Степень - интеграция - элемент
Cтраница 2
Задачей микроэлектроники является микроминиатюризации электронной аппаратуры с целью уменьшения ее объема, массы, стоимости, повышение надежности и экономичности на основе использования комплекса физических, конструктивно-технологических и схемотехнических методов. Развитие микроэлектроники связано с повышением степени интеграции элементов интегральных схем. В настоящее время разработаны сверхбольшие интегральные схемы ( БИС), содержащие более 105 элементов. Однако сейчас уже становится ясным, что увеличение степени интеграции не может быть беспредельным. Качественно новым решением, которое, в частности, обеспечит повышенную надежность, является отказ от традиционных схемных элементов - транзисторен и переход к использованию объемных эффектов в твердом теле. [16]
Задачей микроэлектроники является микроминиатюризация электронной аппаратуры с целью уменьшения ее объема, массы, стоимости, повышение надежности и экономичности на основе использования комплекса физических, конструктивно-технологических и схемотехнических методов. Развитие микроэлектроники связано с повышением степени интеграции элементов интегральных схем. В настоящее время разработаны сверхбольшие интегральные схемы ( БИС), содержащие более 105 элементов. Однако сейчас уже становится ясным, что увеличение степени интеграции не может быть беспредельным. Качественно новым решением, которое, в частности, обеспечит повышенную надежность, является отказ от традиционных схемных элементов - транзисторов и переход к использованию объемных эффектов в твердом теле. [17]
 |
БИС - цифровой дифференциальный анализатор с переменной разрядностью. [18] |
Рассмотренные выше регулярные схемы БИС являются в некоторой степени универсальными, так как они могут быть применены при проектировании цифровых систем различного назначения. Существует большой ряд таких БИС, разработанных фирмами США, Англии, Японии и других стран для серийного выпуска. Однако по мере совершенствования технологии и увеличения степени интеграции элементов на кристалле количество универсальных БИС в общей номенклатуре постоянно уменьшается. БИС во все большей и большей степени становятся узкоспециализированными схемами или, скорее, устройствами, решающими конкретную и только одну задачу. [19]
Непрерывное ужесточение и разнообразие требований одновременно к точности, быстродействию и энергопотреблению выполнения аналоговых операций в электронной аппаратуре уже не могут обеспечиваться за счет применения АИС и расширения их номенклатуры. Чтобы с максимальной эффективностью проектировать и применять АИС, необходимо уметь выбирать из всего многообразия их типов и структур лучшие и достигать в них предельные сочетания точности, быстродействия и потребления для данного уровня развития схемотехники и технологии ИС. Решение подобных задач уже не представляет большого труда для разработчиков цифровой аппаратуры, которые развили аппарат логического проектирования и ввели обобщенные морфологические показатели качества [23], В то же время, для АИС не определены обобщенные критерии оценки качества и способы оптимизации параметров, позволяющие выявить и реализовать резервы совершенствования их технического уровня независимо от степени интеграции элементов и функций в них. В этом параграфе показано, как с помощью введенных информационно-энергетических показателей можно привести частные технические характеристики различных типов АИС к единой системе параметров, дать обобщенную количественную оценку технического уровня АИС общего применения и определить наиболее перспективные направления их совершенствования и развития. [20]
Немногим более четырех десятилетий назад была создана первая электронная вычислительная машина на электронных лампах. За этот короткий отрезок времени было создано четыре поколения ЭВМ, при этом каждая смена поколений сопровождалась улучшением их основных технико-экономических показателей, таких, как быстродействие, надежность и стоимость. Четвертое поколение ЭВМ на базе микропроцессорных комплектов БИС появилось в начале 70 - х годов. Совершенствование технологии микроэлектроники позволило в конце 70 - х годов, увеличив степень интеграции элементов на кристалле, создать однокристальные микропроцессоры и микроЭВМ на их основе. [21]
Для матриц АЗУ характерны два существенных недостатка: значительные рассеяние мощности и отношение числа внешних выводов к числу ячеек в матрице. Это объясняется тем, что в АЗУ все ячейки могут работать одновременно и параллельно. В простом ЗУПВ в каждом цикле выбирается одна из ячеек матрицы, тогда как в АЗУ одновременно могут выбираться все ячейки матрицы БИС. Поэтому при создании ячеек АЗУ очень важно использовать компоненты с минимальным потреблением мощности. При этом степень интеграции в матрицах АЗУ ограничивается не числом транзисторов, а числом внешних выводов корпуса БИС. Например, матрица ЗУПВ емкостью 256 бит организуется как 256 одноразрядных слов и имеет 10 логических выводов. Оба указанных обстоятельства ограничивают степень интеграции элементов АЗУ в БИС на уровне, характерном для обычных логических схем, и не позволяют достичь - показателей, присущих схемам ЗУПВ. Практически из-за ограничения на число выводов корпусов БИС ( до 48 выводов) трудно реализовать ассоциативную БИС емкостью более 128 бит / кристалл. [22]
Он является примером аналоговой ИС. Другие аналоговые ИС мы рассматривать не будем, ибо это не даст нам ничего нового и принципиально важного для понимания микроэлектроники. Вот только не следует из этого делать вывод, будто аналоговые ИС не так важны в микроэлектронике, как цифровые. Правда, все задачи электронной обработки информации в принципе могут быть решены цифровым способом, если не принимать во внимание неизбежность округления аналоговых величин, связанного с их преобразованием в дискретные. Однако стоит ли использовать цифровой способ в тех случаях, когда для решения определенных задач, таких, как усиление аналоговых сигналов или генерация электрических колебаний, существуют хорошие аналоговые схемы. Ответ на этот вопрос зависит от технического уровня реализации цифровых схем средствами микроэлектроники, т.е. от степени интеграции элементов в ИС, от ее быстродействия и от цены. Некоторые признаки говорят о том, что с развитием техники цифровые схемы будут все больше и больше вытеснять аналоговые. Однако полностью аналоговая форма обработки информации не исчезнет, тем более что микроэлектроника позволяет существенно улучшить и аналоговые схемы. [23]
Страницы: 1 2