen könnten

Die Entwicklung der Mikroelektronik führte in den frühen 70er Jahren auf das Erscheinungsbild von hochspezialisierten BIs, das Hunderte und Tausende logische Elemente enthielt, und führen eine oder eine begrenzte Anzahl von Funktionen aus. Eine Vielzahl von Arten von digitalen Geräten erforderte den Ausbau der BIS-Nomenklatur, der mit den in Bezug auf die Wirtschaft inakzeptable Kosten verbunden ist. Der Austritt aus dieser Bestimmung war die Entwicklung und die großflächige Herstellung einer begrenzten BIS-Nomenklatur, die je nach externen Steuersignalen eine Vielzahl von Funktionen ausführen. Die Kombination eines solchen BIS-Formulars-Mikroprozessors setzt und ermöglicht es uns, eine Vielzahl digitaler Ausrüstung jeder Komplexität aufzubauen. Das wichtigste Superkomponenten des BIS-Sets ist mikroprozessor (MP): Universalstandard BIS, deren Funktionen vom angegebenen Programm bestimmt werden.

Ein qualitatives Merkmal von MP ist die Möglichkeit ihrer funktionalen Umstrukturierung durch Ändern des externen Programms. In der Tat ist der MP die zentralen Prozessorelemente des Computers, die in Form eines oder mehrerer BIS hergestellt wurden.

Der Hauptunterschied zwischen dem MP auf anderen Arten von integralen Systemen zur Programmierung der durchgeführten Funktionen, d. H. Die Fähigkeit, an einem bestimmten Programm zu arbeiten.

Tabelle 4.1.

Bezeichnung	technologie	Nummer ist.	Erfüllen	Geschwindigkeit
	r.-Mdp.
	n.-Mdp.
	n.-Mdp.



	n.-Mdp.





	n.-Mdp.

	p.-Mdp.




	n.-Mdp.
	r.-Mdp.
	r.-Mdp.

	n.-Mdp.

Mit der Einführung von Mikroprozessoren können Sie das Prinzip des Designs digitaler Geräte ändern. Zuvor war eine neue Entwicklung der Ausrüstung erforderlich, um einen neuen Algorithmus umzusetzen. Nun, wenn Sie MP verwenden, ist die neue Hardware nicht erforderlich, um einen neuen Algorithmus umzusetzen, reicht aus, um das Programm zu ändern, um entsprechend zu arbeiten. Diese Funktion und erklärt großes Interesse an unserem In- und Ausland auf Mikroprozessorgeräte.

Ein kurzes Zeitintervall (1971-1975) zeichnet sich durch das Erscheinungsbild von MP einer Vielzahl von Modifikationen aus. Derzeit übersteigt die Anzahl der MP-Typen in der Welt 1000.

Die Parameter der Haupttypen von inländischen Mikroprozessor-Sets (IPC) sind in der Tabelle angegeben. 4.1.

4.2. Die Struktur von Mikroprozessoren

Das vereinfachte Strukturschema von MP ist in Fig. 4 gezeigt. 4.1.

Abbildung 4.1.

Abbildung 4.2.

Der Mikroprozessor enthält ein arithmetisch-logisches Gerät von ALLU, Speichervorrichtungen für den Betriebsbereich (RAM) und den Constant (ROM), ein Steuergerät, das Befehle und die Einstellungssequenz ihrer Ausführung akzeptiert, sowie E / A-Geräte (UVV) der Information, mit Hilfe der Initialen und der von der Arbeit der MP-Daten, die als Ergebnis des Betriebs erhalten wurden.

Mikroprozessoren werden 2-, 4-, 8-, 16-, 32-Bit-Nummern behandelt, 30 ... 500 Teams zusätzlich, Subtraktion, Verschiebung, logische Operationen. Die vier- und achtlichen Abgeordneten sind bis mit einer Kristallgröße von 5 × 5 x 0,2 mm.

Das verallgemeinerte Strukturschema von MP ist in Fig. 4 gezeigt. 4.2. Arithmetiklogisches Gerät ALU führt verschiedene arithmetische und logische Operationen auf den Zahlen und Adressen in Binärcode aus. Die Zusammensetzung der von ALLU ausgeführten Operationen wird durch die Liste der Anweisungen definiert (SET-Befehle). Der Satz von Befehlen beinhaltet in der Regel arithmetische und logische Ergänzungen sowie Multiplikationen, Verschiebungen, Vergleiche usw. Arithmetische Vorgänge werden gemäß den Regeln der binären Arithmetik durchgeführt. Logische Operationen werden gemäß den Regeln der booleschen Algebra durchgeführt.

ALU umfasst Addierer, Umschaltungen, Register und andere Elemente.

Kontrollgerät Verwaltet die Arbeit von Allu und allen anderen MP-Blöcken. Befehle aus dem Speicherblock werden empfangen. Hier werden sie in binäre Steuersignale umgewandelt, um diesen Befehl auszuführen. Die UU ist von dem Timer synchronisiert, der den Prozess der Ausführung des Teams in der Zeit verteilt. Das Team ist ein Binärwort von 8, 16, 24 Entladungen und mehr (bis 64), deren Teil des Betriebscodes darstellt, und der Rest wird unter den Datenadressen (Operanden) im Speicher verteilt. Mit einem Befehl mit einem 16-Bit-Adress-Teil können Sie auf 2 16 -1 \u003d 65635 Speicherzellen zugreifen. Dieser Betrag ist in der Regel ausreichend für Aufgaben, die von MP gelöst werden. Eine solche Attraktivität an den Speicher wird aufgerufen direkte Adressierung.

Eine indirekte Adressierung wird jedoch häufiger verwendet, der erforderlich ist, wenn der Titel des Adressenteils geringer ist als erforderlich. In diesem Fall wird die Adressierung in zwei Stufen durchgeführt. In der ersten Stufe wird an der in dem Befehl enthaltenen Adresse eine Zelle ausgewählt, die die Adresse einer anderen Zelle enthält, aus der der Operand in der zweiten Stufe ausgewählt ist. Der Befehl mit einem indirekten Adressierungsverfahren sollte eine Entladung des Merkmals des Operanden enthalten, dessen Zustand bestimmt, dass es in dieser Stufe ausgewählt ist: die Operandadresse oder der Operand selbst? Natürlich ist ein indirektes Adressierungsverfahren langsamer. Es ermöglicht es, den Speicher der Adresse der Adressen zu erhöhen, um die Anzahl der Operanden um 2 n-fache zu berühren (wobei das N-Bit des Adressenteils des Befehls) größer ist als bei der direkten Methode.

Die Steuervorrichtung, jede Bedienung gemäß dem vom Befehlswort angegebenen Code, verteilen die Phasensequenz (Phase der Adressierung und der Ausführungsphase der Ausführungsphase), die als Zyklus bezeichnet wird. Aufgrund der begrenzten Entladung der MP-Aktion auf den Operanden mit hoher Entladung kann in zwei oder mehreren Zyklen durchgeführt werden. Offensichtlich ist es 2 oder mehr Male reduziert die Geschwindigkeit des MP. Von hier aus folgt er interessante und praktisch wichtige Schlussfolgerung: Die Geschwindigkeit von MP ist in umgekehrter Abhängigkeit von der Genauigkeit, die durch die Entladung der Operanden einzigartig bestimmt wird.

