Рост - степень - интеграция
Cтраница 2
Приведенные примеры далеко не исчерпывают всех возможностей. Более того, в связи с постоянным уровнем роста степени интеграции программируемых БИС снижением их стоимости, развитием средств проектирования область их применения постоянно расширяется. [16]
Одним из недостатков описания схем на уровне логических вентилей является их сложность и громоздкость. Этот недостаток становится все более очевидным по мере роста степени интеграции. [17]
Некоторым эти прогнозы кажутся слишком смелыми. Если, однако, принять во внимание снова ускорившиеся темпы роста степени интеграции ( например, еще совсем недавно появление динамического ЗУПВ емкостью 4 Мбит ожидалось не ранее 1990 г.), то следует признать, что они имеют реальную основу. Необходимо также подчеркнуть, что увеличение степени интеграции имеет важное значение не только для ИС памяти, но и для интегральных схем, ориентированных на обработку информации. Имеющие более высокую степень интеграции ИС процессоров позволяют выйти на повышенный уровень параллелизма в обработке информации, а следовательно, и поднять ее скорость. Именно параллелизм, а не быстродействие отдельных элементов имеет решающее значение с точки зрения увеличения скорости обработки информации. Однако эти удивительные возможности кремниевой микроэлектроники не должны затушевывать те огромные препятствия, лишь преодолев которые можно реализовать практически то, что возможно в принципе. [18]
 |
Зависимость собственной и системной задержек распространения сигнала от плотности компоновки. [19] |
Таким образом, создание сверхбыстродействующих систем цифровой обработки информации ( вычислительных систем четвертого поколения) предполагает выпуск элементной базы таких систем в виде БИС и разработку новых методов монтажа, сокращающих длины линий связи. Однако реализация быстродействующих ВС на интегральных схемах большой степени интеграции ( БИС) может оказаться экономически не оправданной, если такие БИС проектировать как функционально законченные, поскольку число типов БИС М растет, а тиражность их падает с ростом степени интеграции. [20]
Вопрос о номенклатуре БИС для системы требует использования метода последовательных приближений. Критериями при определении набора БИС должны быть их минимальное число и универсальность. Требование универсальности, с одной стороны, может привести к увеличению общего числа интегральных микросхем в системе, а с другой, при росте степени интеграции - к недоиспользованию логических возможностей схем. При разработке сравнительно больших систем целесообразно пользоваться стандартными интегральными узлами или модулями широкого назначения. При проектировании сложных систем обычно разрабатывают специальные заказные схемы с высокой степенью интеграции. Критериями для разработчиков при определении набора БИС являются общая стоимость системы и число используемых ИМС. [21]
Вопрос о номенклатуре БИС для системы требует использования метода последовательных приближений. Критериями при определении набора БИС должны быть их минимальное число и универсальность. Требование универсальности, с одной стороны, может привести к увеличению общего числа интегральных микросхем в системе, а с другой, при росте степени интеграции - к недоиспользованию логических возможностей схем. [22]
Одной из основных характеристик данного типа БИС является процент выхода годных схем, что связано в первую очередь с площадью кристалла. Если кристаллы обычных ИС имели размеры до 1 мм2 ( 1 0х 1 0 мм), то кристаллы БИС в настоящее время имеют размеры до 5 1 X 5 1 мм и более. В связи с тем, что выход годных ИС с увеличением размера кристалла уменьшается ( несмотря на совершенствование технологии), существует теоретический предел роста степени интеграции первого типа БИС. [23]
 |
Изменение параметра X для интегральных схем по годам их выпуска. [24] |
Операции такого типа могут выполняться быстро даже работниками низкой квалификации. Унификация узлов (1.2.5) и создание на их основе блоков с повышенной степенью интеграции (1.2.4) также положительно сказывается на надежности, так как интенсивность отказов увеличивается с ростом степени интеграции значительно медленнее, чем число элементов в интегральной схеме. Вследствие этого приведенная надежность элементов ( надежность в пересчете на один элемент) возрастает с увеличением степени интеграции. [25]
Важнейшей характеристикой любой аппаратуры является ее стоимость. Стоимость изготовления пассивной микросхемы согласно [36] слабо зависит от ее сложности и приблизительно пропорциональна площади занимаемой подложкой. В связи с этим СВЧ микросборки ( МСБ) на ЭСП имеют большие потенциальные возможности снижения стоимости при серийном изготовлении. Однако с ростом степени интеграции теряется универсальность МСБ. В зависимости от степени интеграции МСБ может выполнять функции узла, субблока, блока или целого устройства, хотя обычно МСБ самостоятельно вне конкретной аппаратуры, как правило, не используются. [26]
При всех достоинствах конструкции БИС надо, тем не менее, иметь в виду, что она обладает и рядом существенных недостатков. Разработка такой микросхемы - работа весьма трудоемкая. Она практически может быть выполнена лишь с помощью комплекса ЭВМ для машинного проектирования ИМС. Производство подобных микросхем - задача еще более сложная, если учесть размеры отдельных транзисторов и других элементов схемы. Выход годных микросхем с ростом степени интеграции уменьшается, так как при неизменной вероятности получения даже одного негодного элемента вероятность получения негодной микросхемы с ростом числа ее элементов растет. [27]
Схемотехническая организация таких ИМС практически совпадает с организацией базового логического элемента. При этом область применения СИС сужается, что влечет за собой увеличение типов СИС при одновременном уменьшении производства и, следовательно, увеличении стоимости. Таким образом, рост степени интеграции входит в противоречие с экономическими факторами. [28]
Связь степени интеграции ИС с надежностью МЭА является наименее исследованной областью. Микроэлектронная аппаратура, реализованная на БИС, имеет значительно меньшее число внешних связей, паяных соединений и меньшую длину проводников по сравнению с МЭА на ИС малой и средней степеней интеграции. Очевидно также, количество отказов, связанных с проводниками и паяными контактами, уменьшается. Уменьшается и число отказов, определяемых количеством сварных соединений кристаллов ИС с выводами корпусов. Что касается надежности каждой отдельной БИС, то исходя из самых общих соображений можно предположить, что эта надежность будет ниже, чем у ИС с малой степенью интеграции. И она прослеживается для технологически однотипных БИС и ИС, если их проекты выполнены одновременно и они изготовляются на одном и том же технологическом оборудовании. Без соблюдения указанных условий эта связь не обнаруживается. Наоборот, несмотря на рост степени интеграции ИС, групповая технология и ряд других причин делают надежность БИС сравнимой с надежностью ИС меньших уровней интеграции. Во-первых, проекты большинства БИС выполнены позднее, чем проекты схем малой степени интеграции. [29]
Страницы: 1 2