(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation Но 150 тысяч долларов -это все еще большие деньги для многих людей. Поэтому производители ИС сделали еще один шаг по продвижению идеи проектирования специализированных микросхем в массы. Были предложены вентильные матрицы (gate arrays), то есть ИС, внутренняя структура которых представляет собой решетку вентилей, соединения между которыми первоначально не заданы. Разработчик логического устройства определяет типы вентилей и устанавливает соединения между ними. В результате проектирование кристалла осуществляется на таком очень низком уровне, но разработчик остается при этом на высоком уровне, оперируя макроэлементами , реализующими те же функции, что и отдельные СИС и БИС или стандартные библиотечные элементы; для переноса с высокого уровня проектирования на низкий используется соответствующее профаммное обеспечение. Главное отличие проектирования с использованием стандартных элементов от проектирования на основе вентильных матриц заключается в том, что в последнем случае макроэлементы и размещение в кристалле не оптимизируются в той степени, в какой это осуществляется в изделии, созданном на основе стандартных элементов. В результате размеры кристалла могут увеличиться (на 25% и более) и поэтому может возрасти его стоимость. Кроме того, при проектировании на основе вентильных матриц нет возможности создавать собственные элементы. Но с другой стороны, такой проект можно выполнить быстрее, а начальные зафаты на его осуществление могут оказаться меньшими и лежать в пределах от 5 тысяч долларов (о которых было сказано в самом начале) до 75 тысяч долларов. (Когда все будет сделано, вы обнаружите, что потрачено именно столько.) Основные методы проектирования цифровых усфойств, которые вы изучите с помощью этой книги, вполне подходят для функционального консфуирования специализированных ИС. Однако при проектировании таких ИС обычно необходимо принять во внимание дополнительные возможности или офаничения, зависящие, как правило, от конкретного заказчика и условий осуществления проекта. 1.9. Печатные платы Обычно ИС устанавливается на печатной плате [printed-circuit board (РСВ) или printed-wiring board (PfVB)], где соединяется с другими ИС, образуя систему. В типичных цифровых системах используются многослойные печатные платы; на тонкие слои из стекловолокна наносятся медные полупроводники, и затем несколько таких слоев спрессовываются в одну плату толщиной порядка 1/16 дюйма. Отдельные проводящие соединения, или дорожки на печатной плате (РСВ traces), как правило, очень узки, и для типичной печатной платы их ширина составляет от 10 до 25 МИДОВ. [1 мил (mil) равен 1/1000 дюйма.] У плат, изготовленных по специальной технологии, позволяющей наносить тонкие линии (fine lines), дорожки крайне узки: их ширина всего лишь 4 мила, и расстояние между соседними дорожками также равно 4 милам. Таким образом, в одном слое печатной платы в полосе шириной 1 дюйм можно провести до 125 соединений. Когда нужно, чтобы плотность соединений была больше, используют большее число слоев. Большинство применяемых в настоящее время компонентов рассчитаны на технологию поверхностного монтажа (surface-mount technology, SMT). Вместо 1.10. Уровни проектирования цифровых устройств 41 длинных выводов корпусов DIP, проходящих сквозь плату и припаиваемых с обратной стороны, выводы корпусов SMT изогнуты так, чтобы обеспечить плоский контакт с верхней поверхностью печатной платы. Перед тем, как такие компоненты устанавливаются на печатную плату, на контактные площадки на плате наносится специальная паяльная паста ; для этого используется трафарет с отверстиями, располагающимися против нужных контактных площадок. Далее компоненты в корпусах SMT устанавливаются на соответствующие контактные площадки (вручную или с помощью автомата), где они удерживаются паяльной пастой (иногда приклеиваются). Наконец, полностью собранную плату пропускают через печь, где паяльная паста плавится, а затем по мере остывания затвердевает Технология поверхностного монтажа компонентов и нанесение на печатную плату тонких линий дают возможность очень плотно разместить интегральные схемы и другие детали на плате. Такое плотное размещение позволяет не только сэкономить на объеме. В схемах с большим быстродействием плотность упаковки играет важную роль в отнощении минимизации неблагоприятных аналоговых явлений, в том числе эффектов, возникающих в цепях с распределенными параметрами, и влияния задержек из-за распространения сигнала с конечной скоростью. Самым строгим требованиям по скорости и плотности удовлетворяют многокристальные модули {тиШсЫр modules, МСМ). Согласно этой технологии кристаллы ИС не помещаются в отдельные пластиковые или керамические корпуса. Вместо этого, кристаллы ИС, предназначенные для быстродействующей подсистемы (скажем, процессор и его кэщ-память) закрепляются непосредственно на подложке с требуемыми соединениями, размещенными в нескольких слоях. Многокристальный модуль герметизируется и снабжается необходимыми внешними вьшодами для питания, земли и тех сигналов, которые требуются системе. 1.10. Уровни проектирования цифровых устройств Проектирование цифровых устройств может выполняться на нескольких различных уровнях представления и абстракции. Хотя вы можете выучиться проектированию и работать на каком-то определенном уровне, время от времени у вас будет возникать необходимость перейти на один-двауровня вверх или вниз, чтобы завершить работу. Кроме того, рост плотности схем и увеличение их функциональной сложности постоянно подталкивают промышленность и проектировщиков к тому, чтобы переходить на более высокие уровни абстракции. Самый низкий уровень представления при проектировании цифровых устройств-это физика того, что происходит в логической схеме, и процессы, протекающие при изготовлении ИС. Заслугой в первую очередь этого уровня является поразительный прогресс в отношении быстродействия и плотности ИС за последние десятилетия. Это стремительное движение отражает закон Мура {Moores Law), впервые сформулированный основателем фирмы Intel Гордоном Муром (Gordon Moore) в 1965 году, и состоящий в том, что число транзисторов, приходящихся на квадратный дюйм в ИС, каждый год удваивается. В последние годы темп этого движения вперед замедлился: удвоение происходит теперь каждые 18 месяцев; но важно отметить, что одновременно с удвоением плотности также вдвое увеличивается быстродействие схем. В нашей книге мы не будем касаться этого уровня, но необходимо сознавать его важность. Проектируя системы и планируя производство, важно иметь представление о вероятном прогрессе в области технологии и о других изменениях. Например, недавно уменьшение геометрии в кристалле привело к переходу на более низкие напряжения питания логических схем, вызвав значительные изменения в том, как разработчики проектируют модульные системы, описывают и модернизируют их. Мы совершим скачок в представлениях и абстракции сразу на уровень транзисторов и пройдем весь путь до уровня логического проектирования с использованием языков описания схем. Лишь коротко мы остановимся на следующем уровне, который включает проектирование компьютеров и систем в целом. Центральным в нашем рассмотрении будет уровень функциональных структурных блоков. Чтобы составить предварительное представление об уровнях проектирования цифровых устройств, которые встретятся на нашем пути, рассмотрим простой пример. Предположим, что нужно построить мультиплексор с двумя входами двоичных данных А и В, с двоичным управляющим входом S и двоичным выходом Z. В зависимости от того, какое значение имеет S - О или 1, - схема передает на выход Z значения А или В. Принцип действия такого устройства иллюстрирует модель в виде переключателя на рис. 1.7. Давайте разберем процесс проектирования такого устройства на нескольких различных уровнях. Рис. 1.7. Модель мультиплексора в виде переключателя А Хотя логическое проектирование выполняется, как правило, на более высоком уровне, в отношении некоторых устройств полезно оптимизировать их, спустившись до уровня транзисторов. Мультиплексор как раз является таким устройством. На рис. 1.8 показано, как может выглядеть схема мультиплексора, созданная на основе КМОП-технологии с использованием специальных транзисторных структур, называемых логическими ключами , которые будут рассмотрены в разделе 3.7.1. При таком подходе мультиплексор можно построить всего лишь на шести транзисторах, тогда как при любых других подходах, о которых пойдет речь, для этого требуется, по меньшей мере, 14 транзисторов. По традиционной теории логического проектирования нам следовало бы воспользоваться таблицей истинности для описания логической функции, реализуемой мультиплексором. В таблице истинности перечисляются все возможные комбинации значений на входах и соответствующие данной функции значения выходного сигнала. Поскольку у мультиплексора три входа, имеется 2, то есть 8 возможных комбинаций входных величин, как показано в табл. 1.1. ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |