М.59 в 9 кн. / Под ред. Л. А. Коледова. Кн. 3. Базовые матричные кристаллы и программируемые тогиче-ские матрицы / М. Ф. Пономарев, Б. Г. Коноп-лев. — М.: Высш. шк., 1987.— 94 с.: ил.
В пособии рассмотрены принципы построения, примеры КОНСТПУК-
ПРЕДИСЛОВИЕ К КНИГЕ 3
Развитие техники проектирования и технологии производства полупроводниковых интегральных микросхем позволило формировать в одном кристалле сложные устройства, содержащие сотни, тысячи, десятки тысяч элементов, выполняющие функции обработки и управления сигналом. Но рост сложности неизбежно приводит к уменьшению или потере универсальности. Так, самая простая деталь в строительстве — кирпич — максимально универсален и может быть использован для строительства любого здания и сооружения, но более сложная деталь — прямоугольная панель — менее универсальна и может быть использована для сооружения зданий только определенной категории с определенными размерами и формой помещений. Для перехода к зданиям с более сложной архитектурной формой, чем прямоугольная, необходимо создавать и панели более сложной формы, которые будут еще менее универсальны. Уменьшение универсальности приводит к необходимости увеличения номенклатуры изделий.
В микроэлектронике возникает противоречивая, чуть ли не парадоксальная ситуация: чем выше технологический уровень производства и чем выше искусство создания конструкций интегральных микросхем, тем более сложные в функциональном отношении микросхемы можно изготовить, тем более специализированными (менее универ-"альными) они становятся и тем большее количество 'номенклатуру) их надо спроектировать и изготовить для '^здания микроэлектронной аппаратуры различного назначения. При этом, естественно, объемы производства каждой специализированной микросхемы будут сравни-Ti-' льно небольшими. Если учесть, что только разработка тзкон микросхемы занимает несколько месяцев, а налаживание ее производства — годы, то ситуация может Показ,тгься безвыходной.
Но выход был найден. Даже два выхода. Первый вы-•>0Д из этой противоречивой ситуации — это создание
микросхем, функции которых могут быть заданы подачей на их входы по определенной программе внешних электрических сигналов. Такая функциональная перестройка с помощью программирования является особенностью микропроцессорных интегральных микросхем; некоторые сведения о них приведены в книге 2 «Полупроводниковые интегральные микросхемы», а детальному их описанию посвящена известная серия учебных пособий под редакцией чл-корр. АН СССР Л. Н. Преснухина «Микропроцессоры».
Другим выходом является построение микросхем на основе базового матричного кристалла (БМК), представляющего собой матрицу нескоммутированных (не соедин-ненных между собой) элементов, электрические связи между которыми формируются в соответствии с назначением микросхем на этапе формирования разводки. На основе одного БМК можно изготовить сотни функционально различных устройств.
В программируемых логических матрицах (ПЛМ) заданная схема формируется также на основе матрицы элементов. Однако в отличие от БМК соединения можно не только создавать, но при необходимости и разрушать. В некоторых типах ПЛМ формирование схемы (программирование) осуществляется не с помощью заказных масок, как в БМК, а электрически — подачей программирующих сигналов. Возможна раеализация перестраиваемых( репро-граммируемых ) схем.
Изготовление микросхем на основе БМК и ПЛМ сулит немалые выгоды в плане сокращения сроков изготовления, расширения их функционального разнообразия при сокращении затрат на проектирование и производство. Это один из основных путей ускорения разработок и выпуска современной микроэлектронной аппаратуры.
Знакомству с принципами построения, конструкциями и особенностями производства и применения микросхем на основе БМК и ПЛМ и посвящена эта книга.
Л- А. Коледов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к книге 3...........3
Введение ............... 5
ГЛАВА 1. Способы реализации специализированных больших интегральных микросхем...........7
§ 1.1. Особенности конструктивно-технологической реализации и проектирования специализированных микросхем . 7 § 1.2. Сравнение способов реализации и эффективности применения специализированных микросхем . . . .10 ГЛАВА 2. Базовые матричные кристаллы......14
§ 2.1. Принципы построения и параметры базовых матричных кристаллов ..... ....... 14
§ 2.2. Библиотеки функциональных элементов .... 20 § 2.3. Базовые матричные кристаллы на основе биполярных транзисторов............22
§ Й.4. Базовые матричные кристаллы на основе полевых
транзисторов с изолированным затвором.....39
§ 2.5. Проектирование микросхем на основе базовых матричных кристаллов..........57
ГЛАВА 3. Программируемые логические матрицы .... 60 § 3.1. Реализация логических функций в регулярных
структурах.............60
§ 3.2. Программируемые логические матрицы с масочным
программированием...........65
§ 3-3. Электрически программируемые логические матрицы 71 § 3.4. Матричные микросхемы с реконструируемыми соединениями .............74
ГЛАВА 4. Репрограммируемые логические матрицы ... 81
§ 4.1. Матрицы с электрически репрограммируемыми элементами на основе МОП-структур.......81
§ 4.2. Репрограммируемые логические матрицы на основе
МНОП-структур............84
§ 4.3. Матричные микросхемы с программируемой архитектурой .............86
Заключение..............92
Список литературы............93
Цена: 100руб.
