Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Коммуникации и связь->Курсовая работа
Протягивание материала в рассматриваемой линии производится при помощи двух пар валков. Каждая пара валков приводится во вращение электродвигателем по...полностью>>
Коммуникации и связь->Курсовая работа
Передаточная функция представляет собой символическую запись дифференциального уравнения САУ. Она не зависит от входного сигнала и характеризует собст...полностью>>
Коммуникации и связь->Задача
g1=0.0 7 g =0.08 g3=0.05 g4=0.0 8 g5=0.0571 g =0.05 См См См См См См А А А Вирішивши систему лінійних арифметичних рівнянь за допомогою комп'ютера, о...полностью>>
Коммуникации и связь->Контрольная работа
Принципиальная схема реле показана на рис. 1.1. На микро­схеме DA1, представляющей собой временное устройство — таймер,— выполнен генератор импульсов....полностью>>

Главная > Курсовая работа >Коммуникации и связь

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение ВПО

«КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им Х.М. БЕРБЕКОВА»

Факультет микроэлектроники и компьютерных технологии

Курсовая работа

По физическим основам микроэлектроники

Тема: Сверхбольшие интегральные схемы.

Преподаватель:

Хамдохов З. М.

Студент: Алероев М.А.

Нальчик 2010

Содержание

Введение...................................................................................................................3

Глава 1. СБИС программируемой логики (пл.)....................................................6

Глава 2. Микропроцессоры..................................................................................12

Глава 3. Матричные микропроцессоры...............................................................19

3.1 Матричные микропроцессоры.......................................................................19

3.2 Транзисторные матрицы.................................................................................19

3.3 Матричные процессоры..................................................................................20

Глава 4. Автоматизированное проектирование СБИС......................................25

4.1 Основные типы БМК.......................................................................................27

4.2 Реализация логических элементов на БМК..................................................30

4.3 Системы автоматизированного проектирования матричных БИС, постановка задачи проектирования.....................................................................31

Заключение.............................................................................................................34

Литература.............................................................................................................35

Введение

С момента появления первых полупроводниковых микросхем (начало 60-х годов) микроэлектроника прошла путь от простейших логических элементов до сложных цифровых устройств, изготавливаемых на одном полупроводниковом монокристалле площадью около 1 см2. Для обозначения микросхем со степенью интеграции выше 104 элементов на кристалле в конце 70-х годов появился термин "сверхбольшие интегральные схемы" (СБИС). Уже через несколько лет развитие этих микросхем стало генеральным направлением в микроэлектронике. В начале своего развития электронная промышленность представляла собой отрасль техники, целиком основанную на операциях сборки, и позволяла реализовать весьма сложные функции путем объединения множества элементов в одном изделии. При этом значительная часть прироста стоимости изделий была связана с процессом сборки. Основными этапами этого процесса являлись этапы проектирования, выполнения и проверки соединений между электронными компонентами. Функции и размеры устройств, которые могли быть реализованы на практике, ограничивались количеством используемые компонентов, их физическими размерами и надежностью. Исторически сложилось так, что первоначально внимание к ИС привлекли такие их особенности, как малые размеры и масса, а затем развитие техники ИС, позволяющей скомпоновать на поверхности кристалла значительное количество элементов, включая меж соединения, постепенно привело к возможности создания СБИС. Т.о. стало возможным не только "повышение экономичности" электронных схем, но и улучшение их характеристик с одновременным повышением надежности. Развитие техники и технологии СБИС обусловило весьма существенные вменения в специфике электронной промышленности, заключающееся в совершенствовании процесса изготовления ИС и методов их проектирования. Типичным фактором первой группы является совершенствование микро технологии. Уменьшение размеров полупроводниковых приборов позволяет одновременно добиться как улучшения характеристик ИС, формально определяемых законом пропорциональности размеров, так и улучшения их экономических (материальных и энергетических) показателей, связанных с уменьшением площади кристалла.

Исторически первым полупроводниковым материалом, использованным на ранних стадиях разработки полупроводниковых приборов, был германий. Совершенствование германиевой технологии сделало возможным создание ряда приборов, включая германиевые точечные и сплавные транзисторы. Однако вскоре германий был заменен кремнием, обладающим таким важным свойством, как возможность получения в окислительной среде тонкого, прочного и влагонепроницаемого диэлектрического слоя аморфной двуокиси кремния (SiO2).

В технологии СБИС степень интеграции превышает 215 элементов на кристалл. Уровень миниатюризации, который был использован при производстве процессора Intel Pentium в 1993 году, составлял 0,8 мкм, сейчас используются транзисторы с длиной канала 0,18 мкм, а в перспективе - разработка устройств с длиной канала в 0,13 мкм, что в плотную приближается к пределу физических ограничений на работу такого рода транзисторов.

Технология создания и получения сверхбольших интегральных схем с минимальными размерами в глубокой субмикронной области (0,25- 0,5 мкм к 2000 году) и наноэлектроника (полупроводниковые приборы с размерами рабочих областей до 100 нм к 2010 году) включают следующие основных направления:

технологию сверхбольших кремниевых схем с минимальными размерами в глубокой субмикронной области; технологию сверхскоростных гетеропереходных приборов и интегральных схем на основе арсенида галлия, германия на кремнии и других соединений; технологию получения наноразмерных приборов, включая нанолитографию. При реализации этих направлений предусматривается создание сверхчистых монокристаллических полупроводниковых материалов и технологических реагентов, включая газы и жидкости; обеспечение сверх чистых производственных условий (по классу 0,1 и выше) в зонах обработки и транспорта пластин; разработка технологических операций и создание комплекса оборудования на новых физических принципах, в том числе кластерного типа, с автоматизированным контролем процессов, обеспечивающим заданную прецизионность обработки и низкий уровень загрязнения, а также высокую производительность процессов и воспроизводимость результатов, качество и надежность электронных элементов. Технология сверхбольших интегральных схем обеспечивает разработку и промышленное освоение выпуска широкой номенклатуры интегральных схем, составляющих элементную базу высокопроизводительных ЭВМ, специализированной и бытовой радиоэлектронной аппаратуры, средств связи и телекоммуникаций, в том числе космического базирования. При данной технологии возможные минимальные рабочие размеры составляют 0,1-0,5 мкм и менее (до 70 нм к 2010 году), достигаются высокая производительность за счет использования пластин большого диаметра (200 и более мм) и полной автоматизации процессов, значительный процент выхода годных электронных приборов и высокая окупаемость вкладываемых в производство средств.

Глава 1. СБИС программируемой логики (пл.)

Отечественным производителям электронной техники трудно конкурировать с зарубежными фирмами в области массового производства товаров широкого потребления. Однако в области разработки и создания сложной наукоемкой продукции в России сохранились условия, кадры, научный потенциал. Большое число предприятий и учреждений способно разрабатывать уникальные электронные устройства. Высокотехнологичным "сырьем" для таких разработок в области цифровой электроники служат легко доступные на отечественном рынке электронные компоненты: микропроцессоры, контроллеры, СБИС памяти и др. - все, что позволяет решать задачи специальной обработки сигналов и вычислений программным путем (со свойственными программной реализации достоинствами и недостатками). Микропроцессорная техника давно и прочно укоренилась в отечественных разработках. Однако в последние годы появилась новая элементная база - СБИС программируемой логики (programmable logic device - PLD), которая, удачно дополняя и заменяя микропроцессорные средства, в ближайшие годы станет "настольным материалом" для разработчиков. СБИС ПЛ оказываются вне конкуренции в областях, где требуется создание высокопроизводительных специализированных устройств, ориентированных на аппаратную реализацию. Аппаратное решение задач обеспечивает распараллеливание процесса обработки и увеличивает производительность в десятки раз по сравнению с программным решением, а использование СБИС ПЛ, в отличие от специализированных СБИС, обеспечивает такую же гибкость реализации, как у любых программных решений. В последние годы динамика развития и производства СБИС ПЛ. уступает только микросхемам памяти и превышает 50% в год.

СБИС ПЛ представляют собой полузаказную СБИС и включают реализованные на кристалле универсальные настраиваемые пользователем функциональные преобразователи и программируемые связи между этими преобразователями. По сравнению с базовыми матричными кристаллами (БМК) использование СБИС ПЛ обеспечивает существенно более короткий цикл разработки, экономический выигрыш при мелкосерийном (до нескольких тысяч изделий) производстве и возможность внесения изменений в проект на любом этапе разработки. Заказную СБИС или БМК разработают для Вашего уникального проекта за несколько месяцев. Но только на СБИС ПЛ Вы запрограммируете его сами за кратчайшее время и с минимальными затратами. Разработчик специализированного цифрового устройства, используя средства САПР СБИС ПЛ, в привычной ему форме (схемы, текстовое описание) задает требуемое устройство и получает программирующий СБИС ПЛ файл, который используется при программировании на программаторе или непосредственно на плате. Программирование заключается в задании нужных свойств функциональным преобразователям и установлении необходимых связей между ними. Программируемые элементы - электронные ключи. Такой цикл проектирования/изготовления занимает незначительное время, изменения могут вноситься на любой стадии разработки за считанные минуты, а внедрение новых средств проектирования на начальном этапе практически не требует материальных затрат.

Производители, архитектура и возможности существующих в настоящее время типов СБИС ПЛ разнообразны. Систематизация микросхем гибкой логики производится обычно по следующим классификационным признакам: степень интеграции (логическая емкость);

архитектура функционального преобразователя;

организация внутренней структуры СБИС и структуры матрицы соединений функциональных преобразователей;

тип используемого программируемого элемента;

наличие внутренней оперативной памяти.

Степень интеграции (логическая емкость) - наиболее важная характеристика СБИС ПЛ, по которой осуществляется выбор. Производители СБИС ПЛ стоят на передовых рубежах электронной технологии (текущая рабочая проектная норма составляет 0,25 мкм), и число транзисторов в СБИС ПЛ большой емкости составляет десятки миллионов. Но ввиду избыточности структур, включающих большое число коммутирующих транзисторов, логическую емкость измеряют в эквивалентных логических вентилях типа 2И-НЕ (2ИЛИ-НЕ), которые понадобилось бы для реализации устройств той же сложности, что и на соответствующих СБИС. Основные производители СБИС ПЛ - фирмы Altera (34% мирового объема продаж), Xilinx (33%), Actel (9%). Максимальная логическая емкость достигнута в настоящее время в СБИС ПЛ, выпускаемых фирмой Altera (семейства FLEX10K), и составляет 250000 логических вентилей, а к концу 1998 г. достигнет 1 миллиона (количественные данные приведены по состоянию на 01.06.98 г.).

Функциональные преобразователи СБИС ПЛ включают в себя настраиваемые средства реализации логических функций и триггер (т.е. являются простым конечным автоматом). Наиболее часто логические функции реализуются в виде суммы логических произведений (sum of product) либо на шестнадцатибитных ПЗУ (таблицы перекодировки). СБИС ПЛ с функциональными преобразователями на базе сумм термов, позволяют проще реализовывать сложные логические функции, а на базе таблиц перекодировки создавать насыщенные триггерами устройства.

Организация внутренней структуры СБИС и структуры матрицы соединений функциональных преобразователей - основной отличительный признак различных СБИС ПЛ.

На рис.1 Показано разделение наиболее популярных СБИС ПЛ по этим признакам.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Разработка генератора кодовых последовательностей импульсов на интегральных схемах

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... генератора кодовых последовательностей импульсов на интегральных схемах» Пенза 2007 г. Содержание Введение 1. Разработка ... современных вычислительных устройств служат большие и сверхбольшие интегральные схемы (ИС), в том числе программируемые логические ...
  2. Расчет геометрических размеров резисторов и разработка топологии интегральных микросхем

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... усилителей, фильтров и т. п.; средние интегральные схемы (СИС)— схемы (2—3)-й степени интеграции, содержащие от нескольких ... постоянное запоминающее устройство и др.); сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) — схемы (5—7)-й степени интеграции, представляющие ...
  3. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

    Книга >> Информатика, программирование
    ... быстродействия и степени интеграции микропроцессоров. Появились сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), включающие сотни тысяч и даже ... степенью интеграции активных элементов – больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС). 2.3. История разработки ...
  4. Развитие вычислительной техники (1)

    Реферат >> Информатика
    ... . ЭВМ 2-го поколения. Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения. Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). ЭВМ 4-го поколения ... больших компьютеров четвертого поколения на сверхбольших интегральных схемах особенно выделялись американские машины «Крей ...
  5. История развития средств вычислительной техники (3)

    Реферат >> Информатика
    ... ЭВМ (большие интегральные схемы) 11. Современный период микросхемных ЭВМ (Сверхбольшие и ультрабольшие интегральные схемы) Список использованной ... 4004, изготовленный по технологии СБИС (сверхбольших интегральных схем). 4-разрядный; 2250 транзисторов, 0,06 ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0016880035400391