Mikroprozessor enthält blockregister (R). MP-Arbeitsregister sind physikalisch identische Speicherzellen, die der superoperativen Speicherung der aktuellen Informationen (Kreatur) dienen. Gemäß den Funktionen umfasst P-Gruppen, die mit bestimmten Elementen der MP-Struktur verbunden sind.

Zwei operand registrieren (O) Während der Implementierung der Operation in ALLU gespeichert zwei binärzahlen. Am Ende der Operation im ersten Register wird die Zahl durch das Ergebnis ersetzt, d. H., als ob sie sich ansammeln (von hier und dem Namen des "Batterie" registrieren). Der Inhalt des zweiten Operandenregisters wird in der nächsten Operation durch einen anderen Operanden ersetzt, während der Inhalt der Batterie auf einer Reihe von speziellen Befehlen gespeichert werden kann.

Register der Teams. (K) speichert während der Ausführung der Operation mehrere Entladungen des Befehlswortes, die der Code dieser Operation sind. Der Adressenteil des Befehlsworts ist im Adressregister A enthalten.

Nach der Implementierung einer beliebigen Arbeitsweise kann die Entladung des Ergebnisses größer sein als der Austrag jedes der Operanden, der vom Status des Specials registriert wird flag-Register Manchmal aufgerufen. Überlauf-Auslöser. Im Prozess des Debuggens des kompilierten Programms muss der Programmierer dem Status des Flaggenregisters folgen und gegebenenfalls den resultierenden Überlauf beseitigen.

Sehr wichtig im System der Befehle MP sind befehle-Teams. So führen Sie einen bestimmten Bereich des Programms gemäß bestimmten Funktionen und Bedingungen der sogenannten Befehle aus bedingte Übergänge. Das Vorhandensein solcher Befehle bestimmt das Niveau der "Intellektualität" des MP, da es seine Fähigkeit charakterisiert, alternative Lösungen zu erstellen und in Abhängigkeit von den in Lösungen auftretenden Bedingungen unterschiedliche Wege zu wählen. Um solche Bedingungen zu ermitteln, ist das Besondere register der Staaten (C), fixieren des Status des MP zu jeder Zeit, wenn das Programm ausgeführt wird, und das Senden eines Befehls an den Befehl an den Befehl, deren Adresse in einem speziellen Register aufgerufen ist gegen Team. (SC). Befehle im Speicher werden in einer bestimmten Programmsequenz an Adressen aufgenommen, die eine natürliche Zeile bildet, d. H. Die Adresse des nächsten Befehls unterscheidet sich von der Adresse des vorherigen vorherigen. Bei der Implementierung der kontinuierlichen Reihenfolge der Befehle wird daher die Adressadresse des nächsten Befehls durch Zugabe zu den Inhalten der Einheit erhalten, d. H. Es wird als Ergebnis des Kontos gebildet. Zweck SK-Finden der erforderlichen Befehlsadressen, und wenn ein regelmäßiger Befehl im Übergangsbefehlsprogramm vorhanden ist, hat der nächste Befehl möglicherweise nicht die folgende Adresse. In diesem Fall wird der Adressdatenteil des Übergangsbefehls aufgezeichnet.

Allzweckregister. (RON) werden verwendet, um Zwischenergebnisse, Adressen und Befehle zu speichern, die sich während der Programmausführung ergeben, und können gemeinsame Reifen mit anderen Betriebsregistern sowie mit Befehlszähler und einem E / A-Informationsblock wenden. In der MP enthalten in der Regel "10 ... 16 RON von einem Bit von 2 ... 8 Bit jeweils. Die Anzahl von RON kennzeichnet indirekt die Rechenkapazitäten von MP.

Von besonderem Interesse ist das Vorhandensein von vielen Modellen der MP-Register, die über eine Shop- oder Stoke-Organisation verfügen - die sogenannten stapel. Mit dem Stapel können Sie ohne Austausch organisieren rechte Sequenz verschiedene Sequenzen der arithmetischen Aktion durchführen. Operanden oder andere Informationen können an den Stapel gesendet werden, ohne die Adresse anzugeben, da jeder darin platziert wird, da jedes das erste Register zuerst das erste Register annimmt, dann "gedrückt" durch nachfolgende Wörter jedes Mal, wenn das Register tiefer ist. Die Ausgabe von Informationen erfolgt in umgekehrte ReihenfolgeAusgehend von dem ersten Register, in dem das an den Stapel an den Stapel gesendete Wort gespeichert ist. Gleichzeitig werden die letzten Register gereinigt.

Blockiert Alu, Uh, P-Form zentralprozessor (CPU), das Teil von allen Computern ist: in Fig. 1 hervorgehoben. 4.2 Schlaglinie. Der MP kann eintreten timer (T) mit einem hängenden Kondensator oder Quarzresonator. Der Timer ist das Herzstück des MP, da seine Arbeit die Dynamik aller Informationen, Adress- und Steuersignale bestimmt, und synchronisiert die Arbeit der UU und durch ihn und andere Elemente der Struktur. Synchronisationsfrequenz aufgerufen uhr Es ist maximal ausgewählt und ist auf Verzögerungen im Durchgang von Signalen beschränkt, die in der Hauptmethode zur Herstellung von BIS definiert sind. Die Geschwindigkeit des Mikroprozessors des Programms ist direkt proportional zur Taktfrequenz.

Im Rahmen von MP kann es sein e / A-Gerät (UVV) Um Informationen zwischen MP und anderen Geräten auszutauschen.

Drei Artensignale sind Informations-, Anschrift und Manager - können über ein, zwei oder drei Reifen übertragen werden. Reifen Es ist eine Gruppe von Kommunikationslinien, von der die Anzahl der binären Informationen bestimmt, die gleichzeitig übertragen werden.

Die Anzahl der Informationsbusleitungen (ISH) bestimmt den Betrag der Informationen, die vom MP für einen Speicherplatz an der Eingabe- oder Ausgabegerät angerufen oder von der MP übertragen werden. Der meiste MP verfügt über eine 8-SHI-Information autobahn. Dadurch können acht binäre Informationen (1 Byte) gleichzeitig eingenommen werden. Ein Byte-Informationen können eine von 256 mögliche Zeichen der Quelle der Informationsquelle oder eines von 256 möglichen Betriebsvorgängen umfassen. Eine solche Anzahl von zulässigen Zeichen und Arten von Operationen für die meisten Anwendungen ist ausreichend.

Es gibt MPs, die 16 und 32 Reifen in der Informationsstraße enthalten.

Die Anzahl der Zeilen im Steuerbus (VIII) hängt von der Prozedur für die Interaktion zwischen MP, dem Speicher, externen UVV-Informationen ab. Normalerweise enthalten Steuerreife 8 ... 16 Zeilen.

4.3. Mikrocomputer

Ein wichtiges Ergebnis der Entwicklung des programmierbaren BIS war die Entwicklung von Microevm. Wenn der Microevm auf demselben integrierten Chip erstellt wird, wird es ein Griff genannt. Das vereinfachte Strukturschema des Microevm ist in Fig. 4 gezeigt. 4.3.

Abbildung 4.3.

Wie ersichtlich ist, enthält es den CPU-Zentralprozessor (mit einer Vorrichtung ähnlich wie die oben genannten MP-ALFE), ROM-, RAM- und Eingabegeräte und Informationsausgabe. Das Eingabegerät enthält wähleradresse Und das sogenannte ports Eingang. Informationen von lesen flexible Disc., ADC, Telettage, Perflectors. Das Ausgabegerät enthält auch den Adresswahlschalter und die Ausgangsanschlüsse der Informationen (Anzeige, Druckvorrichtung, ein Perflatelet-Gerät, DAC).

Die Daten, die in die Eingangsanordnung eintrifft, wird in Form von 8-Bit-parallelen oder seriellen Codesignalen über einen Eingangsport an die Adresse von 8-Bit übertragen. Der Adresswahlschalter definiert den Eingangsport, der Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt an die Informationshautstraße überträgt. Der Hauptspeicher besteht aus ROM und RAM. Permanenter Speicher wird als Programmspeicher verwendet, den der Mikrowender-Gerätentwickler im Voraus in Übereinstimmung mit der Anforderung des Benutzers programmiert hat. Zum verschiedene Programme Verwenden Sie verschiedene Teile des ROMs.

Der Datenspeicher in Microevm ist RAM. Die in RAM gespeicherten Informationen werden gelöscht, wenn die Versorgungsspannung ausgeschaltet ist. Die Dateneingabe-RAM werden in der CPU gemäß dem im ROM gespeicherten Programm in der CPU verarbeitet. Die Ergebnisse der Operationen in der CPU werden in einem Special gespeichert fahrt Informationen, die als Batterie oder RAM bezeichnet werden. Sie können durch einen Befehl durch einen der Ausgabeanschlüsse auf den an diesen Anschluss angeschlossenen Ausgabegeräte angezeigt werden. Der erforderliche Ausgabeport wird mit dem Adressauswahlschema ausgewählt.

4.4. Speichergeräte

Die wichtigsten Blöcke digitaler Geräte sind Speichergeräte (Speicherblöcke), die in externe und interne Innere unterteilt sind. External Der Speicher ist noch auf Magnetbändern und Magnetscheiben implementiert. Sie bieten unbestimmte langfristige Speicherinformationen in Abwesenheit! Ernährung sowie fast jede notwendige Speicherkapazität. InnenLage sind ein wesentlicher Bestandteil digitaler Geräte. Zuvor wurden sie auf der Grundlage von Ferritkern mit einer rechteckigen Hystereseschleife durchgeführt. Jetzt im Zusammenhang mit der Entwicklung von IS große Möglichkeiten Halbleiter erstellen.

Speichergeräte umfassen die folgenden Arten von Speichergeräten:

Betriebsvorratsgeräte, Bezüglich von beliebigen binären Informationen verweisen und speichern. IM digitale Systeme RAM speichern die Arrays der verarbeiteten Daten und Programme, die den Prozess der aktuellen Informationsverarbeitung bestimmen. Je nach Zweck und Struktur des RAM haben eine Kapazität von 10 2 ... 10 7 Bit einen Behälter.

Konstante Speichergeräte Mitarbeiter zum Speichern von Informationen, deren Inhalt während des Betriebs des Systems nicht ändert, z. B. Standard-Subroutinen und Firmware, die im Betriebsprozess, Tabellenwerte verschiedener Funktionen, Konstanten usw. verwendet werden, usw. Aufnahme von Informationen in der ROM wird vom BIS-Hersteller hergestellt.

Programmierbare konstante Speichergeräte Sie sind eine Vielfalt, die durch die Möglichkeit einer einzelnen Aufzeichnung von Informationen über die Aufgabe des Kunden gekennzeichnet sind.

Umprogrammierte Roms. unterscheiden sich von der üblichen Möglichkeit einer mehrfachen elektrischen Informationen, die vom Kunden durchgeführt wird. Das RPPU-Volumen beträgt in der Regel 10 2 ... 10 5 Bits.

Ein permanenter Speichergeräte (ROM, RPZ, RPPU) erfordert eine Anforderung für die Sicherheit von Informationen, wenn die Stromversorgung heruntergefahren ist.

Die Hauptparameter sind: Informationscontainer in Bits; Mindestumlaufzeit; Das minimal zulässige Intervall zwischen dem Beginn eines Zyklus und dem Beginn des zweiten; maximale Frequenz. Zirkulation - der Wert, der umgekehrte Mindestreferenzzeitraum; Spezifische Leistung - die Gesamtleistung, die in dem Speichermodus verbraucht wird, der auf 1 Bit zugeschrieben wird; Der spezifische Wert eines Informationsbetrags ist die Gesamtkosten des in Informationskapazität unterteilten Kristalls.

4.5. Operative unvergessliche Geräte

Die typische Struktur des Bis-RAM ist in Fig. 4 gezeigt. 4.4.

Abbildung 4.4.

Abbildung 4.5.

Der Hauptknoten ist die Matrix von Speicherzellen (Fleisch), die aus n. Reihen S. t. Speicherzellen (Bildung eines Abgabeworts) in jeder Zeile. Die Informationskapazität des BIS-Speichers wird von der Formel bestimmt N.= nm. bisschen.

Die Ein- und Ausgänge der Speicherzellen sind mit dem Adressatach und dem Austritt RSH-Reifen verbunden. Bei der Aufnahme und des Lesens wird ein Berufung (Probe) zu einem oder gleichzeitig auf mehrere Speicherzellen durchgeführt. Im ersten Fall werden verwendet zwei koordinierte Matrizen (Abb. 4.5, a) im zweiten Fall matrix mit einer einzelnen Probe (Abb. 4,5,6).

Decifranger-Adresssignale. (DAS) Wählen Sie beim Anwenden der entsprechenden Adresssignale die erforderlichen Speicherzellen aus. Mit Hilfe von Rs, der Anschluss des Fleisches mit pufferaufnahmeverstärker. (Buz) und lesen (BMS) Informationen. Rekordverwaltungsschema. (SUS) bestimmt den Betrieb des BIS (Aufzeichnung, Lesen, Speicherung von Informationen). Kristallauswahlschema. (SVK) ermöglicht die Ausführung von Rekordlesevorgängen dieses Mikroschirmens. Das Crystal-Abtastsignal bietet die Auswahl des erforderlichen BIS-Speichers in dem Speicher, bestehend aus mehreren Bis.

Der Fluss des Steuersignals an den SOZ-Eingang in Gegenwart eines Kristallabtastsignals am Eingang des SVK führt einen Eintrittsvorgang durch. Das Signal in der Informationseingabe des BUZ (1 oder 0) bestimmt die in der Speicherzelle aufgezeichneten Informationen. Das Ausgabeinformationssignal wird aus der Perle entfernt und hat den Pegel mit serialer CIs.

Große integrierte RAM-Systeme streben auf der Grundlage der einfachsten Elemente von TTL, TTLs, TIR, KMDP und 2 l ESL, die mit den Besonderheiten spezifischer Produkte modifiziert sind. In dynamischen Speicherzellen werden am häufigsten Akkumulationsbehälter verwendet, und MDP-Transistoren werden als Schlüsselelemente verwendet.

Wahl elementbasis Bestimmt durch die Anforderungen an den Informationstank und der Geschwindigkeit des Bisspeichers. Die größten Tanks werden erreicht, indem logische Elemente verwendet werden, die einen kleinen Bereich auf einem Kristall besetzen: und 2 l, TIR, dynamische ZIA. Hohe Geschwindigkeiten besitzen BIS mit logischen Elementen, die kleine Änderungen in logischen Ebenen (ESL und 2 l) sowie die logischen Elemente von TTLSH haben.

Frequenzanwendungen Bis. , Mit verschiedenen basics. technische Lösungenillustriert fig. 4.6.

Abbildung 4.6.

Aufgrund der Entwicklung von Technologie und -schaltungen steigt die Geschwindigkeit der Elemente kontinuierlich an, daher werden die Grenzen der Partition der angegebenen Bereichen über die Zeit in den Bereich großer Betriebsfrequenzen verschoben.

4.6. Permanente Speichergeräte

Das ROM-Schema ähnelt dem RAM-Schema (siehe Abb. 4.4). Die Unterschiede bestehen nur im Folgenden:

ROM werden zum Lesen von Informationen verwendet;

das ROM wählt mehrere Entladungen einer Adresse gleichzeitig (4, 8, 16 Entladungen);

die Informationen, die in der ROM aufgenommen wurden, können sich nicht ändern, und im Sample-Modus tritt nur das Lesen auf.

Große integrierte ROM-Systeme sind in eingeteilt programmierbarer Hersteller (Mit Hilfe spezielle Photosales) und programmierbarer Kunde (elektrisch).

Abbildung 4.7.

Das ROM verwendet eine Matrixstruktur: Die Zeilen werden von den Adressreifen von DSH und den Säulen gebildet - die Entladungen des RSH. Jeder Asche speichert einen spezifischen Code: einen bestimmten Satz logisch 1 und 0 in dem in Fig. 1 gezeigten Fleisch. 4.7 und eine einzelne Aufzeichnung des Codes wird unter Verwendung von Dioden durchgeführt, die zwischen dem AST und den Rs verbunden sind, in denen der logische sein sollte: Normalerweise wird der Kunde mit einem ROM mit einer Matrix mit einer Matrix in allen Knoten geliefert, von denen Es gibt Dioden.

Die Essenz einer einzelnen elektrischen Programmierprogrammierung des PPZ ist, dass der Benutzer (mit einem speziellen Programmierer) Überläuft die Schlussfolgerungen - Jumpers dieser Dioden, die sich am Standort des logischen 0 befinden. Das Falten der Schlussfolgerungen erfolgt durch das Durchlaufen der Entsprechender Diodenstrom überschreitet den zulässigen Wert.

Die Dioden-ROM unterscheidet die Einfachheit, haben aber einen erheblichen Nachteil, verbrauchen Sie die Verbrauchsmacht. Um die Arbeit des Decoders zu erleichtern, verwenden Sie anstelle von Dioden Bipolar (Abb. 4.7.6) und (Abb. 4.7, C) Transistoren.

Verwendet bipolare Transistoren Asche liefert den Fluss des Basisstroms, der in β BT +1 mal weniger Emitter, Fütterung von Rs. Daher nimmt die erforderliche Kraft des Decoders erheblich ab.

Eine noch größere Verstärkung gewährleistet den Einsatz von TIR-Transistoren, da die Shutterkette praktisch nicht mit Strom verbraucht. Es verwendet nichtzündende Schlussfolgerungen, jedoch das Fehlen einer Metallisierung des Verschlusses in Transistoren, die das Lesen des logischen 0 im Auslassreifen sicherstellen.

4.7. Reprogrammieren permanente Speichergeräte

Umprogrammierte ROMs sind am meisten universelle Geräte Erinnerung. Das RPPU-Strukturschema ähnelt dem RAM-Schema (siehe Abb. 4.4). Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal des RPZ ist die Verwendung eines speziellen Designs im Mahlzeitraum eines speziellen Designs mit der Struktur des Metallnitridoxid-Halbleiters (MNP). Das Prinzip des Betriebs einer solchen Speicherzelle basiert auf der reversiblen Änderung der Schwellenspannung des Transistors. Wenn Sie beispielsweise einen u-Zapor\u003e u ash haben, entfesselt der Transistor keine Adressimpulse (d. H. Es nimmt nicht an der Arbeit teil). Zur gleichen Zeit andere MNSP-Transistoren, die

Struktur des Transistors mit einem induzierten Kanal r.-Type ist in FIG. 4.8, a.

Abbildung 4.8.

Hierbei besteht das Dielektrikum aus zwei Schichten: Siliziumnitrid (Si 3 N 4) und Siliziumoxid (SiO 2). Die Schwellenspannung kann geändert werden, wobei die kurzen Spannungspulse (Bestellwert 100 μs) Spannung der unterschiedlichen Polarität mit einer großen Amplitude von 30 ... 50 V eingespeist werden. Wenn der Impuls +30 V angewendet wird, wird die Schwellenspannung u zapor \u003d - 5 V. Diese Spannung bleibt erhalten, wenn der Transistor oder die Spannung an dem Ventil U Z \u003d ± 10 V verwendet wird. In diesem Modus arbeitet der Transistor als gewöhnlicher Spitzentransistor mit einem induzierten Kanal r.-Art.

Bei der Einreichung eines Impulses -30 in der Schwellenspannung nimmt der Wert von u Zapor ~ 20 V, wie in Fig. 2 gezeigt. 4.8, 6 und im. Gleichzeitig können die Signale am Eingang des Transistors u von ± 10 V den Transistor nicht aus dem geschlossenen Zustand ausgeben. Dieses Phänomen wird in RPPU verwendet.

Im Mittelpunkt des Betriebs der Transistoren basiert auf der Akkumulation, Ladung an der Grenze der Nitrid- und Oxidschichten. Diese Anhäufung ist das Ergebnis von ungleichen Leitungsströmen in den Schichten. Der Anhäufungsprozess wird durch den Ausdruck beschrieben dq./ dt.= I SiO. 2 - I si. 3 N. 4 . Mit einer großen negativen Spannung U. Zi an der Grenze sammelt sich positiv auf. Es entspricht der Verabreichung von Spender im Dielektrikum und wird mit einer Erhöhung der negativen Schwellenspannung begleitet. Mit einer großen positiven Spannung U. Zi an der Grenze sammelt eine negative Ladung. Dies führt zu einer Abnahme der negativen Schwellenspannung. Bei niedrigen Spannungen U. Güsse in dielektrischen Schichten werden um 10 ... 15 Aufträge reduziert, so dass die angesammelte Ladung tausende Stunden aufbewahrt wird, und daher wird die Schwellenspannung gespeichert.

Eine andere Möglichkeit des Aufbaus einer Speicherzelle für RPPU basierend auf TIR-Transistoren mit einem einschichtigen Dielektrikum ist bekannt. Wenn Sie genug Spannung an den Verschluss anwenden, wird er beachtet lawinenbruch. Dielektrisch, als er sich darin sich darin ansammeln wird. In diesem Fall ändert der Transistor die Schwellenspannung. Elektronenladung ist seit Tausenden von Stunden erhalten. Um Informationen überschreiben zu können, müssen Sie Elektronen aus dem Dielektrikum entfernen. Dies wird erreicht, indem ein Kristall mit ultraviolettem Licht beleuchtet wird, das Photoeffest verursacht: Elektronen aus dem Dielektrikum klopfen.

Verwendet ultraviolette Erasania. Es ist möglich, das RPPU-Schema erheblich zu vereinfachen. Das verallgemeinerte strukturelle RPZU-Schema mit ultraviolettem Löschen (Abb. 4.9) enthält neben MEA einen Adresssignal-Decoder (DAS), ein Kristallauswahlgerät (UHC) und einen Pufferverstärker (BU) zum Lesen von Informationen.

Abbildung 4.9.

Gemäß dem obigen strukturellen Schema wird es insbesondere BIS-RPPU mit ultraviolettem Löschentyp K573RF1 mit einer Kapazität von 8192 Bits durchgeführt.

4.8. Digidanalog-Wandler

Zweck des DAC - Umwandeln eines binären digitalen Signals auf eine äquivalente analoge Spannung. Eine solche Umwandlung kann mit resistenten Ketten hergestellt werden, die in Fig. 1 gezeigt sind. 4.10.

Abbildung 4.10.

In einem DAC mit Binärgewichtswiderständen (Abb. 4.10, A) ist jedoch eine geringere Anzahl von Widerständen erforderlich, jedoch sind eine Anzahl von Präzisionsbeständigkeit erforderlich. Analoge Ausgangsspannung. U. Ein DACS ist als Funktion von zweistufigen Eingangsspannungen definiert:

U. Ein \u003d ( U. A +2. U. B +4. U. C + ...) / (1 + 2 + 4 + ...).

Bei digitalen Eingängen U. EIN. , U B., U C., ... Die Spannung kann nur zwei feste Werte, beispielsweise oder 0 oder 1. für den DAC, in dem Widerstände verwendet werden R. und R./2, es sind mehr Widerstände erforderlich (Abb. 4.10,6), jedoch nur mit zwei nominalen. Analoge Spannung am Ausgang eines solchen DAC wird von der Formel bestimmt

U. Ein \u003d ( U. A +2. U. B +4. U. C + ... + m U. N) / 2 n

wo n - die Anzahl der Ziffern des DAC; t -der Koeffizient in Abhängigkeit von der Anzahl der Ziffern des DAC.

Um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten, sollten die Widerstandsketten des DAC an der Last mit hoher Ebene arbeiten. Um resistive Ketten mit Niederspannungslast auszuhandeln, Pufferverstärker auf der Grundlage der in Fig. 1 gezeigten Betätigungsverstärker. 4.10 und. b.

4.9. Analog-Digital-Wandler

Zweck der ADC - Umwandlung analoger Spannung in seinem digitalen Äquivalent. In der Regel haben die ADCs ein komplexeres Schema als der DAC, und der DAC ist oft der ADC-Knoten. Das generalisierte Strukturdiagramm des ADC mit dem DAC in der Rückkopplungsschaltung ist in Fig. 2 gezeigt. 4.11.

Abbildung 4.11.

Die nach diesem Schema durchgeführten ADCs werden aufgrund guter Indikatoren mit Genauigkeit, Geschwindigkeit mit vergleichender Einfachheit und geringen Kosten weit verbreitet verwendet.

Der ADC enthält ein n.-Derbler-Trigger-Register der Konvertierungsergebnisse Dd. 1 - Dd n., Verwaltung von Entladungen des DAC; Ein Komparator, der dem UU-Steuergerät zugeordnet ist und einen Taktfrequenzgenerator enthält. Die Realisierung von VuU-verschiedenen Algorithmen des ADC-Betriebs werden verschiedene Eigenschaften des Konverters erhalten.

Unter Verwendung von FIG. 4.11, Betrachten Sie den Wirkprinzip der ADC, vorausgesetzt, dass ein Umkehrzähler als Triggerregister verwendet wird. Der Umkehrzähler hat einen digitalen Ausgang, wobei die Spannung von jedem Taktimpuls zunimmt, wenn an dem Eingang "Direktkonto" ein hoher Spannungspegel vorliegt, und das Eingang "Cature-Konto" ist niedrig. Umgekehrt nimmt die Spannung an einem digitalen Auslass mit jedem Taktimpuls ab, wenn der Eingang "Direct Account" niedrig ist, und das Eingang "Return Account" ist ein hoher Spannungsniveau.

Der wichtigste ADC-Knoten ist ein Komparator (k) mit zwei analogen Eingängen U. DAC I. U. An und digitaler Ausgang, der über UU mit einem Umkehrmesser verbunden ist. Wenn die Spannung am Komparatorausgang einen hohen Pegel aufweist, ist auch der Pegel am Eingang des Zählers "Direct Account" hoch. Wenn umgekehrt, wenn die Ausgangsspannung des Komparators einen niedrigen Pegel aufweist, wird auch der Pegel beim Eingang "Direct Account" niedrig sein.

Je nachdem, ob der hohe oder niedrige Pegel am Ausgang des Komparators an der Ausgabe des Komparators ist, glaubt der Umkehrmesser entsprechend in direkter oder umgekehrter Richtung. Im ersten Fall am Eingang U. Der Komparator DAC wird auf steigende Stress beobachtet, und in der zweiten Stufenverzerrung.

Da der Komparator ohne Rückmeldung arbeitet, wird der Ausgangsspannungspegel hoch, wenn die Spannung an seinem Eingang ist U. Ein wird ein wenig negativer sein als am Eingang U. DAC. Und umgekehrt, wird der Ausgangsspannungspegel so bald wie die Einlassspannung niedrig U. Ein ist ein bisschen mehr positiver Eingangsspannung U. DAC.

An der Eingabe. U. Der DAC-Komparator verfügt über die Ausgangsspannung des DAC, der mit der analogen Eingangsspannung verglichen wird, die in den Eingang eintritt U. Ein. .

Wenn analoge Spannung. U. de überschreitet die vom Austritt des DAC entfernte Spannung, der Umkehrzähler glaubt in direkter Richtung, Schritte, die die Einlassspannung erhöhen U. DAC auf den Spannungswert am Eingang U. ein. Wenn U. Ein.<U. DAC oder wird so im Kontonentsatz, die Spannung am Ausgang des Komparators hat einen niedrigen Pegel und der Messgerät glaubt an die entgegengesetzte Richtung, die wiederum führt U. DAC K. U. Ein. . Somit hat das System eine Rückmeldung, die die Ausgangsspannung des DAC ungefähr gleich der Spannung stützt U. Ein. . Daher ist der Ausgang des Umkehrmessers immer digitales Äquivalent der analogen Eingangsspannung. Von der Ausgabe des Umkehrzählers wird das digitale Äquivalent des analogen Eingangssignals ADC gelesen.

4.10. Digitale und analoge Multiplexer

In Mikroprozessorsystemen, ADC, DAC sowie in elektronischen Schaltsystemen werden Multiplexer weit verbreitet: Mehrkanalschalter (mit 4, 8, 16, 32, 64 Eingängen und 1-2 Ausgänge) mit einer digitalen Steuervorrichtung. Die einfachsten Multiplexer digitaler und analoger Signale sind in Fig. 2 gezeigt. 4.12 und. b.beziehungsweise.

Abbildung 4.12.

Digitaler Multiplexer (Abb. 4.12, A) ermöglicht es Ihnen, eine serielle oder beliebige Veröffentlichung logischer Signalquellen auszuführen H. 0 , H. 1 , H. 2 , H. 3 und die Übertragung der Ausgabe der Umfrage

Gemäß dem angegebenen Prinzip werden Multiplexer auf jeder erforderlichen Anzahl von Informationseingängen aufgebaut. Einige Arten digitaler Multiplexer ermöglichen es, Schalt- und analoge Informationssignale zu ermöglichen.

Die besten Indikatoren haben jedoch analoge Multiplexer, die eine Matrix mit hochwertigen analogen Tasten enthalten (AK 1 ... AK 4), die auf dem Ausgangspufferverstärker, digitaler UU arbeitet. Die Verbindung von Knoten miteinander veranschaulicht dar. 4.12.6.

