›
›

Bài giảng Thiết kế hệ thống nhúng - Chương 2: Cấu trúc phần cứng hệ thống nhúng - Bài 6: Công nghệ IC

Download
CHƢƠNG2:CẤUTRÚCPHẦN
CỨNG HỆ THỐNG NHÚNG  
Bài 6: Công nghệ IC  
1
Tổng quan  
• Cấu trúc IC  
• Công nghệ IC chức năng chung (VLSI)  
• Công nghệ IC chức năng chuyên biệt (ASIC)  
• Công ng
2
Transistor CMOS  
• Nguồn, máng  
– Vùng khuêch tán nơi electrons có thể đi qua  
– Có thể kết nối nhờ tiếp xúc kim loại  
• Cổng  
– Vùng Polysilicon nơi đặt điện áp điều khiển  
• Oxide  
– Chất cách điện Si O2 chống rò điện áp cổng  
3
Kết thúc luật Moore?  
• Mọi kích thƣớc của MOSFET đã đƣợc thay đổi  
– (PMOS) đã giảm xuống  
• Tăng điện dung cổng  
• Giảm dòng dò từ S sang D  
– Độ dà
• Khoảng 25 atoms!!!  
oxide  
channel drain  
IC package  
IC  
source  
Silicon substrate  
4
5
20Ghz +  
• FinFET đã đƣợc sản xuất với độ dày  
18nm  
– Vẫn hoạt động rất tốt  
• Mô phỏng chỉ ra rằng nó có thể đạt tới  
10nm  
– Hiệu ứng Quantum bắt đầu xảy ra  
• Giảm độ di chuyển điện tích ~10%  
– Truyền dẫn ngƣợc bắt đầu đáng kể  
• Tăng dòng khoảng ~20%  
6
NAND  
• Các lớp kim loại cho việc định tuyến (~10)  
• PMOS không phù hợp với mức 0  
• NMOS không phù hợp với mức 1  
• Một sơ đồ cơ bản cho việc hình thành cổng  
7
Các bƣớc sản xuất Silicon  
• Tape out  
– Gửi thiết kế đến khu vực sản xuất  
• Quay  
– Thực hiện một lần trong quá trình sản xuất  
• Quang khắc  
– Vẽ mẫu bo quá trình lắng  
đọng  
8
Chuyên dụng đầy đủ  
• Mạch tích hợp mật độ rất lớn (VLSI)  
• Bố trí  
– Đặt và định hƣớng transistors  
• Kết nối  
– Kết nối transistors  
• Điều chỉnh kích thƣớc  
– Tạo ra các dây nối kích thƣớc dày hoặc mỏng, ch
nhanh hy hậm  
– Cũng có thể cần thay đỏi kích thƣớc bộ đệm  
9
Chuyên dụng đầy đủ  
• Kích thƣớc, công suất và chất lƣợng tốt nhất  
• Thiết kế thủ công  
– Tốn nhiều thời gian/độ linh hoạt cao/giá NRE cao…  
– Dành cho các bộ phận quan trọng nhất trong bộ xử lý  
• ALU
• Công cụ thiết kế vật lý  
– Không tối ƣu, nhƣng nhanh hơn…  
10  
Bán chuyên dụng  
• Mảng các cổng logic  
– Gồm một mảng các cổng đƣợc chế tạo sẵn  
– “bố trí” và kết nối  
– Mật độ cao hơn, thời gian đƣa ra thị trƣờng nhanh h
– Không tích hợp cao nhƣ các vi mạch chức năng  
chuyên dụn
• Các “Ô” tiêu chuẩn  
– Một thƣ viện các ô đƣợc thiết kế trƣớc  
– Bố trí và kết nối  
– Mật độ t
– Tích hợp tốt nhất với chuyên dụng  
đầy đủ  
11  
Bán chuyên dụng  
• Kiểu thiết kế phổ biến nhất  
• Phù hợp với các loại  
– Tốt  
• Công suất, thời gian đƣa ra thị trƣờng,  
chất lƣợng, giá NRE, giá đơn chiếc…  
• Tích hợp  
– Tích h
đầy đủ cho các vùng thiết kế quan  
trọng  
12  
PLD  
• Thiết bị logic khả trình  
– Programmable Logic Array (PLA), Programmable Array Logic (PAL), Field  
Programmable Gate Array (FPGA)  
• Tất cả các lớp đã có sẵn  
– Ngƣời thiết kế có thể mua một IC  
– Để thực h
• Các kết nối trên IC đƣợc tạo ra hoặc hủy để thực hiện chức năng  
• Lợi ích  
– Giá NRE rất thấp  
– Thời gian đƣa ra thị trƣờng ngắn  
• Hạn chế  
– Giá cao,
– Công suất  
1600 usable gate, 7.5 ns  
$7 list price  
• Ngoại trừ PLA loại đặc biệt  
– Chậm hơn  
14  
Xilinx FPGA  
15  
Khối logic có thể cấu hình đƣợc (CLB)  
16  
Khối I/O  
17  
pdf 17 trang yennguyen 19/04/2022 2000
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Thiết kế hệ thống nhúng - Chương 2: Cấu trúc phần cứng hệ thống nhúng - Bài 6: Công nghệ IC", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_thiet_ke_he_thong_nhung_chuong_2_cau_truc_phan_cun.pdf