<<
>>

Интегральные схемы

В настоящее время производить, поставлять и использовать для конструирова- ния электронной аппаратуры отдельные вентили не представляется возможным, так как для одного современного не самого мощного компьютера требуются мил- лионы вентилей.
Поэтому для создания вентилей, применяющихся в различных комбинационных схемах, схемах памяти и любых других устройствах компьюте- ра, а также во многих других электронных устройствах, давно уже не исполь- зуются транзисторы, изображенные на рис. 3.18, б. Все современные аппаратные средства реализуются на интегральных схемах (микросхемах), объединяющих на одной пластинке, которую принято называть основой, от нескольких де- сятков до нескольких сотен миллионов вентилей. Эти вентили функционально полностью эквивалентны рассмотренным ранее, но имеют несравненно меньшие размеры — площадь современных интегральных схем составляет 200-300 мм[3] и менее. Внешний вид интегральных схем приведен на рис. 3.18, в.

а 6 в

Рис.

3.18. Внешний вид ламп накаливания (а), транзисторов (б), интегральных схем (в)

ВНИМАНИЕ ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Интегральная схема (ИС), или микросхема, представляет собой микроминиатюр- ную электрическую цепь, которая содержит некоторое количество элементов, экви- валентных транзисторам, резисторам и т. д. Вся схема с помощью специальной технологии размещается на очень маленькой кремниевой или какой-либо другой подходящей по свойствам пластинке, точнее, на поверхности или же внутри полу- проводникового кристалла.

схемы могут произвольным образом (либо поодиночке, либо все вместе) исполь- зоваться в конструируемом устройстве.

Рис. 3.19. Пример простейшей интегральной схемы, состоящей из восьми вентилей «НЕ И»

Понятно, что обеспечить отдельными контактами на корпусе каждый вентиль интегральной схемы, состоящей даже из нескольких тысяч (не говоря уже о мил- лионах) вентилей, — задача бессмысленная, да и принципиально неразрешимая. Поэтому используются специальные технологические и схемные решения, кото- рые обеспечивают размещение на площади 2-3 см2 десятков и сотен миллионов вентилей, использующих при этом всего несколько сотен контактов.

Интегральные схемы характеризуются степенью интеграции. Она численно равна количеству транзисторов (иногда вентилей), из которых состоит схема. Степень интеграции используется для деления микросхем на четыре группы:

? малые интегральные схемы (МИС) — до 102 транзисторов;

? средние интегральные схемы (СИС) — от 102 до 103 транзисторов;

? большие интегральные схемы (БИС)— от 103дo 105 транзисторов;

? сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) — свыше 105 транзисторов.

Кроме того, часто используемыми параметрами микросхем являются линейный размер вентиля и уже упоминавшаяся ранее площадь микросхемы (не путать с площадью корпуса, в который она запаяна!). Современные вентили имеют линейные размеры, измеряемые микрометрами (1 мкм = 1О~6 м) и нанометрами (1 нм = 1О^9 м).

Интегральные схемы обычно специально создаются для решения конкретных за- дач, например таких, как хранение или обработка данных, и название микросхемы включает ее специализацию: микросхема памяти или микросхема процессора. Мик- росхемы процессоров обычно называют еще более кратко — микропроцессор.

ВНИМАНИЕ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Микропроцессором называется интегральная схема, обеспечивающая выполнение всех функций процессора компьютера.

Возможно также создание многоцелевых, или универсальных, интегральных схем, которые могут приспосабливаться конструкторами для решения различных задач.

В принципе, схема, изображенная на рис. 3.19, несмотря на ее простоту, может

быть отнесена к группе универсальных схем.

Дополнительный материал по обсуждавшимся в главе вопросам можно найти

в изданиях [4], [29], [34], [35].

<< | >>
Источник: Степанов А. Н.. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей. 2007

Еще по теме Интегральные схемы:

  1. 4.14. СХЕМЫ ЖАНА ПИАЖЕ
  2. СХЕМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ КОДИРОВАНИИ ЧЕЛОВЕКА
  3. СУТОЧНАЯ И СЕЗОННАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ (ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ У СИН)
  4. Статья 473. Субъекты права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  5. Статья 474. Имущественные права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  6. Тема 28. ПРАВО НА ТОПОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ
  7. Статья 480. Право предшествующего пользователя на компонование интегральной микросхемы
  8. Статья 472. Засвидетельствование обретения права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  9. Статья 475. Срок действия имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  10. Глава 40 - Гражданского кодекса Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы