Circuit tömb
Az egyik legfontosabb módja, hogy javítsa számítástechnika széles körben használják a modern mikroelektronika, továbbhalad. Előlegek félvezető integrált elektronikával vezettek létrehozását egy új osztályát komplex funkcionális elektronikai termékek - nagyméretű integrált áramkörök, amelyek váltak jelentős eleme alapja a negyedik generációs számítógépek ('70 -es évek végén).
Az egyik ilyen program, a kötet csak egy töredéke a köbcentiméter egy blokk kerül, aki az első generációs számítógép szekrény. Ennek eredményeként elért jelentős növekedése a számítógép teljesítményét.
Ha a harmadik generációs számítógépek sebessége eléri a 20-30000000 művelet másodpercenként, a negyedik generációs gép teljesítménye eléri a több száz millió művelet másodpercenként. Ennek megfelelően növeli és a memória. Együtt a javulás a hagyományos memória eszközök, mágneses lemezek és szalagok létrehozott memória mozgó alkatrészek nélkül. A teljes mennyiséget a külső memóriát a nagy gépek a negyedik generációs haladhatja meg a 10 14 karakter, ami megegyezik az egy könyvtár, amely több millió kötet terjedelmes.
BIS eredményeképpen létrejött természetes fejlődésének integrált áramkörök. A előfeltétele a megjelenésük fejlesztése az elektronikai ipar sík technológia gyártási szilícium félvezető eszközök. A fő újdonsága ez a technológia, hogy hagyjuk, hogy helyettesíti a hagyományos diszkrét komponensek diffúzióját vagy vékonyréteg komponenseket.
Nagy megbízhatóság a számítógép kerül során a termelés. Az átmenet az új komponensek - nagyon nagy léptékű integrált áramkörök (VLSI) - drasztikusan csökkenti a integrált áramkörök, és így a kapcsolatok számát egymással. A jól megtervezett számítógépes elrendezése és biztosítja a kívánt üzemmódot (hűtés, porvédő).
Minden modern számítógépek épül komplexek (rendszerek) az integrált áramkör (IC). Az elektronikus chip úgynevezett integrált, ha az elemek és kapcsolatok között készülnek egyetlen folyamatban ciklus egyetlen alapja és van egy közös lezáró és a mechanikai védelmet. Minden egyes csip egy miniatűr elektronikus áramkör alakul ki a félvezető kristály rétegek: szilícium, germánium, stb A mikroprocesszor-készletek készítmény tartalmazza a különböző típusú chipek, de kell egy egyetlen típusú intermodule linkek alapuló szabványosítási kölcsönható szignál paraméterei (amplitúdó, polaritású, impulzusszélesség, stb). Az alap készlet jellemzően nagyméretű integrált áramkör (LSI) és nagyon nagy léptékű integrált áramkörök (VLSI). A közeljövőben kell várni a megjelenése ultra nagy integrált áramkörök (Ubisa). Ezenkívül ezek általában használni chipek a kis és közepes léptékű integrált (ASIC). Funkcionálisan chipek megfelelhet egy olyan eszköz, szerelvény vagy az egység, de mindegyik tartalmaz egy kombinációja egyszerű logikai kapuk, hogy hajtsa végre a funkcióját képező, átalakítás, és tárolására jelek stb
Minden modern számítógépek alapján a chipset, amelyek alapján nagy (LSI) és nagyon nagy léptékű integrált áramkörök (VLSI). Technológiai elvének fejlesztése és gyártása az integrált áramkörök már működő több mint negyed évszázada. Ez áll a gyártás réteges darab elektronikus áramkör egy ciklus „program - rajz - rendszer”. Program poros fényálló réteg mintás jövő chip réteg. Ezután a mart mintázat van rögzítve, rögzített és izolált új rétegeket.
Ennek alapján létrehoz térbeli szilárdtest szerkezettel. Például, a Pentium típusú VLSI magában foglalja a mintegy három és fél millió tranzisztort kell helyezni egy ötrétegű struktúra. A jelentős mértékű miniatürizálás, a méret a chip, a teljesítmény és a költségek határozzák meg, hogy milyen típusú litográfiai technológia közvetlenül. Mindeddig maradt a domináns optikai litográfia, azaz réteges rajzok photoresisto chipek alkalmazott fénysugár. Jelenleg több termelő cégek chips végre kristályok mérete 400-600 mm2 processzorokkal (például Pentium), és 200-400 mm2 - memória áramkörök. A minimális topológiai felbontás (vonalvastagság) ebben az esetben a 0,25-0,135 mm. ilyen példa az összehasonlítás. A vastagsága az emberi hajszál mintegy 100 mikron. Ezért, ebben a felbontás a vastagsága 100 mikron igényel telek több mint kétszáz vonalak.
További haladás mikroelektronikai kötődnek az E (lézer), ion és X-ray litográfia. Ez lehetővé teszi, hogy adja meg a méretei 0,13; 0,10 vagy akár 0,08 mikrométer. Ahelyett, hogy az alumínium alkalmazott vezetékeket a chipek kezdenek alkalmazni az egész réz-vegyület, amely növelheti a működési frekvencia.
Ilyen magas technológiai felvet néhány problémát. Mikroszkópos vonalvastagság hasonló az átmérője a molekulák, nagyfokú tisztaságot igényelnek A letétbe helyezett anyag és vákuum alkalmazásával berendezések és az alacsonyabb üzemi hőmérsékletet. Valóban, elég hit a legapróbb porszem előállítására chips - és ő kapja feleségül. Ezért új üzemek chipek egyedi berendezéseket kell helyezni egy „tiszta szobában 1. osztály” chip, amelyben szállítják berendezések berendezések zárt ultratiszta mini atmoszféra Class 1000 Mini atmosfepa létre, például ultratiszta nitrogén vagy más inert gáz nyomáson KG4 Torr.
Jelenleg, az alapja építése összes zsetont volt és maradt egy CMOS (komplementer áramkört, azaz, megosztása a n- és p csomópontok tranzisztorok a szerkezete „fém - oxid - félvezető”).
Azonban a megjelenése LSI generált egy nagyon komoly problemu- „mit tesz az aljzat”, vagy más szóval, hogyan hajtsák végre a készüléket az ábrák egy hatalmas számú elemet.
Az első és meglehetősen kézenfekvő megoldás erre a problémára az volt a termelés az úgynevezett egyéni sémákat fejlesztettek minden alkalommal kifejezetten a különleges eszközt. Ugyanakkor, tervezése egyedi LSI - egy nagyon hosszú és fáradságos folyamat, kifinomult ember-gép a számítógéppel segített tervezés. Ezért a fejlesztés és gyártás egyedi LSI lehet gazdaságilag indokolt csak a tömeggyártás berendezések, amelyekben ezek az áramkörök használnak.
Egy jó alternatíva a BIS regisztráltak chipset - egy sor nagyszabású, integrált áramkörök, amelyek megfelelnek a fejlett funkciók a digitális berendezések. Ezeknek a „tégla” egyszerűen épített számítógépek (mikro-számítógép), kapott egy exkluzív fejlesztése és széleskörű alkalmazásra találtak a különböző rendszerek.
A mikroprocesszor egy univerzális eszköz, amely képes megvalósítani az logikai függvény. Azonban a szoftver megvalósítása a vezérlő logika végezzük viszonylag lassan, a mikroprocesszor gyakran nem képesek biztosítani a szükséges teljesítményt. Ebben a tekintetben, jelenleg széles körben elterjedt programozható LSI egy mátrix-struktúra, amelyek között speciális helyet foglalnak el programozható logikai tömb (PLA) - nagyszabású integrált áramkör, amely egyesíti a szabályszerűségét a szerkezet a félvezető memória eszközt (memória) sokoldalúságát a mikroprocesszor. PLA jelentős előnyei a mikroprocesszort, amikor a végrehajtási komplex algoritmusok segítségével.
Amint a funkcionális egységek LSI orientált végrehajtása Boole-függvények széles körben használják az úgynevezett mátrix áramkör.
A mátrix áramkör tartalmaz egy rácsozatot ortogonális vezetékek a csomópontok, amelyek félvezető elemeket egyirányú vezetőképesség (EOP) lehet beállítani - a diódák vagy tranzisztorok.
Tekintsük M1i M2 mátrix ábrán №1. Eljárás tartalmazó képerősítő M1 mátrix buszok átlépő helyeken lehetővé teszi a bármelyik kimenet bármely összefüggésben annak bemeneti változók, kombinált jel vagy jelzés nélkül inverzió.
A mátrix M2 4 függőleges és vízszintes 2 busz. Eljárás tartalmazó képerősítő M2 buszok átkelés helyeken lehetővé teszi bármely kimenetei bármely diszjunkcióját a bemeneti változók.
Ha összevetjük ezeket a mátrixokat, amint №2, azt látjuk, hogy minden rendszer Boole-függvények y1. ynvodnyh x1. xnmozhet valósítható meg két-szintű mátrix áramkör, az első szinten, amely képződik a különböző elemi összefüggésben, míg a második - megfelelő diszjunkcióját kötőszavak (y1 ... in).
Ennek eredményeként az építési áramkörök mátrix szerkezet csökkenti a meghatározó metszéspontjait a gumiabroncs, ahol az EOF tartalmaznia kell.
A programozási eljárás megkülönböztetésére mátrix konfigurálható (programozható) a gyártó által, a felhasználó és a reprogrammiruemye (többször testreszabható).
A mátrixok az első típusú vegyület IC 1 gumiabroncs végezzük ismét révén különleges maszkok használt bevonata bizonyos területeken a LSI chip. Miután LSI gyártás, az előállított vegyületek nem változtatható.
A mátrixok a második típusú eljutnak a fogyasztó nem állítjuk, és amely EOF minden metszéspontját az abroncsok. Beállítás csökkenti törölni (vagy letiltani) néhány felesleges képerősítő. Fizikailag tuning folyamat különböző módokon, például úgy, hogy átmenjen a sor áramimpulzusok elegendő amplitúdója egy arányosan EOF és megsemmisítése olvadó rövidzárak sorba kötve a képerősítő cső és csatlakozó, hogy az egyik a gumiabroncs a pont a kereszteződés.
A harmadik típusú mátrix segítségével meghatározható, hogy többször is. Re-programozási végezzük elektromosan törlése után a tartalmát a mátrixok ultraibolya (néha X-ray) besugárzással vagy elektromosan minden egyes IC.
Arra is szükség van, hogy néhány szót arról az úgynevezett programozható mátrixok.
A programozható logikai tömb (PLA) egy funkcionális egység alapján készített félvezető technológia és a végrehajtására szánt digitális logikai rendszereket. Attól függően, hogy a belső szervezete programozható logikai tömbök osztható PLA és PLA kombinációs logika és a memória.
Meg kell jegyezni, hogy az LSI chip PLA, egy speciális busz rendszer, amely lehetővé teszi, hogy a kimenetet az alján a mátrix a bemeneti másik. Teljesítményű gumiabroncsok és szervezése vágások szükséges kapcsolatokat a bemenetek és kimenetek különböző mátrixok végzik a szakaszában beállításával PLA a gyárban.