Ein Beispiel für einen analogen Multiplexer BIS ist ein K591KN1-Mikrochip, der auf TIR-Transistoren basiert. Es bietet ein Umschalten von 16 analogen Informationsquellen pro Ausgang, sodass Sie sowohl Adressierungs- als auch serielle Kanalprobe erstellen können. Berücksichtigen Sie bei der Entwicklung von BIS-Analogmultiplexern die Notwendigkeit einer Kompatibilität mit dem System von Mikroprozessorbefehlen.

Analoge Multiplexer sind sehr vielversprechende Produkte für elektronische Schaltfelder und elektronische Multikannel-Kommunikationsschalter, Rundfunk und Fernsehen.

Konyaev Ivan Sergeevich, Student 3 Kurse des Armavir Mechanical Technology Institute (Niederlassung) FGBou VPO Kubbtu, Armavir [E-Mail geschützt]

Monogarov Sergey Ivanovych, Kandidat der Technischen Wissenschaften, assoziierter Professorin der Abteilung für Intrazavodsky-Elektrogeräte und Automatisierung des Argavir-Mechanical Technology Institute (Niederlassung) FGBou VPO Kubbtu, ARMAVIR [E-Mail geschützt]

Prinzipien großer integrierter Schaltungen

Anmerkung. Dieser Artikel ist der Herstellung großer integrierter Schaltungen (BIS) gewidmet. Schlüsselwörter: BIS, großer integrierter Chip, grundlegende Matrixkristalle, programmierbare Logikgeräte.

Derzeit werden in mikroelektronischen Geräten sowohl spezialisierte als auch universelle Chips verschiedener Integrationsgrade verwendet. Gleichzeitig gibt es eine gewisse Tendenz, allgemein von den integrierten Microcircuits mit hoher Grad-Integration eingesetzt zu werden - die großen integrierten Chips (bis), die in diesem Artikel diskutiert werden. ENGEVERSION-Chips werden von großen Zirkussen hergestellt und werden in verwendet Eine breite Palette von elektronischen Geräten, während spezialisierte Chips in begrenzten Zirkulationen zur Verfügung stehen und einen streng definierten Anwendungsbereich aufweisen. Spezialisierte BIS, hergestellt auf grundlegenden Matrixkristallen (BMK) und programmierbaren Logikgeräten (PLU) haben eine besonders breite Anwendung. Eine solche weit verbreitete Verwendung ist auf die Tatsache, dass das automatisierte Design eines solchen BIS relativ kurze Zeit dauert: etwa ein paar Wochen für Bis basierend auf BMK, mehrere Tage, die auf PLU basieren. Wir berücksichtigen die Prinzipien des Konstruktions- und Parameters von grundlegenden Matrixkristallen. Die Zusammensetzung von BMK umfasst eine vorgeformte Matrix von Basiszellen (im zentralen Teil) sowie eine Gruppe von Pufferzellen, die sich entlang des Umfangs des Kristalls befinden (Fig. 1). In der Reihe sind die Komponenten der Zellen umfassen Gruppen von unkomplizierten Elementen (Transistoren, Kondensatoren, Widerstände) und Halbleiterreifensegmente, die zur Implementierung der schneidenden elektrischen Anschlüsse bestimmt sind. Die Zellen der Zellen unter Verwendung elektrischer Bindungen in Form von Metall (Leiter) und Halbleiterreifen sind verschiedene ausgebildet Funktionselemente (Auslöser, Zähler, Register usw.), Pufferelemente und so spülen.

A) b) c) 1 -Typ-Strukturen von BMK: a) mit einer festen Anordnung homogener Zellen; b) mit einem Array homogener Zellen oder Makros, die durch vertikale und horizontale Kanäle für Leiter getrennt sind; c) mit einem Array von inhomogenen Zellen, die durch horizontale Kanäle getrennt sind; 1 Abwasser-Basiszellen; 2-Proben-Pufferzellen; 3,5,8-Matrizen, 4,7,10-Plattenzellen, 6,9-Variablen; 11.12 -Gorizonale Kanäle; 13-ulkische Kanäle.

In dieser Art von BIs verbrauchen die grundlegenden Funktionselemente in der Regel eine geringe Menge an Energie, die ausreicht, um die notwendige Geschwindigkeit sicherzustellen. Die Pufferelemente, die eine externe Kommunikationsmatrix bis zu einem höheren Strom verbraucht werden, ist wiederum eine höhere Leistung, was auf die Notwendigkeit der Genehmigung durch die logische Spannung eines bestimmten Betrags, einer Belastungskapazität und der Lärmmobilität zurückzuführen ist. Die Zusammensetzung der Zellen umfasst mehrere aktive und passive Elemente. Gleichzeitig erfordern die Parameter passiver Elemente eine Anforderung an ausreichend hohe Genauigkeit und Stabilität. Der für die Herstellung von Analogie bisher bestimmte BMK umfasst in der Regel zwei Zellmatrizen, um analoge und digitale Geräte zu bilden. Grundlegende Matrixkristalle für digitale und analoge BIs werden von Bipolartransistoren und Feldtransistoren mit einem isolierten Verschluss gebildet. In analogen BIS wurden bipolare Transistoren mit einer hohen Nahrheit, die die Voltampearcharakteristik passieren, weit verbreitet. Umdrehungsweise kann die Matrix aus homogenen oder inhomogenen Zellen bestehen. In BMK werden für die Implementierung von digitalem Bis mit geringer Integration (ca. 1000 logische Elemente) homogene Zellen verwendet, während für digitale Bis mit einem hohen Integrationsgrad (etwa 10.000 logische Elemente) und digitalbasierte BIS-Sitze mit digitalbasis inhomogene Zellen. Es werden zwei Verfahren der Organisation von Zellen der BMK-Matrix verwendet: 1. Ein einzelnes Basislogikelement kann durch die Zelle gebildet werden, die die Elementarfunktion ausführt (nicht, ansonsten mit Zweigen von Ein- und Ausgängen). Es werden mehrere Zellen verwendet, um komplexere Funktionen umzusetzen. Die Anzahl, Sorten und Parameter der Elemente werden durch die elektrische Schaltung des Basis-logischen Elements.2 bestimmt. Das funktionelle Bibliothekselement kann von den Zellen der Zelle gebildet sein. Elementtypen ihre Anzahl wird durch die elektrische Schaltung des komplexesten Funktionselements bestimmt. Bei dem ersten Verfahren der Gebäudezellen ist es möglich, einen ausreichend hohen Verwendung ihrer Verwendung in der Zusammensetzung der Matrix, der Verwendung des BMK-Bereichs, zu erhalten und dementsprechend ein erhöhter Grad an BIS-Integration. Bei dem zweiten Verfahren zum Erstellen der BMK-Zellen wird das System des automatisierten BIS-Designs vereinfacht, da die Sitze in Form und Größen der Zellen gleich sind. Wenn jedoch ein ausreichend einfaches Funktionselemente der Bibliothek mit einem niedrigen Nutzungsgut der Zellelemente vorhanden ist, nimmt der Nutzungskoeffizient des Kristallbereichs ab, und es bedeutet, dass die Integration des BIS reduziert ist. In Matrix Bis, werden elektrische Verbindungen unter Verwendung von Metall (Leiter) und Halbleiter (Polykristalline) -Reifen durchgeführt. Strom- und Erdungskreisläufe werden üblicherweise aus Aluminium durchgeführt, das durch einen niedrigen Widerstand gekennzeichnet ist. Legierte Halbleiterreifen mit erhöhtem Widerstand werden hauptsächlich zur Durchführung kurzer Niederspannungssignalketten verwendet. Zur Erzeugung elektrischer Bindungen zwischen den Elementen wird von einer mehrstufigen Metallisierung verwendet. Am Ende des Designs sollte der Satz von Parametern und Merkmalen von BMK für den Verbraucher vollständig komplett sein. Typ-Parameter und Merkmale von BMK umfassen: 1. Hersteller-Technologien; 2. Die Zellen im Kristall; 3. Struktur (Satz von Elementen) der Zelle; 4. Name, Type elektrische Parameter, Diagramme und Fragmente typischer Funktionselemente basierend auf auf Zellelementen; 5. Parameter von Eingabeelementen; 6. Die peripheren Kontaktkissen; 7. Anforderungen an die Stromquelle; 8. Anzeigen für den Ort und die Verwendung von Kontaktkissen für Strom- und Erdungskreisläufe usw.; BMK kann als dienen Eine Basis für digitale, analoge, digitale und analoge und analoge große integrierte Schaltungen. Gleichzeitig ermöglicht die Kombination von BMK-Elementen, die für den Einsatz in analogem BIS bestimmt sind, dass Sie Verstärker, Komparatoren, analoge digitale Schlüsselschlüssel und andere Geräte erstellen. Vor langer Zeit ist die Wartung des BMK die Rechenanlagen des Managementprozesses von technologischen Prozessen. Einige BMK zum Beispiel T34B1 (KA1515XM1216) wurden in den sowjetischen Klonen des ZX-Spektrumcomputers als Steuerung der externen Geräte verwendet. Das Analogon der ULA BMK -Microshem in Sinclair-Computern. Derzeit unterliegen BMK in den meisten Anwendungen FPGA (programmierbarer logischer Integral-Note-Autor), der nicht den werkseitigen Produktionsprozess zur Programmierung erfordert und umprogrammiert. Als nächstes berücksichtigen wir programmierbare logische Matrizen. Die programmierten Logikvorrichtungen haben eine Matrixstruktur und die Reifenorganisation der Elemente (jedes Element ist durch vertikale und horizontale Reifen verbunden). Die PLU verwendet programmierbare Matrizen und oder und Kombinationen davon: nicht programmiert und programmiert oder; programmierbar und -l-programmiert oder; programmierbar und programmiert oder. Es gibt zwei Arten von programmierbaren Logikgeräten.

programmierbar in der Herstellung von spezialisierten bisher basierend auf Crystalpolpfffriken mit einem kundenspezifischen Fotomasklon gemäß der Technologie, eine solche Technologie zur Herstellung von Matrix Bis;

Programmierbar von ConsumerFactural of Equipment © Downloads (durch Einführung von Informationen) internen Registern oder physikalischer Effekt auf einzelne Elemente von Matrizen (Befreiung von Jumper, Ausfall der Dioden, Änderung der Betriebsmodi von Halbleitervorrichtungen). Von den Verbraucher programmierbare logische Geräte sind universelle mikroelektronische Geräte © konfiguriert auf einer angegebenen Funktion mit Hilfe der automatischen Programmierer. In der Praxis werden solche Typen weit verbreitet, wie beispielsweise programmierbare logische Matrizen (STUS) und programmierbare konstante Speichergeräte (PPZ). Die Erweiterung des STUSs ermöglicht das Reduzieren der Anzahl der logischen Elemente und Verbindungen in logischen Geräten, die insbesondere für regelmäßige Strukturen auf BIS-Kristalle wichtig sind, werden nach einem programmierbaren STUS und wiederholt programmierbaren programmierbaren PLMs (RPLM) entwickelt und angewendet. Konstruktionsmethoden und Herstellung von Matrix Bis mit rekonstruierten Verbindungen (Mabistern) und mit programmierbaren Architektur (MABISPA) -Subtystemplatten werden entwickelt. Die Programmierung von Masken (Photoshop) Die Metallisierung oder Kontaktfenster in Oxid wird in der PLM basierend auf Bipolartransistoren häufig verwendet Dioden. Fig. 2 zeigt das Diagramm der Verbindungen von Elementen in einer Diode PM. Eingangssignale der positiven Polarität werden den Eingängen von A -E zugeführt, die Werke von M0-M2 werden aus den Lastwiderständen R entfernt. Die Vorteile von Diodenmatrizen sind Einfachheit und kleiner Bereich, der auf dem Kristall besetzt ist, und der Nachteil des Wesentlichen Strömungen, die von den Matrixeingängen verbraucht wurden. Durch die Verwendung von Multime-Imitant-Transistoren anstelle von Dioden können die Eingangsströme (in BN-Zeiten, BN -Normal-Transistorstromübertragungskoeffizienten) erheblich reduziert werden und die Geschwindigkeit des PM erhöht werden. Fig. 3 zeigt das Schema eines Fragments des PLM auf bipolaren Multiemittertransistoren. Brillen, die auf Mopptransistoren basieren, liefern die höchste Elemente der Layoutdichte, haben einen minimalen Stromverbrauch, der jedoch der Geschwindigkeit der Matrizen auf Bipolartransistoren unterlegen ist. Ein kleiner Bereich und hohe Zuverlässigkeit werden von der PLM mit männlicher Programmierung abgesenkt. Was hat ihren weit verbreiteten Einsatz in Fach- und Mikroprozessor-Bis. Derartige STIs werden einmal vom Hersteller im Herstellungsprozess programmiert, der den Bereich ihrer Verwendung verringert. Vielfache Flexibilität, insbesondere bei Verwendung in Peripheriegeräten, hat elektrisch programmierbare Bilder, "Einstellung", die vom Benutzer durchgeführt wird, der vom Benutzer durchgeführt wird, um das umzusetzen angegebene Funktionen.

Abbildung 2 -PHAGment-Diode PLM

Abbildung 3 -Fragment PLM auf BT

Abbildung 4 zeigt die häufigsten Elemente der Matrizen mit elektrischer Programmierung. Die Programmierung erfolgt durch Schmelzen der Jumper (normalerweise Nichrome oder Polycremium) oder die Umleitung von Dioden (PN-Übergänge oder Abstandsbarrieren).

Abbildung 4 Elemente PM mit elektrischer Programmierung

Die Jumper haben einen Widerstand von etwa 10 Ohm und geschmolzen (offen), wenn der Stromimpuls durch sie geleitet wird, deren Amplitude viel größer ist als die Amplitude des Lesestroms. Um Nichrome- oder Polycremium-Jumper zu zerstören, ist ein Strom 20 ... 50 mA; Die Schmelzzeit beträgt 10 ... 200 ms. Dioden machen ihren Weg (Curl), wenn der Umkehrspannungsimpuls von einer Quelle mit einem kleinen inneren Widerstand angelegt wird, wobei ein ausreichender Strom (200 ... 300 mA) ergibt. Dies führt dazu, dass Lawinen- und thermische Übergangsprobe von Übergängen (Stammsperren) und Migration von Metallpartikeln innerhalb des Halbleiters einen zuverlässigen Niederspannungskontakt (Balleitungen in Fig. 4) bilden. Kettenbildungszeit 0,02 ... 0,05 ms. Zur elektrischen Programmierung und Steuerung des SLM werden spezielle Anlagen verwendet, von einem Computer gesteuert. Die Quellinformationen zur Programmierung und Kontrolle sind: Tatac of Wahrheit; Anzeichen von Living (Panne) Log. Einheiten oder Nullen (abhängig von den Anfangsinformationen eines nicht prominenten PLMs); die Parameter der Programmierimpulse. Das Korrekturprogramm macht die Adressen an den Eingängen von 00 ... 0 bis 11 ... 1. Die PLM fördert Versorgungsspannung und in Anwesenheit von in den ursprünglichen Informationszeichen des Programmierimpuls der Zündung (Zusammenbruch). Nach der Programmierung wird es überwacht und das Ergebnis der Prüfung, die den Zufall anzeigt, dass der Zufall (Inkompetenz) mit der Wahrheitstabelle beim Drucken angezeigt wird. Klimazone werden in modernen Peripherie- und Haupt-Computererweiterungskarten im Plug- und Play-System verwendet, die einen speziellen Chip haben . Es ermöglicht dem Board, Ihren Kennung und eine Liste der erforderlichen und unterstützten Ressourcen zu informieren. Zur Erstellung des SBI (im Übergeist großer integrierter Schaltungen) und regelmäßige Strukturen (Fig. 5) mit der Zellmatrix sind die Zellmatrix ausreichend großes Integrationsgrad. Die Programmierung der Elemente der Verbindungen erfolgt durch Erzeugen oder Unterbrechungen.

Abbildung 5 -Fragment Bis mit Rekonstruktionen

Matrix Bis mit rekonstruierten Verbindungen erzeugt in der Regel auf der Grundlage von CMOpttransistoren, die durch den minimalen Stromverbrauch gekennzeichnet sind. Alle Arten von Jumpers sind für solche Transistoren anwendbar. Die Verwendung von Matrix Bis mit rekonstruierten Verbindungen zum Erstellen von Multiprozessor-Subsystemen ist anwendbar. Die Kontakte zwischen Bindeleiter verschiedener Ebenen werden von einem Laserstrahl (dielektrische Schmelzen) programmiert, einige Verbindungen werden geschnitten. Die Registrierung von etwa 1 h. Solche Mikrosysteme können bis zu 100 Millionen Transistoren enthalten. Layouts für den SBI mit minimalen Elementen von 0.5 ... 2 μm erreichen 20 Tausend Transistoren pro Quadratmillimeter. Die vorhandene Element-Form-Fachzeit, die Informationen erhalten, wenn die Versorgungsspannung getrennt ist, mit der Sie mitgelöst werden können, mit der Sie ein SLM mit Löschen und Überschreiben der Funktionen erstellen können - logabile logische Matrizen ( RPLM). Besprechungsverteilung in RPLM-Injektion (Abb. 6). Die Struktur eines solchen Transistors ist dem üblichen Moptranster mit einem Polycremium-Gatter ähnlich, das galvanisch nicht mit dem Rest der Schaltung verbunden ist. Im Anfangszustand leitet der Transistor keinen Strom (siehe Fig. 6, a). Um zu einem leitfähigen Zustand (Aufnahme) zwischen der Source und dem Fluss des Transistors zu gelangen, wird eine ausreichend große Spannung (etwa 50 V) für etwa 5 ms angelegt. Dies führt zu einer Lawine der Probe der Quelle (Lager) PN-Übergang und Injektion von Elektronen in einen Polycamin-Verschluss. Die Ladung, etwa gleich 107 cb / cm2, die vom Verschluss erfasst (siehe Abb. 6, B), induziert einen Kanal, der die Quelle und Lager verbindet, und kann nach langer Zeit (10 ... 100 Jahre) aufrechterhalten werden Entfernen der Spannung, da der Verschluss von einer Oxidschicht umgeben ist. mit einer sehr geringen Leitfähigkeit. Die Infektion von Informationen wird unter der Bestrahlung der ultravioletten Strahlen von Seergia durchgeführt, ausreicht, um Elektronen aus den Fensterläden der Übertragung auszulösen zum Substrat (Abb. 6). Die Löschung kann auch unter Verwendung von Ionisieren, beispielsweise Röntgenstrahlung, durchgeführt werden. Das Lesen von Informationen aus der Matrix wird durchgeführt, wenn die Versorgungsspannung 5 ... 15 V und die Steuerung des durch den Transistor fließenden Stroms beträgt. Für die Organisation der Probe bestimmter Zellen der Region (siehe Abb. 6, c) umfassen konsistent mit Transistoren mit schwimmenden Rollläden herkömmliche Mopptransistoren.

Abb.6. PLM auf Mopptransmistoren mit Floating-Shutter: a) Ausgeschaltet (gelöschter) Speichertransistor; b) den mitgelieferten Speichertransistor; c) Fragment der Matrix (TV-Abtasttransistor, Speichertransistor TK); 1 -OS; 2 - polykristalliner Siliziumverschluss; 3 -Stock; 4-anhydratisierte Ladung; 5 - Regionalabbau

Zusammen mit der Biss entwickeln die rekonstruierten Verbindungen die mit der Erzeugung des Bis und des SBI zugeordneten Richtung mit der programmierbaren Architektur und in Form von Subsystemen an den Platten. Die Umstrukturierung der Subsystemarchitektur erfolgt mit den eingebauten Schaltelementen mit Speicher. Darüber hinaus können Speicherelemente sowohl an den modularen HEPYTRANSISTORSISTORS als auch auf Transistoren mit einer Lawineninjektion durchgeführt werden. In Fig. 7 ist das Strukturschema der Matrix bis mit einer programmierbaren Architektur. Der Steuerbus (SHU) wird verwendet, um an die verteilten Speicherblöcke (P) der Konfigurationscodes (PROGRAMMING) der Subsystemarchitektur auf eine bestimmte Aufgabe zu schreiben. Die Lösungsblöcke der Matrix (M) sind durch verteilte Schalter (k) durch den Schaltbus (SC) verbunden.

Abbildung 7-struktureller Schema von Matrix Bis mit programmierbarer Architektur

Die Anwendung des SB als programmierbare Architektur ermöglicht es Ihnen, eine sehr hohe Layoutdichte zu erhalten, um den Montageprozess zu automatisieren.

Verweise auf Sources1. Pädagogische Website www.studfiles.rurl: http://www.studfiles.ru/dir/cat39/subj1381/file15398/view155035/page2.html2.Felde Enzyklopädie Wikipedia URL: http://ru.wikipedia.org /Wiki/%D0%91%D0%9c%D0%9A3.bedio Enzyklopädie WikipediaURL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%9B%D0%98%D0%A1

Konyaev Ivan Sergeyevich, 3. Student des ARMAVIR-Instituts für Mechanik und Technologie (Zweig) Kuban State University of Technology, Armavirmonogarov Sergey Ivanovich, Kandidat der Technischen Wissenschaften, Associate Professor für Inlant Electrical Equipment and Automation, ARMAVIR Institute of Mechanics and Technology (Niederlassung) Kuban State University of Technology, ARBAVIRPRINCLIPLES BAUMSTAHME LARGESSSCALE INTEGRIERTSABSTRACT: Dieser Artikel konzentriert sich auf die Erforschung der Konstruktionsprinzipien von Largecale Integrated Circuits (LSIS) .Keywords: bis, eine große integrierte Schaltung, die Basismatrixkristalle, programmierbare Logikvorrichtungen.

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